Kurzfassungen - VGB PowerTech Journal 6/2011

Vattenfalls CCS-Strategie

Hubertus Altmann, Göran Lindgren und Uwe Burchhardt

Zur Einführung der CCS-Technologien verfolgt Vatten¬fall alle derzeit mittelfristig verfügbar und großtechnisch umsetzbaren CO2-Abscheideprozesse: IGCC, Oxyfuel und Post Combustion. Mit dem Bau eigener Pilotanlagen konnten schon praktische Erfahrungen gesammelt werden. Bei den europäischen CCS-Projekten (ENCAP, CASTOR, CCPilot100+) wurden auch detaillierte Erkenntnisse zur Post-Combustion-Technologie gewonnen. Geplant ist der Bau von CCS-Demonstrationsanlagen in Jänschwalde und Magnum Phase 2, der auch die gesamte Kette von CCS inkl. Speicherung beinhaltet.

Voraussetzungen für CCS

Johannes Heithoff, Georg Gasteiger, Bernd Eck und Jörg Linsenmaier

Vor der kommerziellen Umsetzung der Carbon-Capture- and Storage-Technologien müssen sowohl die technischen Voraussetzungen erbracht werden wie auch die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen in einem auskömmlichen regulatorischen Umfeld vorhanden sein. Schwerpunkte der Entwicklungen von RWE Power, AE&E, BASF und Linde bei Braunkohlekraftwerken sind die Optimierung der entsprechenden Kraftwerksprozesse sowie die Einbindung in die Rauchgasbehandlung. Ziele sind ein Gesamtwirkungsgrad der Stromerzeugung auf Basis von Braunkohle von über 40 % bei gleichzeitiger 90%iger Abtrennung des CO2.

Leistungssteigerung EnBW Kraftwerkspark

Martin Giehl, Thomas Sabel und Martin Käß

Die EnBW Kraftwerke AG hat mit der sogenannten POWER-Initiative (Projekt zur Optimierung von Wirkungsgrad, Effizienz und Reduzierung von Emissionen) einen Maßnahmenkatalog zur Optimierung ihrer Bestandsanlagen entwickelt. Anhand ausgewählter Beispiele werden Maßnahmen zur Leistungssteigerung vorgestellt. Ausblickend werden im Rahmen der POWER-Initiative entwickelte ganzheitliche Optimierungsmethoden auf die zukünftigen an den Kraftwerksbetrieb gestellten Anforderungen präsentiert.

Das schwere Tohoku-Seebeben in Japan und die Auswirkungen auf das Kernkraftwerk Fukushima-Daiichi

Bernhard Kuczera und Ludger Mohrbach

Am Freitag, 11. März 2011, ereignete sich in Japan eine Naturkatastrophe von bisher unvorstellbarem Ausmaß. Ein gewaltiges Erdbeben mit einer Stärke von 9,0 auf der logarithmischen Skala verursachte eine Tsunamiwelle von etwa 23 m Höhe, die ungefähr eine Stunde später die Küstenregion überflutete. Im unmittelbaren Einwirkungsbereich dieser Naturkatastrophe liegen 4 Kernkraftwerke. Welche Auswirkungen diese tektonischen Verschiebungen und der dadurch ausgelöste Tsunami auf diese Anlage hatten oder haben, und welche Gegenmaßnahmen vom Betreiber Tepco zum Schutz und zur Schadensbegrenzung unternommen worden sind, wird anhand der zum Redaktionsschluss vorliegenden Informationen skizzenhaft dargestellt.

Unterschiede im gestaffelten Sicherheits-konzept: Vergleich Fukushima Daiichi mit deutschen Anlagen

Ludger Mohrbach

Der am 11. März 2011 vom verheerenden Tsunami ausgelöste Unfall im japanischen Kernkraftwerk Fukushima Daiichi hat weltweit Fragen nach der Sicherheit von Kernkraftwerken aufgeworfen. Die betroffenen Reaktoren gehören zur ältesten Generation der in Japan gebauten Kernkraftwerke. Vor diesem Hintergrund werden die für den Störfallablauf wesentlichen Grundlagen und Handlungen für die betroffenen Reaktoren beschrieben und bewertet. Nachfolgend wird auf die sicherheitstechnischen Reserven deutscher Anlagen im Vergleich zu Fukushima eingegangen.

Speichertechnologie für eine volatile Erzeugung

Mathilde Bieber, Roland Marquardt und Peter Moser

Adiabate Druckluftspeicher eignen sich, Elektrizität in großem Umfang effizient und ohne zusätzliche CO2-Emissionen zu speichern. Ein neues durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördertes Projekt mit dem Namen ADELE soll diese Technologie bis zur Angebotsreife entwickeln. Der adiabate Druckluftspeicher soll hauptsächlich zur Dämpfung von Lastgradienten eingesetzt werden. Die gespeicherte Energiemenge beträgt zwischen 1 und 2 GWh mit einer Stromerzeugungskapazität von ca. 300 MW.

Auslegung und Betrieb einer 1-MWth-CCS-Technikumsanlage zur Untersuchung von Carbonate und Chemical Looping

Alexander Galloy, Jochen Ströhle und Bernd Epple

Im Bereich der CO2-Abscheidung aus den Rauchgasen fossil befeuerter Kraftwerke existieren verschiedene Forschungsansätze. An der Technischen Universität Darmstadt wird derzeit an den zwei Verfahren Chemical Looping und Carbonate Looping gearbeitet. Um die Verfahren weiter zu untersuchen, wurde eine Versuchsanlage mit einer thermischen Leistung von 1 MW errichtet. Die Inbetriebnahme ist zu großen Teilen abgeschlossen und eine erste Carbonate Looping Testkampagne wurde durchgeführt. Erste Ergebnisse sind sehr vielversprechend.

Chemische Grundlagen der Entwicklung eines Sprühwäschers zur Abtrennung von CO2 aus Rauchgasen - Neues Verfahren - Bekannte Technik

Kevin Brechtel, Anke Schäffer, Paula Gallindo Cifre, Oliver Seyboth und Günther Scheffknecht

Die Aminwäsche stellt eine Möglichkeit zur CO2-Abtrennung aus Kraftwerksrauchgasen dar, wobei der Prozess aus der chemischen Industrie bekannt ist und sich auch zur Nachrüstung von Kraftwerken eignet. Neben der Weiterentwicklung der Waschlösung untersucht das IFK den Einsatz von Sprühwäschern als Alternative zum Konzept der Packungskolonne. Im Rahmen von labortechnischen Untersuchungen wurden Randparameter für deren Einsatz verschiedener Waschlösungen in einem Sprühwäscher ermittelt. Ausgehend von den ermittelten Daten sowie der aktuellen REA-Technologie stellt der Einsatz von Sprühwäschern eine vielversprechende Alternative zu Packungskolonnen dar.

Alkalicarbonatwäsche zur Entfernung von Kohlendioxid aus Rauch- und Produktgasen von Kraftwerks- und Industrieprozessen als robuste Alternative zu Aminwäschen

Andrew Berry, Egon Erich, Dieter Bathen, Stephan Telge, Hans Fahlenkamp, Hans-Peter Domels, Klaus Kesseler, Andreas Igelbüscher und Ernst Schlusemann

Bei neuen konventionellen Kraftwerken müssen die CO2-Emissionen vermindert werden, um die klimapolitischen Ziele zu erreichen. Mögliche Technologien zur Abtrennung von CO2 aus Rauchgasen sind zurzeit Gegenstand intensiver Forschungsbemühungen. Als Grundlage dient meist das aus der Petrochemie bekannte Verfahren der Aminwäsche, obwohl bei diesem Verfahren Schwierigkeiten bei der Übertragung auf kraftwerksspezifische Bedingungen auftreten. Der vorliegende Beitrag behandelt das Verfahren der Pottaschewäsche als mögliche Alternative zur CO2-Abreinigung von Rauchgasen sowie auch von Prozessgasen. Es werden die Ergebnisse eines Forschungsvorhabens vorgestellt, bei dem neben Untersuchungen im Labor- und Technikumsmaßstab auch eine mobile Absorptionsanlage vor Ort eingesetzt wurde.

Das DDWT-Verfahren als Schlüsseltechologie zukünftiger Braunkohlekraftwerke - Druck-aufgeladene Dampfwirbelschicht-Trocknung von der Versuchsanlage zum Kraftwerk

Teklay W. Asegehegn, Stefan Lechner, Matthias Merzsch, Matthias Schreiber, Rico Silbermann, Hans Joachim Krautz und Olaf Höhne

Die Druckaufgeladene Dampfwirbelschicht-Trocknung (DDWT) wurde entwickelt, um zukünftige Kohlekraftwerke effizienter zu gestalten und gleichzeitig den CO2-Ausstoß zu verringern. Eine erste Anlage im Technikumsmaßstab wurde an der BTU Cottbus bereits im Jahr 2002 errichtet. Gegenwärtig ist dieses Verfahren im Maßstab einer 10-t/h-Ver- suchsanlage bei Vattenfall im Einsatz. Beide Anlagen haben wertvolle Ergebnisse geliefert. Ergebnisse aus mehr als 8 Jahren Forschung und Entwicklung werden zu dieser Technologie vorgestellt.

Instandhaltungsanalyse und -prognose für Großkraftwerke

Thomas Kittan, Matthias Herold und Carsten Baumann

Eine umfassende Bewertung des Kraftwerks Schwarze Pumpe hat Aufschluss über die Wirksamkeit der Instandhaltung gegeben und die Budgetierung der Maßnahmen für vier weitere Kraftwerksblöcke erleichtert. Die Analyse der Instandhaltung und eine Prognose künftiger Instandhaltungsbudgets wurde von Vattenfall an die TÜV SÜD Industrie Service vergeben. Ziel war eine valide Datenbasis, die es erlaubt, geleistete und künftige Aktivitäten detailliert zu bewerten und auch mögliche Optimierungspotenziale aufzeigt.

Das Service- und Wartungskonzept für den Windpark EnBW Baltic 1

Michael Boll

Seit dem Jahr 2007 entwickelt und realisiert die EnBW Erneuerbare Energien GmbH Projekte im Bereich Wind, Fotovoltaik und Biomasse, um bis zum Jahr 2020 insgesamt 20 % der Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen zu produzieren. Im April 2011 erfolgte die Inbetriebnahme des Windparks „EnBW Baltic 1“ in einer Küstenentfernung von 16 km und in einer Wassertiefe von 16 m. Aus wirtschaftlichen und technischen Gründen wird der Instandhaltungs- und Wartungsbetrieb vom nächstgelegenen Hafen Barhöft aus erfolgen, wo der Servicestützpunkt inclusive Ersatzteillager lokalisiert wird. Von dort aus erfolgt auch, wie bei allen anderen Erzeugungsanlagen des Unternehmens, die Bedienung und Beobachtung der Anlagen.

Erweiterung Wasseraufbereitung Kraftwerk Boxberg

Adelja Markert und Hans Riemers

Die Wasseraufbereitungsanlagen im Kraftwerk Boxberg wurden im Jahr 1999 für die Versorgung der 2 mal 500-MW-Blöcke des Werkes III (Baujahr 1980) und für den im Jahr 2000 in Betrieb genommenen 900-MW-Block neu gebaut. Die Kapazität der bestehenden Wasseraufbereitungsanlagen hat  ihre Grenze erreicht, sodass mit Beginn der Planung für den Neubau Block R umfangreiche Untersuchungen der Wasserversorgungssysteme am Standort Boxberg durchgeführt wurden.

Designsünden bei der Probenahme und Analytik im Wasser-/Dampfanalytik

Manuel Sigrist

Der Beitrag widmet sich der Probe- und Analysestation für den Wasser-Dampf(WD)-Kreislauf (kurz PN-Station) von Kraftwerken, so wie sie als schlüsselfertige Teilanlagen an Gesamtanlagenbauer ausgeliefert werden. Dabei gibt es zahlreiche Möglichkeiten, die geforderten Funktionen zu realisieren. Am Ende entscheiden die Auslegung, die Anordnung und Abstimmung der physischen Komponenten darüber, ob zuverlässige Messungen möglich sind und das System wartungsfreundlich und zuverlässig ist. Welche „Designsünden“ an PN-Stationen möglich sind, wird ebenso wie mögliche Alternativen aufgezeigt.

Stand der Technik bei Rauchgas-entschwefelungsanlagen in Großkraftwerken

Bernd Heiting

Daten von modernen Steinkohlekraftwerken Jahre zeigen, dass diese nur geringe Emissionen an Schwermetall und Feinstaub im Reingas aufweisen. Für neu geplante und im Bau befindliche Kraftwerke wird ein hoher Emissionsstandard mit sehr niedrigen Schadstoffkonzentrationen durch die bestehende Kette - High Dust DeNOx-Katalysator, Rauchgasabkühlung im Luvo, Elektroentstauber und REA-Wäscher - erwartet. Für Quecksilber besteht in der Kombination High Dust SCR-Anlage und REA-Wäscher ebenfalls eine effektive Abscheideeinrichtung.