Energie Wasser Bern wandelt 150’000 Tonnen Kehricht pro Jahr zu Strom und Fernwärme um

Bern/Studen, Februar 2025. „Das ist meine Anlage“, sagt Daniel Berger mit einem Augenzwinkern, während er den 300 Meter langen Gang der Energiezentrale Forsthaus in Bern abschreitet. Berger ist Projekt‐ und Baustellenkoordinator bei Energie Wasser Bern (ewb) und seit über 20 Jahren im Unternehmen tätig. „Seine“ Anlage, das ist ein komplexes und hocheffizientes, noch recht junges

Kraftwerk, in dem ewb jährlich aus 150’000 Tonnen Abfall Strom und Wärme für Abnehmer in Bern und Umgebung produziert – an 365 Tagen im Jahr und rund um die Uhr. Die ewb‐Anlage ging 2012 in Betrieb, nachdem die Vorgängeranlage zu klein geworden war und am damaligen Standort, nur 150 Meter entfernt, nicht erweitert werden konnte. Die Energiezentrale Forsthaus umfasst eine

Müllverbrennungsanlage, ein Gas‐und‐Dampf‐Kombikraftwerk (GuD) sowie ein Holzheizkraftwerk. Die Kamine ragen rund 70 Meter in den Himmel.

Der Müll verbrennt auf einem luftgekühlten Rost. Die Abgase sind knapp 1000 °C heiss und werden in einem Vier‐Zug‐Dackelkessel durch zahllose Stahlrohre gezogen, in denen Wasser zirkuliert und aufgeheizt wird: „Vorne am Kessel befindet sich das Speisewasser mit einer Temperatur von 135 Grad Celsius“, erläutert Daniel Berger, „hinten herrschen 400 Grad Celsius und ein Druck von 40 bar.“

Der heisse Dampf wird auf eine von drei Turbinen im Werk geleitet, um Strom zu produzieren, in diesem Fall die 18‐MW‐Turbine. Sie hat zwei Ventile, die sich anzapfen oder auskoppeln lassen, um die erzeugte Energie, alternativ zur Stromerzeugung, über Heizkondensatoren ins Fernwärmenetz einzuspeisen. Ausserdem kann für Hilfssysteme und zwei Grosskunden in Bern Dampf abgezapft werden.

Daniel Berger zeigt sich begeistert vom Zusammenspiel der verschiedenen Systeme: „Das ist vom Wirkungsgrad her einfach genial. Dank der Fernwärmekopplung erreichen wir einen Wirkungsgrad von 88 bis 90 Prozent. Ohne diese lägen wir bei lediglich 35 bis 40 Prozent!“

Ein zentrales Herzstück des riesigen Kraftwerks ist die Druckluftversorgung. Ohne sie läuft nichts, betont Berger. Druckluft wird für zahllose Steuer‐ und Sicherheitsventile sowie als Arbeitsluft benötigt. Viel Luft geht durch die sogenannten Schallhörner, die mittels Schallwellen Russ und Staub von den Innenwänden der Rohrleitungen lösen. Auch die Russbläser in den Katalysatoren der

Abgasreinigung benötigen Druckluft, genau wie die drei grossen Turbinen mit ihren Leistungen von 18, 28 und 38 Megawatt. Berger verweist daneben auf die Abwasserreinigungsanlage und die Flugasche‐Waschanlage, die er liebevoll „Fluwa“ nennt. Auch deren Steuer‐ und Regelventile werden mit Druckluft gestellt.

„Die heikelste Anwendung der Druckluft ist die Emissionsmessung“, erklärt der Fachmann. „Und zwar deswegen, weil hier absolut ölfreie Druckluft anliegen muss.“ Wie kritisch das sein kann, wisse man spätestens seit einem Vorfall vor einigen Jahren, als in der Messzentrale ein Server zerstört wurde, weil es im Druckluft‐Leitungssystem zu Ölleckagen kam.

Ursache war die damalige Druckluftstation, die aus drei öleingespritzten Kompressoren bestand und über mehrere Jahre immer wieder Probleme verursachte. „Bei der Ausschreibung der Druckluftversorgung für den neuen Standort hatten wir seinerzeit zwar den Drucktaupunkt festgelegt, aber nicht explizit gefordert, dass die Kompressoren ölfrei arbeiten müssen“, erläutert Daniel Berger. Dies stelle sich im Laufe der Jahre als Fehler heraus, als es immer wieder zu Leckagen kam. „Ausserdem hatten die alten Kompressoren Probleme mit den Frequenzumrichtern. Dadurch mussten wir regelmässig Servicetechniker herbestellen.“ Im Durchschnitt, so Berger, sei alle ein bis zwei Wochen ein Mechaniker für einen ganzen Tag im Kraftwerk gewesen, um die Kompressorstation zu warten und Fehler zu beheben. Letztlich gab der Vorfall, bei dem der Rechner zur Emissionsmessung aufgrund von Ölverunreinigungen beschädigt wurde, den Ausschlag, die alten Kompressoren vom Netz zu nehmen und Station komplett zu erneuern, und zwar mit ölfreier Druckluft.

Den Zuschlag für die neue Station erhielt vor gut drei Jahren der schwedische Industriekonzern Atlas Copco, der drei ölfrei verdichtende Schraubenkompressoren mit eingebauter Drehzahlregelung und integrierten Adsorptionstrocknen lieferte. Die Modelle ZR 90 VSD+ FF werden von der Atlas‐Copcoeigenen Steuerung Optimizer 4.0 überwacht und gesteuert. Sie betreibt die Kompressoren im wöchentlichen Wechsel und gleicht Schwankungen optimal aus. Durch ihre beiden leistungsstarken Permanentmagnetmotoren und die in dieser Baureihe erstmals eingesetzte Neos‐VSD+‐Technologie zur Drehzahlregelung arbeiten die ZR‐Kompressoren sehr effizient: Gegenüber Volllast‐Leerlauf‐ Kompressoren ermöglichen sie Energieeinsparungen von bis zu 35 % – ein Wert, der sich im

Zusammenspiel mit der übergeordneten Steuerung noch einmal drastisch erhöht.

Um das Netz weiter zu stabilisieren, wurden im Kompressorraum drei Druckluftbehälter mit jeweils 5’000 Litern Fassungsvermögen installiert; zwei Stockwerke höher befinden sich weitere zwei Kessel mit je 10’000 Litern. „Diese Behälter gleichen Druckluftschwankungen sehr gut aus“, erklärt Berger. Um Lastspitzen zu reduzieren, setzten sich die Experten von ewb ausserdem mit Atlas Copco zusammen. Man beschloss, die Abgasreinigungsanlagen, die viel Druckluft verbrauchen, zeitversetzt

zu betreiben. Das hält die Amplituden flacher. Inzwischen, so Berger, sind alle Maschinen und Anlagen im Werk so fein aufeinander abgestimmt, dass ein einziger der drei Kompressoren ausreicht, um das gesamte Kraftwerk mit Druckluft zu versorgen. Vor drei Jahren, als die neue Station in Betrieb ging, wurden rechnerisch noch 1,5 Kompressoren benötigt. Die anderen beiden stehen aus

Sicherheitsgründen als Redundanz bereit.

Auch Probleme mit Leckagen und Verunreinigungen durch ölhaltige Druckluft gehören in Bern der Vergangenheit an. Denn Design und Abdichtung der Luftkammer stellen in den ZR‐VSD+‐ Kompressoren von Atlas Copco eine physikalische Trennung zwischen Öl‐ und Luftkreislauf sicher, wodurch kein Öl in die Druckluftkammer eindringen kann. Damit wird die Luft absolut ölfrei nach der Klasse 0 gemäss ISO 8573‐1 verdichtet.

Berger räumt ein, dass einige Maschinen im weitläufigen Kraftwerk nicht zwingend auf ölfreie Druckluft angewiesen wären. „Es lohnt sich für uns jedoch nicht, ein zweites Druckluftnetz mit geringerer Qualität zu installieren. Deshalb ist die Luftqualität an manchen Maschinen besser, als es eigentlich nötig wäre.“ Betriebswirtschaftlich rechne sich dies dennoch. Denn ein weiteres Thema sei

früher immer wieder der Drucktaupunkt gewesen, erinnert sich Berger: „Er musste bei minus 35 bis minus 38 Grad liegen, um die Luft einigermassen rein zu halten. Das war mit der alten Konstellation oft schwierig zu erreichen.“ Heute würden im Prinzip ‐30 °C genügen, die Anlage erziele aber locker etwa ‐80 °C.

Dass die Druckluft absolut ölfrei ist, sei neben der Emissionsmessstation auch für die Regelventile der Turbinen und die „Fluwa“ von entscheidender Bedeutung: Die Flugasche‐Waschanlage beispielsweise habe eine wartungsfreie Lebensschmierung, bei der zusätzliches Öl kontraproduktiv wäre. Und bei den zahlreichen Druckluftzylindern, die sich während ihrer Lebensdauer tausendfach

hin und her bewegen, übernehmen vorgeschaltete Öler die notwendige Schmierung.

Neben der ölfreien Verdichtung der Kompressoren legten die Verantwortlichen bei der Ausschreibung für die neue Station sehr grossen Wert auf die Energieeffizienz. Denn die alte Anlage war noch nicht abgeschrieben, weshalb sie eigentlich hätte weiterbetrieben werden müssen. „Angesichts der geschilderten Probleme war das für uns jedoch keine Option“, erklärt Berger. Nicht zuletzt hat die weitaus höhere Effizienz der Atlas‐Copco‐Kompressoren den Entscheid gegeben.

In diesem Zusammenhang hebt Daniel Berger die extrem sparsamen, in die Kompressoren integrierten Adsorptionstrockner von Atlas Copco hervor. Dafür steht das Kürzel „FF“ auf dem Typenschild, „Full Feature“. Eingebaut sind in diesem Fall Drehtrommeltrockner des Typs MDG, die für stabile Drucktaupunkte von ‐40 °C entwickelt wurden (wobei, wie oben beschrieben, in der Praxis durchaus noch niedrigere Werte erreicht werden). Der MDG erzeugt die hohe Druckluftqualität in Bezug auf die Restfeuchte weitaus effizienter als andere Trockner. Denn um die niedrigen Taupunkte zu erreichen, benötigt er weder zusätzliche Heizelemente noch ein Gebläse und auch keine Spülluft. Vielmehr nutzt er die Abwärme der Kompressoren, um die Druckluft zu trocknen. Dadurch liege seine Gesamtleistungsaufnahme bei weniger als 0,2 kW, weiss Berger. Das ist viel weniger als vor der Sanierung. Denn in der früheren Druckluftinstallation wurde die Druckluft aus den Kompressoren in nachgeschalteten, warmregenerierenden Adsorptionstrocknern aufbereitet. „Diese Trockner waren grosse Energiefresser“, sagt Berger. „Sie benötigten 30 Kilowatt, also mehr als das 150‐fache von dem, was wir heute verbrauchen!“

Auch die übergeordnete Steuerung, der Optimizer 4.0, spart laut Berger etwa 10 bis 15 % Energie ein. Ein weiterer Vorteil ist, dass die eigenen Mechaniker nicht mehr täglich nach dem Rechten sehen müssen, wie es früher der Fall gewesen sei. Statt der täglichen „Kran‐ und Kompressorrunde“ schauen die Kollegen heute nur noch einmal pro Woche routinemässig nach dem Rechten im

Kompressorraum. Sie lesen die Alarmliste des Optimizers aus und handeln, falls erforderlich. Auch die Anlagenfahrer im Kontrollraum können den Optimizer überwachen und ablesen, welcher Drucktaupunkt gerade vorliegt, welcher Druck ansteht und welche Kompressoren laufen. Obwohl dies vergleichsweise wenige Parameter sind, ist Berger überzeugt, dass der Optimizer seine Aufgabe auch unbeaufsichtigt hervorragend erfüllt: „Wir haben überlegt, ob wir die Kompressorstation über unser eigenes IT‐System von ABB steuern sollten, uns aber dagegen entschieden.“ Es wäre zu kompliziert und nicht effizient gewesen. „Der Optimizer ist genau die richtige Lösung!“

Mit dem Gesamtpaket aus ölfreier Druckluft, hoher Effizienz und intelligenter Steuerung zeigt sich Daniel Berger mehr als zufrieden – und nennt als zusätzlichen Benefit, dass er einen festen Ansprechpartner bei seinem Lieferanten hat: „Die Organisation stimmt einfach, obwohl Atlas Copco ein grosser Konzern ist“, betont er. „Wenn es ein Problem gibt, rufe ich Volker Batt hier in der Schweiz

an, und er kümmert sich. Selbst wenn er die Antwort oder Lösung nicht sofort parat hat, schickt er den richtigen Experten vorbei, und das Problem wird umgehend gelöst.“

Der fünftägige Umbau der Druckluftstation war übrigens eine gewisse Herausforderung, denn das gesamte Kraftwerk musste ohne Unterbrechung weiter mit Druckluft versorgt werden. Dafür besorgte sich ewb zwei Mietkompressoren, einen Dieselgenerator und zwei mobile Windkessel, schloss sie ans Netz an, fuhr die alte Anlage herunter und installierte die neue. „Das war ein bisschen

wie eine Operation am offenen Herzen“, erinnert sich Berger, „aber niemand hat etwas gemerkt.“ Um im Bild zu bleiben: Der Patient war wohlauf, alle Anlagen im Kraftwerk liefen problemlos weiter. Ein wichtiger Partner in dieser Zeit war auch der Rohrleitungsbauer: Er musste die Kühlwasserrohre umlegen, Kondensatabläufe installieren und die Hauptrohre neu verlegen, da die Atlas‐Copco‐

Kompressoren grösser waren als die alten. Heute erinnert nur noch ein einziges, seltsam verwinkeltes Rohrstück im Kompressorraum an die frühere Anlage: „Dieses Stück konnten wir nicht entfernen oder begradigen, weil es die ganze Zeit in Betrieb bleiben musste!“, erklärt Daniel Berger. „Aber so habe ich immer eine Erinnerung an dieses spannende Projekt.“

(Autor: Thomas Preuß, Freier Journalist in Königswinter, Deutschland. www.turmpresse.de)