Die Empa unterhält an ihrem Standort Dübendorf die Abteilung «Fahrzeugantriebssysteme», welche Grundlagenforschung für künftige Mobilitätslösungen betreibt.
Der Empa-Campus in Dübendorf umfasst mehrere Gebäude unterschiedlicher Baujahre. Seit April 2021 gewährleistet ein System aus einem modernen Blockheizkraftwerk und einer Wärmpumpe die Versorgung des Standorts mit Strom und Wärme.
Projekt mit Fokus auf Emissionsreduktion
«Das besondere Augenmerk lag bei diesem Projekt, welches wir in Zusammenarbeit mit unserem Partner Helbling Beratung + Bauplanung umsetzen durften, darauf, die Kohlenmonoxid- und Stickstoffemissionen unter die gesetzlichen Mindestanforderungen zu reduzieren», erklärt Christoph Zumbrunn, Projektleiter bei Avesco.
Um diese kundenseitige Anforderung zu erfüllen, kommt ein Erdgas-BHKW vom Typ TBG9512-2K mit einem Lambda = 1 – Gasmotor von Liebherr zum Einsatz. Das Blockheizkraftwerk nutzt die von Avesco patentierte 2K-Technologie: Durch die geregelte Rückführung der Abgase können sehr tiefe CO- und NOx-Werte erreicht werden (siehe Box unten). Es ist die erste Anlage mit dieser Technologie, welche Avesco in dieser Motorenklasse (12-Zylinder) installiert hat.
Leistungskennzahlen
Das neue BHKW bietet 450 kW elektrische Leistung, welche auf dem Areal vollständig verbraucht wird.
Die thermische Leistung setzt sich zusammen aus:
- 576 kW, die in das Hochtemperaturnetz gespeist werden (Vorlauftemperaturen ca. 65 / 40 °C)
- 150 kW, die in das Mitteltemperaturnetz gespeist werden (Vorlauftemperaturen ca. 38 / 28 °C)
Zum Gesamtsystem gehört überdies eine Wärmepumpe mit 2 Verdichtern, 3 Betriebspunkten und 500-550 kW Kondensatorleistung.
Erste Heizperiode durchlaufen – eine Zwischenbilanz
Mitterweile hat die Anlage die erste Heizperiode durchlaufen. Wie fällt die Zwischenbilanz der Empa aus? Tomasz Bialik, Leiter Technischer Dienst: «Mit der Kombination BHKW, Mitteltemperaturnetz und Wärmepumpe reduzieren wir unsere CO2-Emissionen stark. Das System läuft sehr stabil, gemäss unseren Erwartungen aus der Planungsphase. Die Zwischenbilanz fällt sehr positiv aus.»
Empa:
Ambitionierte Strategie für den Standort Dübendorf
Die Empa verfolgt für ihren Standort Dübendorf eine ambitionierte Strategie: Der CO2-Ausstoss des Areals soll im Vergleich zum Referenzjahr 1990 um 70% sinken. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden die bestehenden Gaskessel, welche als Hauptenergielieferanten dienten, im Frühling 2021 durch eine Wärmepumpe mit dem natürlichen Kältemittel Ammoniak (NH3) und ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ersetzt. Die Gaskessel dienen neu der Spitzenlastdeckung und Redundanzabsicherung.
2K-Technologie:
Maximale elektrische Leistung, reduzierte Schadstoffemissionen
Die patentierte 2K-Technologie bei unseren Blockheizkraftwerken mit Gasmotoren von Liebherr nutzt das System der geregelten Abgasrückführung, um die Verbrennungstemperatur in einem Lambda = 1 Gasmotor durch Rückführung der Abgase in den Verbrennungsprozess zu senken. Durch die niedrigere Verbrennungstemperatur kann der Gasmotor in einem höheren Leistungsbereich betrieben werden, ohne dass es zum sogenannten «Motorenklopfen» kommt. In Kombination mit einem 3-Wege-Katalysator können die Emissionen von Kohlenstoffmonoxid und Stickoxiden stark reduziert werden. Im Vergleich zu anderen Lösungen lassen sich mit der 2K-Technologie sowohl die maximale elektrische Leistung des BHKW als auch minimale Schadstoffemissionen erreichen.
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