Die Akademie und der Energiepark Mont-Cenis

Der im Ideenwettbewerb prämierte Entwurf sah für die Akademie zunächst nur eine passive Nutzung von Solarenergie vor. Im Verlauf der Planung kam die Idee hinzu, eine Photovoltaikanlage zu integrieren, die neben der Gewinnung von elektrischer Energie auch den Lichteinfall in die Gebäudehülle bestimmt. Der Einbau unterschiedlicher Solarmodule und ihre Verteilung auf dem Dach in Form von Wolken wurden als Gestaltungselemente eingesetzt und bestimmen den ästhetischen Gesamteindruck mit.

Mit 10.100 Quadratmetern Modulfläche (davon 9.300 Quadratmeter im Dach und 800 Quadratmeter in der Süd-West-Fassade) war die Solaranlage der Akademie Mont-Cenis bei Fertigstellung das größte gebäudeintegrierte Solarkraftwerk der Welt. Die 3.185 Module haben eine Peak-Leistung von einem Megawatt und produzieren bis zu 600 Megawattstunden elektrische Energie pro Jahr. Dies ist rund das Doppelte des Eigenbedarfs der Akademie.

Das Solarkraftwerk war fast 20 Jahre lang an eine Batteriespeicheranlage angeschlossen. Die Anlage bestand aus 816 Blei-Säure-Einzelbatterien, wog circa 90 Tonnen und hatte eine Kapazität von 1,2 Megawattstunden. Ihr hauptsächliches Einsatzgebiet stellte seinerzeit die Reduktion von elektrischen Lastspitzen im Stromnetz der Stadtwerke Herne AG dar. Die Batterie arbeitete rechnergesteuert über drei Umkehrstromrichter parallel zur Photovoltaik-Anlage und zum Niederspannungsnetz der Stadtwerke Herne AG.

Damit die Hochleistungs-Batterien eine Lebensdauer von knapp 20 Jahren erreichen konnten, wurde das Batteriewasser automatisch nachgefüllt, eine Zellentemperierung installiert und die Elektrolytumwälzung zentral gesteuert. Die Anlage arbeitete im Zeitraum von 1997 bis 2016.

Momentan suchen die Stadtwerke Herne zusammen mit dem Fraunhofer-UMSICHT-Institut nach einem innovativen Technikkonzept für eine neue Batteriespeicheranlage. Infrage kommt beispielsweise eine so genannte Redox-Flow-Batterie. Diese Speichertechnologie bietet Vorteile wie etwa theoretisch unendlich oft durchführbare Lade- und Entladevorgänge, Tiefenentlademöglichkeit bis auf 0 Prozent sowie sehr geringe Selbstentladung, was diesen Batterietypen zur längerfristigen Speicherung elektrischer Energie geeignet erscheinen lässt.

Das Blockheizkraftwerk wird mit Grubengas betrieben. Grubengas entsteht in den Kohleflözen des Reviers. Das Gas besteht hauptsächlich aus Methan, Kohlendioxid und Stickstoff. An Zechenstandorten entweichen beträchtliche Mengen davon in die Atmosphäre. Dort wirkt sich insbesondere das klimaschädigende Potenzial des Methans negativ aus. Sein Einfluss auf den Treibhauseffekt ist 25mal höher ist als der von Kohlendioxid. Methan besitzt aber auch einen hohen Brennwert. Eine energetische Nutzung des Gases bietet neben dem Energiegewinn auch den Vorteil, die Emission des Methans in die Atmosphäre zu verhindern.

Seit der Stilllegung der Zeche Mont-Cenis im Jahr 1978 strömten aus der sogenannten Protegohaube des Schachts III jährlich circa eine Million Kubikmeter Grubengas in die Atmosphäre. Die Haube dient als Explosionsschutz am Ende der Entgasungsleitung des stillgelegten Schachtes. Die Stadtwerke Herne verwenden das Gas zum Betrieb eines Blockheizkraftwerks zur Erzeugung von Strom und Wärme, das in der Nachbarschaft zur Akademie errichtet wurde. Seit Ende 1997 sind zwei BHKW-Module mit je 253 Kilowatt elektrischer und je 378 Kilowatt thermischer Leistung in Betrieb. Im Jahr 2000 wurde die Anlage auf Grund der positiven Betriebserfahrungen um ein zusätzliches Modul mit 1.005 Kilowatt elektrischer und 1.200 Kilowatt thermischer Leistung erweitert.

Die umweltfreundliche Technologie der BHKWs beruht auf der Nutzung der bei der Stromerzeugung anfallenden Abwärme. Die drei BHKW-Module im Energiepark erzeugen zusammen jährlich 9.000 Megawattstunden Strom und 12.000 Megawattstunden Wärme. Der Strom wird ins Netz der Stadtwerke Herne eingespeist. Mit der Wärme werden unter anderem die Akademie Mont-Cenis, eine angrenzende Wohnsiedlung, ein Geschäftszentrum sowie ein Seniorenheim versorgt.

Aufgrund von Veränderungen des Grundwasserspielgels musste die Förderung des Grubengases Mitte 2011 unterbrochen werden. Inzwischen konnte durch eine neue Bohrung in geringerer Tiefe das vorhandene Vorkommen an Grubengas erneut erschlossen werden, dessen Nutzung im BHKW Mont-Cenis in Kürze beginnt. Das BHKW Mont-Cenis wurde in der Zwischenzeit teilweise mit Biogas betrieben, um weiterhin umweltfreundlich Strom und Wärme produzieren zu können.