Ausgabe - VGB PowerTech Journal 4/2018

Editorial: Führende Unternehmen der Elektrizitätsbranche verpflichten sich zum beschleunigten Übergang zu sauberen Energien

Kristian Ruby

Wie sollte die Industrie auf die Herausforderungen des Klimawandels, der Luftverschmutzung und des Verbrauchs von natürlichen Ressourcen reagieren? Im Dezember 2017 legten europäische Energieversorger dazu eine neue Vision für die Elektrizitätswirtschaft in Europa vor.[weiter...]

Szenarien und Prognosen zur Entwicklung der Weltenergieversorgung

Hans-Wilhelm Schiffer

In allen Szenarien und Prognosen, die von namhaften Institutionen in jüngster Zeit vorgelegt wurden, wird von einem auch künftig steigenden Weltenergieverbrauch ausgegangen. Allerdings unterscheidet sich die für die Zukunft erwartete Entwicklung deutlich von den Trends der Vergangenheit sowie auch von Einschätzungen, die in früheren Jahren gemacht wurden. Wesentliche Punkte sind: Die Zuwachsraten im globalen Energieverbrauch fallen deutlich niedriger aus als in den letzten Jahrzehnten. Die erneuerbaren Energien werden – ebenfalls anders als in der Vergangenheit – am stärksten zur Deckung des Bedarfszuwachses beitragen. Neue Technologien drängen auf den Markt. Die Digitalisierung schreitet voran. Die ökonomischen und geopolitischen Schwerpunkte verschieben sich. Umwelt- und Klimafragen wird ein vergrößertes Gewicht beigemessen. Diese Treiber verändern heute bestehende Strukturen. Wir stehen vor einer Reise in eine neue Energiewelt, die Große Transformation. Trotzdem wird kein Szenario und keine Prognose, die in diese Synopse einbezogen sind, dem im Pariser Klimagipfel vereinbarten 2-Grad-Ziel gerecht – mit Ausnahme des Sustainable Development Szenarios der IEA und des Even Faster Transition Szenarios von BP.

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Die neue Wasserkraftanlage in Romanche-Gavet − Energiedissipatoren: Eine innovative Technologie

Philippe Llusia

Eine neue Wasserkraftanlage bei Romanche Gavet, die derzeit am Fluss Romanche, etwas außerhalb des Oisans-Gebietes, gebaut wird, ersetzt sechs alte Anlagen. Die Besonderheit dieser Laufwasserkraftanlage besteht in einer sehr begrenzten Aufstauung und einer sehr langen kurzgeschlossenen Strecke. Um die Wasserkraftnutzung des Flusses zu erschließen, hat sich EDF zudem für eine beispiellose Technologie in Frankreich entschieden: Energiedissipatoren.

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Modernes Informationsmanagement (MIM) als Basis für die Industrie 4.0

Hans-Karl Preuß

Die zentrale Bedeutung einer effektiven Instandhaltung nimmt von Jahr zu Jahr zu. Know-how-Träger (z.B. langediente Mitarbeiter) und das damit verbundene Wissen um die Eigenheiten der Anlagen, verlassen das Unternehmen und mit Ihnen das Wissen. Zeit- und personen­unabhängiges Wissen als Basis für eine effiziente Instandhaltung und der Vermeidung von Organisationsverschulden sind, bedingt durch neue technische Verfahren, mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand möglich. Die Zukunftsvision der Instandhaltung 4.0 geht von einer umfassenden Digitalisierung, Überwachung und Auswertung aller Produktionsanlagen aus. Gemäß dieser Vision besteht der Kernnutzen der Instandhaltung 4.0 in einer deutlichen Reduktion der Instandhaltungskosten sowie in Wettbewerbsvorteilen durch unternehmensübergreifende Vernetzungen. Ihre Treiber sind der globale Wettbewerb, der sich im innerbetrieblichen Kostendruck niederschlägt, kleinere Losgrößen, Flexibilisierung der bzw. Just-in-Time-Produktion und die neuen technischen Möglichkeiten im Bereich der Hardware und Software.

Zustandsregler – manchmal muss es eben sein

Kai Michels, Julian Niedermeier und Jan Siebenmarck

Nachdem die Zustandsraummethodik und die darauf aufbauenden Regler in den 60er-Jahren entwickelt wurden, traten sie ihren Siegeszug in der Regelungs-technik an. Nur in der Regelung von Prozessanlagen und Kraftwerken finden sie sich bis heute so gut wie nie. In diesem Aufsatz soll erläutert werden, welche Idee hinter Zustandsreglern steckt, wie sie funktionieren, warum sie bis heute in prozesstechnischen Anlagen kaum eingesetzt werden und warum es manchmal eben doch Sinn macht, sie einzusetzen. Dafür werden abschließend zwei Beispiele gezeigt.

Digitale Lösung zur Zustandsüberwachung von Kessel, Brenner, Mühle und Co.

Fabian Fonseca und Liisa Clemens

Als Folge der wechselnden Rahmenbedingungen im Stromerzeugungsmarkt werden neue digitale Technologien für die Instandhaltung von Kraftwerken, wie die kontinuierliche und automatisierte Zustandsüberwachung, immer wichtiger. Digitale Lösungen ermöglichen Kraftwerkbetreibern unter diesen Umständen, die Anlagenverfügbarkeit und -sicherheit zu gewährleisten und vor allem Betriebs- und Instandhaltungskosten zu reduzieren. Als essentielle Grundlage für eine intelligente Instandhaltungsstrategie entwickelte Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH als erstes seiner Art die Softwareanwendung CCMT® (Component Condition Monitoring Tool) – die Software für die Zustandsüberwachung und –prognose von Kraftwerks-komponenten wie Kessel, Brenner, Mühle und Co. Die online Zustandsüberwachung des CCMT® zusammen mit der Überprüfung der Bauteilzustände während geplanten Stillständen ermöglicht einen kontinuierlichen und digitalisierten Überblick über den Zustand des Kraftwerks. Sowohl die Ergebnisse der online Berechnungen als auch die Ergebnisse aus der Überprüfung während geplanten Stillständen werden in CCMT® strukturiert gespeichert. Darauf aufbauend wird der Bauteilzustand in die Zukunft vorhergesagt.

Echtzeit-Brennstoffcharakterisierung, Anlagenüberwachung und Qualitätssicherung durch Online-Bestimmung nicht direkt messbarer Kennzahlen

Stefan Zeltner

Online-Bilanzierungsmethoden stellen umfangreiche Hilfsmittel für den Betrieb von Feuerungsanlagen dar. Das vorgestellte Programm ist in der Lage, nicht direkt messbare Parameter zu bestimmen und damit das Betriebspersonal durch zusätzliche Kenngrößen zu unterstützen. Für einen Vergleich zwischen berechneten und tatsächlich gemessenen Werten können neben den kontinuierlich gemessenen Parametern Feuerungswärmeleistung und Massenstrom auch diskontinuierlich analysierte Brennstoffkenngrößen wie der Heizwert, Asche- oder Chlorgehalt herangezogen werden. Die Verläufe zeigen, dass die zugrundeliegenden Ansätze und Annahmen als hinreichend genau betrachtet werden können. Im Gegensatz zu weiteren Ansätzen zur Online-Bilanzierung von Feuerungsanlagen müssen weniger Annahmen getroffen werden. Damit ist eine schnelle, in das Prozessleitsystem integrierte Bestimmung von nicht direkt messbaren Kenngrößen möglich, die eine Echtzeit-Analyse des Verbrennungsvorganges zulässt.

Multifuel CFB-Lösungen – Energieerzeugung in einem dynamischen Umfeld

Markus Bolhar-Nordenkampf, Ari Kokko und Jouni Kinni

Die Europäische Union legt den Fokus auf die erneuerbare Energieproduktion sowie die Kreislaufwirtschaft. Jedoch fehlen heute Investitionsanreize in erneuerbare Energien, da fast alle nationalen Unterstützungen gekürzt oder eingestellt wurden. In Europa ist durch die verstärkte Nutzung der Biomasse der Preis soweit angestiegen, dass ohne Einspeisevergütung oder Förderungen neue Biomasseanlagen wirtschaftlich nicht mehr darstellbar sind. Zusätzlich trägt der sehr niedrige Ölpreis zu Verwerfungen am Energiemarkt bei. Der Kraftwerkspark in Europa altert zusehends, wobei viele dieser Anlagen noch mit Kohle befeuert werden. In diesem herausfordernden Umfeld ist die zirkulierende Wirbelschichttechnologie der einzige Weg die bestehenden Kraftwerksstandorte zu adaptieren. Der größte Vorteil besteht in der Brennstoffflexibilität der Anlagen, wobei in einer Anlage 100 % Kohle oder 100 % Biomasse und andere Abfallprodukte in allen Mischungsverhältnissen verbrannt werden können. Dieser Ansatz ermöglicht die zukunftsgerichtete Auslegung einer Anlage mit flexiblen Brennstoffportfolio. In diesem Beitrag werden mehrere Projekte, die sich in der Errichtungsbeziehungsweise Inbetriebnahmephase befinden und die herausragenden Eigenschaften der zirkulierenden Wirbelschicht demonstrieren, vorgestellt.

Gefährdungsbeurteilung, Risikoermittlung und hierzu geforderte Fachkunde für Kühlturmbetreiber (… und alle anderen Arbeitgeber).

Herbert Lindner

In diversen Seminaren, Fachgesprächen und Veröffentlichungen ist festzustellen, dass Alle über Gefährdungsbeurteilungen und Risiko sowie die weiteren Begrifflichkeiten in diesem Zusammenhang fachsimpeln, jedoch kann Keiner so richtig erklären, was gemeint und gewollt ist. Hier soll versucht werden, uns Allen etwas die Augen zu öffnen. Um das Thema trotz diverser linguistischer Hürden nicht beliebig kompliziert zu machen, wird versucht das Hauptaugenmerk auf die Gefährdungsbeurteilung im Zusammenhang mit der 42. BImSchV sowie VDI 2047 Blatt 2 und Blatt 3 zu lenken. In diesem Zusammenhang müssen wir uns ebenso ansehen, was mit Fachkunde gemeint ist. Selbstverständlich ist das Thema auf alle Bereiche zu übertragen, in denen eine Gefährdungsbeurteilung nach BetrSichV verlangt wird – und das sind viele.

Energiewandler StECon: Forscher heben neue Potenziale in der Wasserkraft

Für die Energiewende ist Wasserkraft unverzichtbar – ihr Potenzial in Deutschland jedoch nahezu ausgeschöpft. Wie das Bundesumweltamt feststellt, erzeugen bereits jetzt wenige große Anlagen – meist Pumpspeicher- oder Laufwasserkraftwerke – über 80 Prozent des Stroms aus der Wasserkraft in Deutschland. Der Neu- oder Ausbau solcher Kraftwerke ist mit einem Eingriff in das Ökosystem verbunden und damit Thema der Grundsätze der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie. Insbesondere Fließgewässer bieten jedoch ein hohes Potenzial für regenerative Energie aus Wasserkraft, das bisher nicht effizient genutzt wurde. Der Energiewandler StECon soll den Ausbau Erneuerbarer Energien antreiben und könnte die Gewinnung von Energie aus Wasserkraft revolutionieren.