Ausgabe - VGB PowerTech Journal 3/2021

Thema: Wasserstoff

Christopher Weßelmann

Dem Energieträger Wasserstoff wird bei der angestrebten Klimaneutralität sowie für den Erfolg der Energiewende eine wichtige Rolle zugeordnet. Wasserstoff und die Energiewirtschaft bzw. Energietechnik blicken dabei auf eine lange Geschichte zurück und damit liegen auch umfassende Erfahrungen im Umgang und in seiner Nutzung vor. Seit mehr als 200 Jahren wird Wasserstoff in Wissenschaft und Technik untersucht und genutzt. [weiter...]

Verfahren für die Ermittlung von Relaxationseffekten bei der Bewertung von Spannungen und Stützlasten von Hochtemperatur-Rohrleitungssystemen

Thomas Schmidt

Die kontinuierliche Überwachung von Rohrleitungs- und Halterungssystemen moderner Kohlekraftwerke ist essentiell, da aufgrund hoher Dampfparameter Kriechermüdung und Spannungsrelaxation infolge von Kriechdeformationen eine wichtige Rolle spielen (z.B. hinsichtlich der Rohrspannung) und die Spannungsreserven gering sind. Zudem sind die Rohrleitungskomponenten durch eine erhöhte Anzahl an An- und Abfahrvorgängen zunehmend Wechselerschöpfung ausgesetzt. Aus diesem Grund muss für die kritischsten Bauteile eine kontinuierliche Bewertung der Zeitstand- und Wechselerschöpfungsgrade erfolgen. Dafür muss u.a. geprüft werden, ob die Rohrleitung im zulässigen Spannungsbereich betrieben wird. Letzteres stellt eine gewisse Herausforderung dar, da das Rohrleitungssystem während des Betriebes Relaxationseffekten unterworfen ist. Gemäß den gängigen Berechnungsrichtlinien wird angenommen, dass diese während des Betriebes zu einer gleichmäßigen Absenkung der Rohrleitungsspannungen über der Zeit führen. Während des Betriebes durchgeführte Kraftmessungen an starren Unterstützungen zeigen hingegen, dass die Relaxation ungleichmäßig über das Rohrleitungssystem erfolgt und demnach an manchen Stellen auch eine Lasterhöhung zur Folge haben kann. Daher wird in diesem Beitrag eine Methode vorgestellt, mit der Relaxationseffekte in einer Rohrstatikanalyse auf Basis gemessener Unterstützungskräfte während des Betriebes berücksichtigt werden können.

Windenergie: Oft lohnt der Weiterbetrieb

Florian Weber

Das Ende der Entwurfslebensdauer einer Windenergieanlage muss nicht den sofortigen Rückbau bedeuten. Häufig ist es wirtschaftlicher, die Lebensdauerreserven auszuschöpfen und die Anlage noch einige Jahre weiter zu betreiben. Was dazu nötig ist, zeigt TÜV SÜD. TÜV SÜD hat Methoden entwickelt, die Lebensdauerreserven von WEA zuverlässig zu ermitteln. Das Gutachten zeigt exakt auf, welche konkreten Instandhaltungsmaßnahmen dazu nötig sind. So können Betreiber die nötigen Investitionen und damit die Rentabilität verlässlich kalkulieren. Das Besondere dabei: Mit einer neuen Industrielösung lassen sich ganze Anlagenportfolios anhand von Clustern pauschal bewerten. Bei größeren Windparks reduziert das den Zeit- und Kostenaufwand erheblich.

Wasserkraft – Ein unverzichtbarer Teil der sicheren Stromversorgung in Europa

Peter Bauhofer und Mario Bachhiesl

Am 8. Januar 2021 stand Europa kurz vor einem Blackout. Einmal mehr zeigte sich dabei, wie Wasserkraft in Krisensituationen maßgeblich zur Stabilisierung der europäischen Stromnetze beiträgt. Sie bietet mit Reservehaltung sowie Regelenergie ein unabdingbares Asset für die Sicherheit der Energieversorgung in Europa. Ein Frequenzabfall bedingt durch die Auslösung eines Überstromschutzschalters in einem Umspannwerk in Kroatien am 8. Januar 2021 führte beinahe zu einem großflächigen Blackout im europäischen Stromnetz. Durch rechtzeitig und zielgerichtet eingeleitete Gegenmaßnahmen konnte ein Blackout vermieden werden. Angesichts der Unterfrequenz im nordwestlichen Teilnetz glichen Großkraftwerke aller Erzeugungsarten nach dem ersten Abfangen durch die Schwungmassen der rotierenden Maschinensätze (Synchronous Inertia) mit rascher Leistungssteigerung das Erzeugungsdefizit aus. Des Weiteren wurden dafür vertraglich vorgesehene Lasten in Form von Industrieverbrauchern mit einer Leistung von insgesamt 1,7 GW vor allem in Frankreich und Italien vom Netz genommen. Auch im südöstlichen Teilnetz wurden aufgrund der erhöhten Frequenz automatische und manuelle Gegenmaßnahmen aktiviert. So wurde der Leistungsüberschuss einerseits mit Hilfe der Rücknahme von Erzeugung und der Abschaltung von Erzeugungsanlagen reduziert, und es wurde andererseits ein forcierter Pumpeinsatz in Pumpspeicherkraftwerken für diese Region eingeleitet, um Energie aus dem System zu nehmen.

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Datenschutz in Zeiten der Pandemie: Anspruch, Wirklichkeit und Praxishilfen

Stefan Loubichi

Die Corona-Pandemie hat zu einem neuen (wahrscheinlich dauerhaften) Schwerpunkt von Arbeit auf Homeoffice, Videokonferenzen und Fernsteuerung geführt. Deutschland ist derzeit geprägt von einem Reformstau und einer überbordenden Bürokratie, die auch vor der Digitalisierung nicht Halt macht. Nicht nur, dass digitale Nachverfolgung in Corona auch in Deutschland am Datenschutz gescheitert ist, auch in den Bereichen Homeoffice, Videokonferenzen und Fernsteuerung verhindert der Datenschutz nachhaltige Innovationen. Der Emotet-Malware-Angriff auf das Kammergericht in Berlin hat gezeigt, dass gerade in der deutschen Hauptstadt Informationssicherheit und Datenschutz nicht sehr ernst genommen werden. Trotzdem werden vom Berliner Datenschutzbeauftragten immer mehr Hürden aufgebaut, wenn es um Videokonferenzen geht. In diesem Beitrag wird aufgezeigt anhand von MS Teams, dass dieses Tool trotz der Bedenken der Berliner Behörden rechtskonform betrieben werden kann. Das neue „Double Key Encryption“-Verfahren von Microsoft, das jetzt mit Microsoft 365 E5 zum Einsatz kommt, spielt eine wichtige Rolle. Das Verfahren verwendet zwei Schlüssel für den Zugriff auf geschützte Inhalte, von denen einer bei Microsoft und der andere beim E5-Nutzer liegt. Natürlich ist weder Microsoft 365 E5 noch Microsoft Azure etwas für Privatanwender, aber für Betreiber kritischer Infrastrukturen ist der Einsatz von DKE ein nachhaltiger Weg, um der regulatorischen Datenschutzfalle zu entkommen. Nach der Corona-Pandemie brauchen wir funktionierende neue Arbeitswelten und keine endlosen Datenschutzdebatten. DKE wäre ein Weg, dies zu realisieren. Abschließend wird in diesem Papier argumentiert, warum der neue Entwurf des Telekommunikationsgesetzes ein Schritt in die falsche Richtung wäre und der Wettbewerbsfähigkeit deutscher Unternehmen schaden würde. Ganz abgesehen davon wäre das neue Telekommunikationsgesetz auch keine Verbesserung des Datenschutzes in Deutschland.

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Ermittlung der notwendigen Datenbasis zur Sicherheit des Laserschneidens bei der Stilllegung von Kernkraftwerken

Howard Chapman, Julian Spencer, Stephen Lawton, Andrew Gale und Matthew Clay

Das Laserschneiden zur Zerlegung von Behältern und Rohrleitungen in kerntechnischen Anlagen wird von den meisten Experten als neuartiges Verfahren angesehen, ist jedoch in anderen Fertigungsindustrien weit verbreitet. Der Einsatz des Laserschneidens in der Nuklearindus­trie erfordert nachweisbare, quantifizierte Lösungen, um subjektive Sicherheitsbedenken zu auszuräumen, damit die Endanwender die Technologie für Stilllegungszwecke einsetzen können. Das National Nuclear Laboratory (NNL) hat ein Forschungsprogramm umgesetzt, das sich mit Sicherheitsfragen befasst, um zu verstehen, welchen Schaden ein direkter oder gestreuter Laserstrahl anrichten kann, wenn er auf verschiedenste Materialien trifft, die üblicherweise im Umfeld einer in der Stilllegung befindlichen Nuklearanlagen anzutreffen sind. Innovationen in der Datenverarbeitung, -analyse und -abfrage für das Laserschneiden liefern eine signifikante Verbesserung der Datenbasis und des Know-hows bei der Entwicklung von Einrichtungen und Sicherheitsbetrachtungen für zukünftige Herausforderungen bei der Stilllegung von Kernkraftwerken.

Untersuchungen zur Leistungsfähigkeit und Degradationsstabilität von Ionenaustauschermaterialien durch Anwendung radioanalytischer Technik

Pravin U. Singare

Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung wurde ermittelt, inwieweit die Stabilität und Leistung von Purolite NRW505 (R1) und Purolite NRW400 (R2) beeinflusst wird. Für die Reaktionen, die mit 0,200 M radioaktiv markierter Bromidionenlösung bei 30,0 °C durchgeführt wurden, sinken die Werte der spezifischen Reaktionsgeschwindigkeit k (min-1) für frische R1- (0,428 min-1) und R2-Harze (0,356 min-1) auf 0,420 bzw. 0,330 min-1 für die Reaktionen, die unter Verwendung von in 20%igem H2O2-Medium abgebauten Harzen durchgeführt wurden; diese Werte sinken weiter auf 0,415 bzw. 0,298 min-1 für die Reaktionen, die unter Verwendung von in 30%igem H2O2-Medium abgebauten Harzen durchgeführt wurden. Ein ähnlicher Trend wurde für die Harze beobachtet, die in 0,010 M HClO4-Medium abgebaut wurden. Die höheren k-Werte für das R1-Harz deuten auf ihre bessere Leistungsstabilität auch unter strengen Abbaubedingungen hin.

Stadt Essen gründet H2-Beirat
Top-Unternehmen und Forschung treiben gemeinsam die Wasserstoff- Wirtschaft voran

Als Energiehauptstadt Europas beheimatet Essen Top-Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die ein komplettes Wasserstoff-Ökosystem abbilden. Nun bringt die Stadt diese in einem H2-Beirat zusammen. Ziel ist, die Kräfte auf höchstem Niveau zu bündeln, gemeinsam Projekte zu entwickeln und aktiv umzusetzen. Die Gründung des H2-Beirates der Stadt Essen fand heute coronabedingt als Online- Veranstaltung mit hochrangigen Vertreter*innen von Brenntag SE, con|energy AG, Evonik Industries AG, Gas- und Wärme-Institut Essen e.V., MESSE ESSEN GmbH, Open Grid Europe GmbH, RAG-Stiftung, Ruhrbahn GmbH, RWE AG, Stadtwerke Essen AG, thyssenkrupp Industrial Solutions AG, TRIMET ALUMINIUM SE und Westenergie AG statt. Im Rahmen der Gründungs-Veranstaltung wurden konkrete Projekte vorgestellt – und Essen als Sitz der Wasserstoff-Macher etabliert.