Ausgabe - VGB PowerTech Journal 6/2020

The Show must go On-line

Nigel Blackaby

Seit dem Beginn der weltweiten Coronavirus-Pandemie erleben die meisten Unternehmen eine dramatische Veränderung ihres Geschäftsumfeldes. Während einige wenige wie Supermärkte, Online-Händler und Streaming-Dienste für Unterhaltungsmedien, aus der Krise erfolgreich hervorgehen, hat die Mehrheit bestenfalls eine Durststrecke und schlimmstenfalls einen echten Überlebenskampf erlebt. [weiter...]

Abhängigkeit der Bundesrepublik Deutschland von Energieimporten

Hans-Wilhelm Schiffer

Die deutsche Energieversorgung ist – auch im Vergleich mit den meisten anderen Staaten der G20 – in hohem Maße von Importen abhängig. Die inländische Förderung von Braunkohle, Erdöl und Erdgas hat sich in den vergangenen Jahrzehnten stark verringert. Der Abbau von Steinkohle wurde Ende 2018 komplett eingestellt. Zwar hat die seit 1990 verzeichnete Verzehnfachung der Nutzung erneuerbarer Energien den Anstieg der Importquote gedämpft. Trotzdem hat sich die Einfuhrabhängigkeit von 58 % im Jahr 1990 auf 72 % im Jahr 2019 erhöht. Die erneuerbaren Energien werden zwar auf Wachstumskurs bleiben. An der hohen Importquote bei der Energieversorgung wird sich also künftig – auch im Falle einer erfolgreichen Umsetzung der PtX-Strategie – kaum eine Änderung einstellen.

Steuerung der Bauteilerschöpfung im flexibilisierten Kraftwerksbetrieb
Lebensdauer wechselbelasteter Bauteile realitätsnah ermitteln

Franz Binder

Wegen des volatilen Verlaufs des Stroms aus erneuerbaren Energien sind zur Sicherstellung der Netzstabilität große Einspeiseschwankungen auszugleichen. Thermische Kraftwerke werden deshalb flexibler betrieben, wodurch die drucktragenden Bauteile höheren Belastungen ausgesetzt sind. Damit steigt das Risiko für Schäden und außerplanmäßige Anlagenstillstände. Andererseits herrscht bei vielen Betreibern Unsicherheit, ob aus Sicht der Bauteilbelastung weitere Flexibilisierungsschritte möglich sind. Benötigt wird deshalb ein Verfahren, das die Erschöpfungszustände der Bauteile aus dem vergangenen Betrieb realitätsnah abbildet, um früh genug gegensteuern zu können, ohne jedoch aufgrund von unrealistisch hoch berechneten Erschöpfungsgraden zu früh zum Gegensteuern gezwungen zu sein.

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Dampfturbinen altes Eisen oder innovativer Baustein der Energiewende?

Christian Scharfetter und Kristin Abel-Günther

Strom aus regenerativen Energien schont die Ressourcen an fossilen Energieträgern und verringert die CO2-Emissionen der Stromerzeugung. Die über 100 Jahre alte Technologie der Dampfturbine kann auch zukünftig eine entscheidenden Beitrag zur Funktion der Energienetzte leisten kann und muss um diese stabil und zuverlässig zu betreiben. Die Dampfturbinen von morgen verfügen dabei über digitale Diagnose und Wartungssysteme, arbeiten mit unterschiedlichen Betriebsmedien in Grenzbereichen der Materialbelastungen von Dampferzeugern und Turbinenbeschaufelung und Wellenabdichtungssystemen,sind über intelligente Netzeinspeiseregelungen mit einander verbunden und werden übergeordnet geregelt. Die Nutzung zur Energieumwandlung erfolgt in unterschiedlichsten thermischen Kraftwerken, Müllheizkraftwerke und Biomassekraftwerke werden dabei zunehmend ergänzt durch thermosolarkraftwerke,, Microgrids und Speicherkraftwerke mit Kälte und Wärmeumformung.

Sicherheitsbereitschaft Frimmersdorf P/Q: Trainingsprogramm für die Betriebsmannschaft

Georg Bung, Dominik Palme, Rolf Hopf und Horst-Günther

Stürenburg In den Jahren 2016 bis 2019 gehen Braunkohle-Kraftwerksblöcke mit insgesamt 2.700 MW für jeweils 4 Jahre in die Sicherheitsbereitschaft und werden anschließend stillgelegt. Während dieser Zeit kann der Netzbetreiber jederzeit die Betriebsbereitschaft anfordern. Neben der Sicherung der technischen Einsatzbereitschaft der Anlagen durch Konservierungsmaßnahmen, Kontrollen und Probeläufe sowie daraus abgeleiteter Wartungs- und Reparaturtätigkeiten stellt die Aufrechterhaltung der spezifischen Anlagen- und Prozesskenntnisse der Betriebsmannschaft eine große Herausforderung dar. Um einem Kenntnisverlust vorzubeugen, müssen regelmäßig Trainings durchgeführt werden. Dazu wurde vor Beginn der Sicherheitsbereitschaft eine passgenaue Wissensdatenbank entwickelt, die alle wichtigen Informationen zu den Anlagen und insbesondere zu den Prozessabläufen beim Anfahren und dem Leistungsbetrieb der Blöcke schnell abrufbar bereitstellt. Auf Basis dieser Wissensdatenbank ist gemeinsam mit der Kraftwerksschule e.V. ein Trainingsprogramm entwickelt worden. Dabei werden Systemweise alle Abläufe mit den Mitarbeitern durchgesprochen und soweit dies die Konservierungsmaßnahmen zulassen, praktisch geübt.

Analyse zu Schäden an Verdampferrippen­rohren von HRSG in GuD-Anlagen

Hong Xu und Zhi-hao Tian

Nach nur 40 Tagen kommerziellem Betrieb – davon 24 Tage Leistungsbetrieb und 19 Tage Standby- bzw. Abschaltbetrieb – trat im Block 1 eines Gas- und Dampfturbinenkombikraftwerks ein Schaden an einem Rippenrohr im Mitteldruckverdampfer auf. Für eine gründliche Schadensanalyse wurde ein Abschnitt des geschädigten Rohres herausgetrennt. Bei der Makroinspektion wurde festgestellt, dass in einigen Bereichen von Rohrabschnitten schwere Korrosion festzustellen war, die zu einer offensichtlichen Verminderung der Rohrwandstärke führte, was Perforationen und Leckagen zur Folge hatte. Die innere Lochfraßkorrosion am Rippenrohr des Verdampfers in HRSG könnte vermieden werden, wenn die einschlägigen Bestimmungen der “Richtlinien der chemischen Überwachung für Kombikraftwerke“ (DL/T 1717-2017) während des normalen Kesselbetriebs, der Wartung im Standby und der Wasserdruckprüfung beachtet werden.

Laufwasserkraftwerke als Anbieter von Regelleistung? Potenziale einer dynamischen Stauhaltung am Beispiel der Forschungswasserkraftanlage Bannetze-Hornbostel

Bastian Hase und Christan Seidel

Der stetig wachsende Anteil fluktuierender Erzeuger wie Solarenergie und Windkraft macht eine gute Planbarkeit der residualen Erzeugungsleistungen immer wichtiger. Zudem erfordert die fortschreitende Dekarbonisierung des Elektrizitätssektors zusätzliche erneuerbare Technologien zur Bereitstellung von Regelenergie. Der vorliegende Artikel untersucht anhand von Simulationen am Beispiel der Forschungswasserkraftanlage Bannetze-Hornbostel, inwieweit Laufwasserkraftwerke diese beiden Funktionen durch Implementierung einer optimierten Fahrweise ausfüllen können. Dabei wird ausgenutzt, dass die Oberwasserspiegel der meisten Laufwasserkraftwerke innerhalb gewisser Grenzen flexibilisiert werden können. Die hierdurch freigesetzten Kurzzeitspeicherpotenziale ermöglichen es, die vermarktete Kraftwerksleistung mit großer Zuverlässigkeit intervallweise konstant zu halten und zusätzlich Regelleistung bereitzustellen. Rechnet man die Potenziale der untersuchten Wasserkraftanlage auf die gesamte deutsche nicht schwellfähige Regelleistung hoch, so könnte im Jahresmittel ein beachtlicher Anteil des bundesweiten Regelleistungsbedarfs gedeckt werden. Zudem wird am Beispiel der Sekundärregelleistung gezeigt, dass sich trotz einer insgesamt geringeren Energieerzeugung gegenüber dem konventionellen Kraftwerksbetrieb zusätzliche Erlöse generieren lassen.

Power to Gas – warum eigentlich noch nicht? Ein Update

Albrecht Pfaud

Weil Strom aus Wind und Sonne den Launen des Wetters unterliegt, ist er notwendig sogenannte „volatile Energie“, von der bisweilen zu viel, bisweilen zu wenig oder gar nichts verfügbar ist. Eine Möglichkeit, das Zuviel an Strom sinnvoll zu nutzen bzw. das Stromdargebot zu vergleichmäßigen ist die Umwandlung von Strom in Gas wie Wasserstoff, welcher als Grundstoff für die Industrie verkauft oder aber ins vorhandene Erdgasnetz eingespeist werden kann. Derzeit gibt es in Deutschland etwa 30 Elektrolyseure, meist Pilotanlagen. Elektrolyseure können dezentral betrieben, sowohl das Netz von Stromüberschuss bewahren als auch die sinnvolle Nutzung des „grünen“ Stroms sicherstellen. Das EEG regelt indes, wie der Strom aus erneuerbaren Energiequellen zu vergüten sei, es gibt aber keine Hinweise zu seiner sinnvollen Verwendung. §15 EEG bestimmt sogar, dass Strom, der nicht produziert wurde, weil er sonst die Stabilität des Netzes gefährdet hätte, vergütet werden muss.

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100 Jahre VGB: Eine Zeitreise | Die 1950er Jahre

  • 30 Jahre VGB
    R. Hoffmann
  • Der Wettstreit der Wärmekraftmaschinen
    E. Sörensen
  • Rückschau auf die VGB-Jahreshauptversammlung 1956
    R. Quack