Einzigartig für die Schweiz ist die Nutzung zweier Technologien am selben Standort für die gleichzeitige Bereitstellung von Wärme und Strom aus Holz; das Nutzen fossiler Brennstoffe wird auf ein absolutes Minimum reduziert. Viel unternehmerischer Esprit und Geduld führten nun zu einem überzeugenden Resultat. 

Holz ist ein Baustoff, der das Gesicht des Engadins auch heute noch stark prägt. Egal, ob beim Bau von Dächern, Treppen, Brücken, Möbeln oder Zäunen, stets wird darauf geachtet, dass hauptsächlich einheimisches Holz verwendet wird – so jedenfalls das Credo der in S-chanf ansässigen Baufirma Salzgeber Holzbau. Die Produktionsstätte der Firma liegt mitten im Gewerbegebiet der Gemeinde S-chanf. Und hier offenbart sich, wie der vielseitige Stoff aus der Natur auch sehr gut in eine lokal verankerte Kreislaufwirtschaft einfügt, nämlich auch als Energieholz. Auf dem Areal zu entdecken ist eine neue Energiezentrale, die das maximal Mögliche an Energiewert aus dem Werkstoff Holz herausholt.
Die jüngst erweiterte Energiezentrale auf dem Firmengelände ist der jüngste Ausbauschritt einer längeren Entwicklung, die bereits Ende der 90er Jahre ihren Anfang nahm. Projektleiterin Cilgia Salzgeber führt durch die neue im Bau befindliche Lagerhalle und durch die in mehreren Geschossen eingebauten Anlagen im Untergrund.

Pyrolyse macht Strom und Wärme

Sie erklärt, dass zwei unterschiedliche Materialströme das Geschehen in der Energiezentrale bestimmen. In der einen Lagerhalle, die rund 5500 m³ frische Holzschnitzel umfasst, werden die angelieferten Hackschnitzel gelagert. Mit Hilfe eines Teils der Abwärme aus der Pyrolyse werden die Hackschnitzel schonend getrocknet.
Unter Pyrolyse ist ein thermo-chemischer Umwandlungsprozess zu verstehen, in denen organische Verbindungen bei hohen Temperaturen und weitgehend unter Absenz von Sauerstoff gespalten werden. Im anschliessenden Schwebebett-Reaktor werden die Holzschnitzel von heisser Luft hochgewirbelt und erreichen eine Temperatur von +800 °C. Die Festkörperteile fallen zu Boden, währenddessen die flüchtigen Teile vergast und durch einen Filter geführt werden. Anschliessend passiert das gereinigte Gas den Motor eines Blockheizkraftwerks (BHKW), womit gleichzeitig Wärme und Strom entsteht. Als Nebenprodukt entsteht Pflanzenkohle, das zunehmend in der Landwirtschaft und im Bau Verwendung findet und darüber hinaus als effiziente Kohlenstoff-Senke gilt.

Auch aus Altholz gibts Energie

Ebenso viel Aufmerksamkeit verdient die zweite Anlage: Diese verwertet die zweite Rohstoffquelle aus der Region, nämlich Altholz – ein Material, das zwar ebenfalls zerkleinert, aber wegen Zusatzstoffen wie Farbe und Lacken belastet und deswegen anders gelagert und behandelt werden muss. «Durch die rege Bautätigkeit im Engadin – sei es Neubauten oder Renovationen – kommen wir zu genügend energetisch verwertbarem Altholz», erläutert sie. Das Altholz wird in Bever maschinell zerkleinert und anschliessend in eine separate Lagerhalle eingelagert (mit einer Kapazität von 10`000 m³ geschreddertem Altholz).
Das Rohmaterial passiert eine Altholzverbrennungsanlage (Typ: Agroforst). Für die Verstromung der dabei gewonnenen Energie kommt eine so genannte ORC-Turbine zum Einsatz.
Das ORC-System (Organic Rankine Cycle) – nach einem schottischen Physiker benannt - eignet sich für die Übertragung von thermischer in elektrische Energie, wobei die Prozessparameter Druck und Temperatur deutlich unter den Werten einer klassischen Dampfturbine liegen. Als Arbeitsmedium in einem geschlossenen Kreislauf ist ein so genanntes Thermoöl im Einsatz.
Die letzte Etappe des Rundgangs führt zu zwei konventionellen Holzschnitzelheizungen (des Typs Schmid; mit Leistungen von 2 MW und 900 kW) in einem Nebenraum. Ein Mechaniker repariert gerade eine Förderkette. Die beiden Heizungen sind weiterhin im Gebrauch, um die Spitzenlast zu decken, was im hochgelegenen Oberengadin nicht selten vorkommt. Und damit gelangen wir zur Historie des einzigartigen Projekts.

Wie alles begann

Holzbauunternehmer Simon Salzgeber (Vater der Projektleiterin) war schon immer begeistert von erneuerbaren Energien. Schon früh kam ihm die Idee eines Fernwärmenetzes, das aus den Holzabfällen des eigenen Betriebes und aus der Region zur Wärmeerzeugung nutzt. 2005 erfolgte dann die erste Studie. Simon Salzgeber erwartete, dass die Anlage nach dem Bau innert maximal fünf Jahren rentabel sein wird. Mit dieser Erwartung lieferte das Fernwärmenetz 2010 das erste Mal Wärme. Zu Beginn hingen nur Salzgebers Baufirma mit einigen Gebäuden, eine Kletterhalle und ein Mehrfamilienhaus am Netz.
Der weitere Ausbau des Fernwärmenetzes ging jedoch nur langsam voran. Die Verschärfung der kantonalen Energiegesetzgebung (im Rahmen des MuKEn-Konkordats) verlieh der Attraktivität der Fernwärme einen zusätzlichen Schub, wie Cilgia Salzgeber weiss: «Damit war ein 1:1-Ersatz einer Öl- oder Gasheizung nicht mehr möglich. Das half uns sehr.» Meilensteine waren der Anschluss eines Truppenübungsplatzes der Armee und des Lyceums Alpinum (im nahen Zuoz) ans Netz. Bis heute wird es Jahr für Jahr weiter ausgebaut. Um die gestiegene Nachfrage zu decken, war es unumgänglich geworden, die bestehende Anlage zu erweitern.

Strom produzieren

Aber einfach mehr Wärme zu produzieren war für Simon Salzgeber nicht genug. Er wollte auch bei der Stromversorgung unabhängig werden. Befeuert durch nationale Sorgen der Winter-Stromlücke, nahm ein ambitioniertes Projekt seine Formen an.
Für seine gross angelegten Pläne suchte der Unternehmer einen innovativen Partner. In einem Gespräch unterbreitete er Thomas Gautschi seine Idee. Der Geschäftsführer von Anex, einem Beratungs- und Planungsunternehmen für Gebäudetechnik mit einer Zweigstelle in Chur, erinnert sich: «Simon wollte mehr aus dem Holz bringen als nur Wärme und kam mit der Idee der Verstromung zu uns.» In engem Austausch mit Simon Salzgeber führte Anex Wirtschaftlichkeitsberechnungen durch – bis ein finanzierbares Projekt entstand, das bereits 2020 umsetzbar gewesen wäre. Doch bezüglich der kommunalen Energiepolitik gab es zu diesem Zeitpunkt Unsicherheiten. Also hiess es warten.
Wie nicht selten bei unüblichen Energieprojekten zog sich der Bewilligungsprozess nach der Baueingabe lange hin. «Wir haben immer alles abgeliefert. Doch immer wieder kam eine Nachfrage, ein weiteres Dokument musste eingereicht, eine zusätzliche Abklärung durchgeführt werden», sagt Simon Salzgeber. Ein Umstand, der Thomas Gautschi Sorgen bereitet: «Solche Verzögerungen können gravierende Auswirkungen auf Projekte dieser Grössenordnung haben. Es fehlt an Planungssicherheit.»

Energie für zwei Gemeinden und mehr

Nun aber ist der Traum Wirklichkeit geworden: Die durch das BHKW und die Altholzfeuerung erzeugte Wärme von rund 17 GWh im 2025 wird in das lokale Fernwärmenetz eingespeist. Die Länge dieses thermischen Netzes ist inzwischen auf 10 km angewachsen und versorgt viele Liegenschaften in S-chanf und der Nachbargemeinde Zuoz. Die Wärmeabgabe entspricht damit ungefähr dem jährlichen Heizbedarf von etwa 600 Einfamilienhäusern.
Sowohl das BHKW als auch die ORC-Turbine erzeugen Strom. Nach Abzug des Eigenbedarfs wird der grösste Teil der jährlich produzierten Strommenge von rund 6 GWh ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Dies entspricht dem durchschnittlichen Jahresverbrauch von etwa 1500 Einfamilienhäusern.
Technische Angaben:
Holzverbrauch im Jahresverbrauch getrocknete Hackschnitzel (nicht kontaminiert) 15`000 m³
Geschreddertes Altholz (kontam.)25`000 m³
BHKW-Modul
Leistung elektrisch550 kW el
Wirkungsgrad elektrisch40%
Leistung thermisch750 kW therm
Syncraft-Anlage thermisch750 kW therm
Pflanzenkohle-Produktion (bei Vollauslastung)550 Tonnen pro Jahr
ORC-Modul
Leistung elektrisch ORC 710 kW max
Agroforst-Anlage4,1 MW
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Bildlegende
Titelbild: Blick auf das Areal des Holzbauunternehmens Salzgeber Marangun. Zu sehen ist die neue Halle für die Lagerung der Hackschnitzel. Die eigentliche Energiezentrale befindet sich im Untergrund.

Bild 1-3: Das installierte Blockheizkraftwerk des Typs Jenbacher nutzt das durch Pyrolyse entstandene Holzgas zur Verstromung. Die dabei entstehende Abwärme wird dem thermischen Netz zugeführt. Im Bild Projektleiterin Cilgia Salzgeber. (Foto: Salzgeber Holzbau S-chanf)

Bild 4 und 5: Hohe Berge voller Hackschnitzel aus Altholz warten auf ihre Verbrennung in den verschiedenen Holzfeuerungsanlagen der Energiezentrale im Untergeschoss.

Bild 6: Für die Verbrennung des Altholzes kommt eine so genannte ORC-Turbine zum Einsatz. Die Turbine wird durch den Kontakt mit organischem Material mit einer niedrigen Verdampfungstemperatur vorangetrieben.

Bild 7: Als Nebenprodukt der Pyrolyse entsteht Pflanzenkohle; sie findet in der Landwirtschaft und im Bau Verwendung und ist als CO2-Senke zertifiziert.

Bild 8: Was lange währt, wird endlich gut. Über die Jahre wuchs die Länge dieses thermischen Netzes auf 10 km und versorgt viele Liegenschaften in S-chanf und der Nachbargemeinde Zuoz.

Bild 9: Schematische Darstellung der beiden biomasse-basierten Verwertungsketten der Energiezentrale.

Bild 10: Blick auf die betonierte Bodenplatte der Energiezentrale, wo die Holzverstromungsanlagen wie die Wärme-Kraft-Kopplungs-Anlage und die ORC-Turbine (rechts von der Mitte) installiert wurden. Die Betonierung über mehrere Etagen (Sicht auf die Verschalung) musste rasch voranschreiten, damit die Energiezentrale Ende 2025 rechtzeitig in Betrieb gehen konnte. Zehn Monate brauchte es bis zur Baubewilligung (Dez. 2023); neun Monate dauerte der Bau der Energiezentrale.

Text: Manuel Fischer
Fotos: Manuel Fischer und Salzgeber Holzbau S-chanf

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