Ausgabe - VGB PowerTech Journal 1-2/2018

Editorial: Wegweiser in die Zukunft

Normen Kegler

Die Energiewelt ändert sich rasant. Atomausstieg, Klimaschutz, dezentrale Energieerzeugung, E-Mobility und Digitalisierung – diese und viele weitere Faktoren beschleunigen den Wandel. Für Unternehmen in der Energiebranche gilt es jetzt, einen Weg zu finden, auf dem sie in eine erfolgreiche Zukunft gelangen. Das bedeutet für viele, die gewohnten Pfade zu verlassen und Neuland zu betreten, neue Lösungen zu entwickeln und zu vermarkten, denn einige der traditionellen Techniken und bislang bewährten Geschäftsmodelle werden bald an ihre Grenzen stoßen.[weiter...]

Die richtige Lösung für die zukünftige Energieversorgung der Türkei

Bob Giglio und Boguslaw Krzton

Das Bruttoinlandsprodukt der Türkei wird in den nächsten fünf Jahren voraussichtlich um fast 24 % wachsen. Dieses hohe Wirtschaftswachstum in Verbindung mit der stark wachsenden industriellen Ausrichtung der Türkei wird voraussichtlich zu einem Anstieg der Stromnachfrage von 290 TWh in 2017 auf 368 TWh im Jahr 2022 führen. Um mit diesem Energiebedarf Schritt halten zu können, wird erwartet, dass die Energieimporte der Türkei beträchtlich zunehmen werden, was sowohl die Energieversorgungssicherheit als auch die wirtschaftliche Entwicklung betrifft. Die Türkei verfügt über 17,2 Milliarden Tonnen nachgewiesener Braunkohlevorkommen, ausreichend, um die wachsende Wirtschaft in Zukunft mit Energie zu versorgen. Die Erschließung dieser umfassenden Braunkohlevorkommen ist daher ein wichtiger Bestandteil des türkischen Energieplans „Vision 2023“, der den 100. Jahrestages der Gründung der Republik begleitet.

Download [2,6 MB]

OASE® blue – Optimierte CO2-Abtrenntechnik als Ergebnis des 10-jährigen Entwicklungsprogramms von BASF, Linde und RWE Power im Innovationszentrum Kohle in Niederaußem

Peter Moser, Georg Wiechers, Sandra Schmidt, Knut Stahl, Gerald Vorberg und Torsten Stoffregen

Als Ergebnis des 10-jährigen gemeinsamen Entwicklungsprogramms von BASF, Linde und RWE Power zur Optimierung der CO2-Abtrenntechnik und ihrer Erprobung unter realen Kraftwerksbedingungen im Innovationszentrum Kohle in Niederaußem steht mit OASE® blue nun eine CO2-Wäschetechnologie für den großtechnischen Einsatz zur Verfügung, die sich durch einen 30% geringeren spezifischen Energiebedarf und einen 75% niedrigeren Waschmittelverbrauch im Vergleich zu der bisherigen Benchmark-Technik auf Basis des Waschmittels Monoethanolamin (MEA) auszeichnet. Mit insgesamt mehr als 55.000 Stunden Testzeit bei einer Anlagenverfügbarkeit der CO2-Wäsche-Pilotanlage von 97%, wurde bisher keine andere Abtrenntechnik der neuen Generation so lange und intensiv unter realen Betriebsbedingungen erprobt. Die Technik ermöglicht es, den mit der Anwendung der CO2-Abtrennung verbundenen Wirkungsgradverlust für ein Braunkohlenkraftwerk auf unter 10%-Punkte zu reduzieren und die CO2-Abtrennkosten auf unter 30 €/tCO2 zu senken.

Download [2,6 MB]

Die Umsetzung der 42. BImSchV aus Sicht eines Betreibers

Sebastian Hahn

Unsere natürliche Umwelt enthält eine Vielzahl von wasser- und luftgetragenen Mikroorganismen. In Verdunstungskühlanlagen sind daher auch zahlreiche nachweisbar. Deren Vorhandensein kann nicht mit einer Gefährdung gleichgesetzt werden. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf Legionellen. Verduns-tungskühlsysteme können für Legionellen günstige Lebensbedingungen bereitstellen. Deshalb ist es ein wichtiges Ziel, Verdunstungskühlanlagen so auszulegen und zu betreiben, dass die Vermehrung und Aufkonzentration von gesundheitsrelevanten Mikroorganismen begrenzt wird. Gerade für Betreiber ist es wichtig, den mikrobiologischen Zustand ihrer Systeme zu kennen, um erforderlichenfalls geeignete Gegenmaßnahmen einleiten zu können. Die neue Bundesimmissi-onsschutzverordnung über Verdunstungskühlanlagen, Kühltürme und Nassabscheider (42. BImSchV) verpflichtet die Betreiber zum hygienisch einwandfreien Betrieb der Systeme mit regelmäßiger Überwachung des mikrobiologischen Zustands des Kühlwassers.

IT-Sicherheitskatalog nach § 11 Absatz 1b EnWG – Was jetzt getan werden muss!

Stefan Loubichi

Mit dem Entwurf des IT-Sicherheitskatalogs am 10. Januar 2018 hat das letzte Kapitel in Sachen Implementierung und Zertifizierung für Unternehmen der Energiewirtschaft begonnen. Die Betreiber der Energieanlagen müssen nunmehr 18 Monate nach Inkrafttreten des IT- Sicherheitskataloges eine erfolgreiche Zertifizierung nachweisen. Schutzziele, Risikoziele und Risikobehandlung sind in dem IT- Sicherheitskatalog dabei genauso von Bedeutung wie Schutzzonen. Alle Fakten führen dazu, dass die Umsetzung des IT-Sicherheitskataloges zu einer großen, aber bewältigbaren Herausforderung wird.

Download [1,9 MB]

GuD - Druckluftspeicherkraftwerke – hocheffiziente Übergangs- und Dauerlösung

Lasse Nielsen und Reinhard Leithner

Die Integration erneuerbarer Energien, insbesondere der Photovoltaik und der Windkraftanlagen, ins elektrische Netz wird angerissen und es werden die heute verfügbaren großtechnischen Stromspeicheranlagen – Pumspeicher- und Druckluftspeicheranlagen – erwähnt. Anschließend werden die allgemeinen Grundlagen der Druckluftspeicherung erläutert. Basierend auf einem Anforderungskatalog für eine hocheffiziente Übergangs- und Dauer-lösung für die Stromspeicherung wird ein GuD-Druckluftspeicherkraftwerk als Lösung für die Kurzeitspeicherung von Strom identifiziert. Im Falle eines leeren Druckluftspeichers kann die Anlage hocheffizient mit Erdgas und daher und wegen des hohen Wirkungsgrads sehr niedrigen CO2-Emissionen betrieben werden. Langfristig können solche Anlagen mit Elektrolyseuren ausgestattet werden, wodurch entweder mit einem eigenen Wasserstoffspeicher oder unter Mitbenutzung des Erdgasnetzes eine Langzeitspeicherung von Strom und ein Betrieb nur mit regenerativen Energien realisiert werden kann.

Bestimmung der Qualität und Quantität der Dampf- und Kondensatströme zur Optimierung der Wasserrückgewinnung in einem Gasturbinenprozess mit Dampfeindüsung

Hanna Rosentreter, Astrid Weigert, André Lerch, Thorsten Lutsch und Uwe Gampe

Gasturbinenprozesse mit integrierter Dampfeindüsung verfügen über das Potential einer flexiblen Kraft-Wärme-Kopplung. Der Nachteil der GiD-Anlage besteht aufgrund der Dampfeindüsung im hohen Wasserverbrauch bzw. in der bei der Wasseraufbereitung entstehenden Kosten. Zur Reduzierung dieser Kosten kann die eingedüste Wassermenge über einen Kondensationsprozess zurückgewonnen und für die Speisewasseraufbereitung wiederverwendet werden. Im Rahmen der Optimierung der Wasserrückgewinnung und der Prozesswasseraufbereitung wird dafür an einer Versuchsanlage am Zentrum für Energietechnik der Technischen Universität Dresden der Einfluss verschiedener Betriebsparameter auf die Rückkondensatqualität und -quantität untersucht.

Laser-Multi-Pass-Narrow-Gap-Schweißen - Eine neue Technologie zum Fügen von dickwandigen Bauteilen in Kraftwerken

B. Kessler, B. Brenner, D. Dittrich, G. Maier, H. Oesterlin und B. Bendjus

Neue Generationen hocheffizienter thermischer Kraftwerke benötigen erhöhte Turbineneintrittstemperaturen von mindestens 700 °C. Nickelbasis-Superlegierungen wie Alloy 617 occ sind Werkstoffe, um den hohen Anforderungen an Kriech-, Ermüdungs- und Korro­sionsbeständigkeit gerecht zu werden. Aufgrund ihrer schlechten Schmiedbarkeit und schwierigen Zerspanbarkeit sowie der im Vergleich zu Stahl gestiegenen Materialkosten (5- bis 10-fach höher) sind effektive Schweißtechnologien eine Voraussetzung für die wirtschaftliche Herstellung von Kraftwerkskomponenten aus Werkstoffen auf Ni-Basis. Um die Nachteile konventioneller Schweißtechnologien in Bezug auf Wirtschaftlichkeit, technologische Aspekte und Eigenschaften zu überwinden, ist eine neue Schweißtechnik erforderlich. Um diesen Herausforderungen gerecht zu werden, wird derzeit im Rahmen eines von Fraunhofer geförderten Projektes eine Laser-Multi-Pass-Narrow-Gap-Schweißtechnologie entwickelt.

Einsatz von drehmomentbegrenzenden Kupplungen zur Auslegung von Wellensträngen von Stromerzeugern bei Energiewende-spezifischen Netzanforderungen

Andreas Mehlich, Oliver Drubel und Axel Bohler

Der Wandel des Energiemarktes von zentraler- zu dezentraler – Einspeisung erfordert Regeländerungen für das elektrische Versorgungsnetz, welche in Richtlinien umgesetzt werden. Aktuell konzentrieren sich diese auf die Einspeiseeinheiten von Windkraft und Photovoltaik. Es zeichnen sich bereits weitere Veränderungen durch ein erhebliches Wachstum der Anzahl von kapazitiven Komponenten im Netz ab. Insbesondere konventionelle Kraftwerkseinheiten in industriellen Größenordnungen von ca. 5-30 MVA werden von jeder neuen Phase der Energiewende betroffen. Neben den durch die neuesten Richtlinien gegebenen erhöhten Anforderungen an den Wellenstrang von Einspeiseeinheiten wird daher ebenfalls ein Ausblick auf zukünftige mechanische Belastungen gegeben. Der Fokus liegt auf der Schnittstelle zwischen dem Kraftwerksgenerator und dem Turbinensatz. Unterschiedliche Kupplungsvarianten werden im Hinblick auf den Auslegungsprozess des Wellenstranges als auch in ihrer Robustheit gegenüber teilweise noch unbekannten, zukünftigen Netzanforderungen verglichen. Die physikalische Grundlage der Vergleiche bildet das System aus dem Energieversorgungsnetz, dem Generator, dem Spannungsregler, dem Turbinenregler und dem Wellenstrang.

Die Reform der deutschen Energiewende: Eine wichtige Aufgabe für eine neue Bundesregierung

Dietrich Böcker

Die deutsche Energiewende ist in der Sackgasse. Die für 2020 fixierten CO2-Minderungs- Ziele werden nicht erreicht werden. Das Kosten/Nutzen-Verhältnis ist unverhältnismäßig schlecht. Deutschland hat sich zu viel in zu kurzer Zeit vorgenommen. Es ist dringend notwendig, in der laufenden 19. Legislaturperiode die Energiewende zu reformieren, Wunsch und Wirklichkeit in eine neue Balance zu bringen und erkennbare Schwächen zu beseitigen. Eine unüberlegte, schnelle Abschaltung fossiler Kraftwerke würde die vorhandenen Schwächen vermehren. Ohne klare Benennung und Beseitigung der prinzipiellen Mängel wird die deutsche Energiewende weiter in die Sackgasse gleiten. Gefragt sind Vernunft, Kostenbegrenzung – auch aus sozialen Erwägungen – und politischer Realismus.