Ein Kraftwerk für die Tropen

Als Betriebselektriker im Duisburger Zoo weiß Torsten Bours, welche Technik und wie viel Energie nötig sind, um die Tropen zu simulieren. Und er freut sich auf ein kleines Kraftwerk.

Die Hitze ist drückend und kaum zu ertra­gen. Dazu kommt die extrem hohe Luft­feuchtigkeit. Seltene tropische Pflanzen. Aras rufen aus der Ferne, ein Wasserfall rauscht leise. Plötzlich hüpft ein Tukan auf dem Dschungelboden herum. In den Ästen hat es sich ein Faultier gemütlich gemacht. Ein Flussdelfin schwimmt auf uns zu, im Schnabel eine Forelle. Er macht vor einer 18 Meter breiten Glasscheibe halt. Es ist Baby, ein mittlerweile über 40 Jahre altes Flussdelfinmännchen und die Besucherat­traktion im Rio Negro. So heißt die 2005 eröffnete Tropenhalle im Duisburger Zoo.

Auf einer Grundfläche von rund 950 Qua­dratmetern haben die Duisburger eine be­eindruckende naturnahe Tropenatmosphä­re geschaffen. Flussdelfin Baby fühlt sich in seinem 600.000 Liter Wasser fassenden Becken anscheinend wohl. Er schwimmt rücklings mit Schnabel nach oben gemäch­lich an der Panoramascheibe entlang. Das Hemd klebt uns am Rücken bei 27 Grad Raumtemperatur und 75 Prozent Luft­feuchtigkeit. Torsten Bours erklärt: „Dieses Tropenklima hier ist nur mit beträchtlichem technischem Aufwand zu erreichen.“ Das wollen wir uns genauer anschauen und be­gleiten den 51-jährigen Betriebselektriker des Duisburger Zoos hinter die Kulissen des Tropenhauses. In den Tropen stehen ganz normale Heizkörper, und zwar jede Menge. Jedenfalls im Rio Negro. Grün angemalt fal­len sie in den unterschiedlichen Grüntönen der tropischen Pflanzenwelt kaum auf. Für Zoobesucher sind sie nicht sichtbar, denn sie befinden sich außerhalb der begehba­ren Bereiche. Das ganze Jahr über muss die Tropenhalle beheizt werden. Das ist sogar in Sommernächten notwendig, denn in unseren Breitengraden fallen die Tem­peraturen auch im Hochsommer nachts im Durchschnitt auf 13 bis 14 Grad ab. Es sei denn, wir haben sogenannte tropische Nächte mit Temperaturen von über 20 Grad Celsius. Eine großvolumige Lüftungsanlage mit Wärmetauscher sorgt ständig für eine kontrollierte Frischluftzufuhr. Dabei wird die kalte Frischluft mit der warmen Abluft erwärmt. „Wird es in der Halle durch zu viel Sonneneinstrahlung dann doch einmal wärmer als gewünscht, dann werden die Dach- und Seitenluken der Halle vollauto­matisch geöffnet. Dabei berücksichtigt die Steuerung auch Wind- und Regenrichtun­gen“, erläutert Torsten Bours.

Allein der Strombedarf zur Herstellung des Tropenklimas im Rio Negro erreicht mit 438.000 Kilowattstunden im Jahr eine Grö­ßenordnung, die fast dem Verbrauch von 140 Drei-Personen-Haushalten entspricht. Für den Betrieb der Kühlanlage des benach­barten Seewasserquariums, die bei Bedarf das Aquarienwasser herunterkühlt, fallen noch einmal 600 Kilowatt pro Tag an. Und auch der hohe Wärmebedarf für Rio Negro und Aquarium schlägt jährlich mit 68.300 Kubikmetern Gas zu Buche. Da die Wärme ziemlich konstant über das Jahr benötigt wird, haben die Verantwortlichen des Du­isburger Zoos 2014 nach Wegen gesucht, diese Energiekosten langfristig zu sen­ken. Der Zoo Duisburg entschied sich des­halb Ende 2014 für den Einsatz eines so­genannten Blockheizkraftwerks (BHKW), das durch die ThermoPlus GmbH, eine Tochtergesellschaft der Stadtwerke Duis­burg, geplant wurde. „Wir wollen für unsere Kunden immer die optimale Versorgungs­möglichkeit sicherstellen. Dazu müssen wir die alten Verbrauchswerte zugrunde legen und dann schauen, welche Leistung das BHKW haben sollte“, erklärt Frank Jost, Vertriebsleiter ThermoPlus.

Weiter geht es in die technische Schaltzen­trale des Rio Negro, von der aus das Tro­penklima gesteuert wird. Sie sieht aus wie eine Mischung aus Scottys Maschinenraum und einem Unterwasserlabor von Jacques Cousteau. Steuereinheiten, Schaltschrän­ke, Wassertanks und haushohe Filteran­lagen, riesige Lüfter und Wärmetauscher sind notwendig, um das ganze Jahr über gleichbleibende tropische Klimabedin­gungen zu erzeugen. Dazwischen hängen Taucheranzüge, die die Tierpfleger zum Beispiel für Reinigungsarbeiten im Becken tragen. Runde Becken auf dem Boden sind mit Wasserpflanzen und Fischen besetzt, die zeitweise aus dem Becken ausgelagert werden müssen.

Torsten Bours führt uns jetzt in den Tech­nikraum der Seewasseraquarien. Wir be­finden uns oberhalb der Seewasserbecken. Die Aquarienbesucher sehen die schön eingerichteten Landschaftsbecken von der Seite, wir blicken nun auf die Wasserober­fläche der Becken. Hier blubbert und plät­schert es noch mehr als in der Technik­zentrale des Rio Negro. Im Raum stehen Gerätschaften, die nicht nur seltsam aus­sehen, sie tragen auch exotische Namen wie Ozonisator oder Eiweißabschäumer. Der Abschäumer besteht hauptsächlich aus einer großen durchsichtigen Röh­re. Darin befindet sich der abgeschiedene Schaum, der ein wenig an schmutzigen Schnee erinnert. Dieser Schaum entsteht durch Eiweißabscheidungen von Pflanzen und Tieren. So bilden sich beispielswei­se regelmäßig dichte Schaumteppiche an Strandabschnitten der Nordseeküste nur durch die Eiweißabscheidungen der dort wachsenden Algen. Die Schaumbildung hat in diesem Fall nichts mit Wasserverunreini­gungen durch Waschmittel zu tun, sondern ist ein Naturphänomen, das während der Algenblüte auftritt.

Auch im Technikraum der Seewasseraqua­rien ist es mit 28 Grad Celsius erstaunlich warm. Die 50.000 Liter Salzwasser in den Meeresbecken werden nur über die Raum­luft erwärmt. Um eine durchschnittliche Wassertemperatur von 25 Grad Celsius zu erreichen, muss die Raumluft auf zwei bis drei Grad mehr erwärmt werden. Auch das passiert hier über normale Wandheizkör­per, wie man sie aus Privathäusern und -wohnungen kennt. „Damit die so erzeug­te Wärme auch im Wasser ankommt und nicht nach draußen entweicht, benötigt man gut gedämmte Außenwände und ein gut isoliertes Dach“, erläutert Bours und zeigt nach oben auf die mit Dämmplatten isolierte Dachschräge.

Das neue Blockheizkraftwerk besteht zu­nächst aus einem Motor, einem Generator und einem Wärmetauscher. Die Einzelteile ergeben dann später das mehrere Ton­nen schwere Kraftwerk. Sie werden durch den Hersteller angeliefert und direkt beim Kunden vor Ort aufgebaut. Kai Müller, Ver­sorgungstechniker bei ThermoPlus, erklärt: „Der Motor wird mit Gas betrieben, die er­zeugte Energie wandelt der Generator in elektrischen Strom um und die anfallende Abwärme wird durch den Wärmetauscher als Heizenergie nutzbar gemacht.“ Die Wärme wird dann in etwa eineinhalb Meter breiten und zweieinhalb Meter hohen Wär­mespeichern gesammelt. Diese können bis zu 200 Kilowatt Wärme speichern. Damit kann man etwa 16 bis 20 Einfamilienhäuser versorgen. Der so erzeugte Strom wird vor Ort für den Eigenverbrauch genutzt, überschüssiger Strom wird in das Nieder-volt-Netz des Zoos eingespeist, so dass der Strom auch an anderen Standorten im Zoo genutzt werden kann. Die sonst übliche Einspeisung in das öffentliche Stromnetz lohnt sich für Zoo deshalb nicht.

Im Frühjahr 2015 stand dann das rund 5,3 Tonnen schwere Blockheizkraftwerk im Wirtschaftshof des Zoos. Den Aufbau der Anlage steuerte der Hersteller Viess­mann. Zoodirektor Achim Winkler erwartet von der Kooperation mit der ThermoPlus GmbH und Viessmann eine deutliche Re­duzierung der jährlichen Energiekosten. „Das ist für uns eine wertvolle Ersparnis in wirtschaftlich schwierigen Zeiten. Geld, das wir in andere wichtige Bereiche des Zoos investieren können“, so Winkler. Mit einer Wärmeleistung von 207 Kilowatt und ei­ner elektrischen Leistung von 140 Kilowatt versorgt das BHKW im Zoo zukünftig unter anderem die Tropenhalle Rio Negro, das Aquarium und Teile des Wirtschaftshofes. Der Zoo Duisburg wird das BHKW voraus­sichtlich Anfang Juli in Betrieb nehmen. Betriebselektriker Torsten Bours freut sich schon