Kurzfassungen - VGB PowerTech Journal 10/2005

Möglichkeiten der geothermischen Stromerzeugung im Oberrheingraben – Eine Analyse der geologischen Bedingungen, der Bohr- und Fördertechnik sowie der Kraftwerkstechnik und Wirtschaftlichkeit

Wolfram Münch, Hans Peter Sistenich, Christian Bücker und Thorsten Blanke

Um die Möglichkeiten der geothermischen Stromerzeugung vor dem Hintergrund des novellierten EEG zu bewerten, haben EnBW, RWE Power und RWE Dea eine Machbarkeitsstudie „Geothermie“ für den Oberrheingraben erstellt. Es wurden die Aspekte Geologie, Bohr- und Fördertechnik, Kraftwerkstechnik sowie die Wirtschaftlichkeit geothermischer Kraftwerke analysiert. Als Ergebnis weist die Studie eindeutige Vorzugsgebiete für mögliche geothermische Projekte im Oberrheingraben aus. Die bisher bekannten geologischen Bedingungen sind für eine systematische Entwicklung eines wirtschaftlichen Projektes zur geothermischen Stromerzeugung allerdings auch unter den vorteilhaften Bedingungen des novellierten EEG bei weitem nicht hinreichend. Unter optimistischen geologischen Bedingungen im Oberrheingraben liegen die errechneten Erzeugungskosten bei etwa 30 ct/kWh Strom und damit doppelt so hoch, wie es das derzeitige EEG als Vergütung vorsieht. Die Ergebnisse der Machbarkeitsstudie werden im Beitrag vorgestellt.

Initiativen zur Sicherung ausgewogener Technologie-Optionen

Franz Bauer, Karl. A. Theis und Hans-Joachim Meier

Wir verfügen mittlerweile über ausreichende Erfahrungen aus der Öffnung des Marktes und des damit verbundenen Wettbewerbs. Wir können feststellen, dass der Markt sich mit seinen Eigenheiten voll ausgebildet hat. Die Ordnungspolitik ist durch eine Reihe von Eingriffen gekennzeichnet, die der Förderung von erneuerbaren Energieträgern, aber auch der Energieeffizienz dienen. Die Altersstruktur der Kraftwerke in Deutschland und in der Europäischen Union zeigt, dass in den nächsten Jahren ein umfangreiches Erneuerungsprogramm auf den Weg zu bringen ist. Dabei ist zu entscheiden, welche Technologien und Primärenergieträger eingesetzt werden sollen bzw. zur Verfügung stehen müssen.

Zustandsüberwachung – ein Ansatz zur Betriebssicherheit

Hermann Farwick, Franz Bauer und Günter Gilberg

In der Betriebssicherheitsverordnung ist unter anderem die Herangehensweise für die Durchführung der wiederkehrenden Prüfungen, insbesondere der inneren Prüfung, festgelegt. Kern des Projektvorschlages Zustandsüberwachung ist es, eine Vorgehensweise zu entwickeln, an der eine am Zustand des Bauteils orientierte Festlegung von differenzierten Maßnahmen und deren Wirksamkeit für die wiederkehrenden Prüfungen erfolgt. Technischer Inhalt ist die Eignung und Gleichwertigkeit von Maßnahmen, die aus der Bewertung des Zustandes der Anlagenkomponenten abgeleitet werden können, nachzuweisen und in einer VGB-Richtlinie mit entsprechender Verbindlichkeit festzulegen. Grundlage dieses Ansatzes ist die konsequente Analyse der Betriebserfahrungen. Beispielhaft wurden an drei Blöcken alle inneren Prüfungen im Laufe von mehr als 15 bis hin zu 30 Jahren Betriebserfahrung analysiert. Die Ergebnisse werden vorgestellt.

Neues aus den Regelwerken zur Verwendung von Flugasche in Beton

Udo Wiens

Seit dem 1. Januar 2005 erfolgt die Genehmigung von Bauanträgen im Regelfall nur noch für solche Betonbauten, die auf der Grundlage der Reihe DIN 1045:2001-07 und DIN EN 206 1:2001-07 geplant wurden. Damit sind alle mit dem Betonbau befassten Wirtschafts- und Industriekreise nunmehr zwingend vor die Aufgabe gestellt, die neue Norm anzuwenden.
Seit Veröffentlichung der neuen Normengeneration im Jahre 2001 sind Anpassungen der DIN 1045-2:2001-07 vorgenommen sowie weitere nationale und europäische Regelwerke herausgegeben und bearbeitet worden, die von Relevanz für die Herstellung und Verwendung von Flugasche in Beton sind. So wurde die im Jahre 1999 begonnene Überarbeitung von EN 450:1995-01 „Flugasche für Beton – Definitionen, Anforderungen und Güteüberwachung“ im Jahre 2004 abgeschlossen. Die Schlussentwürfe der europäischen Produktnorm prEN 450 1 und der zugehörigen Norm für die Konformitätsbewertung, prEN 450-2, wurden Ende 2004 im formellen Abstimmungsverfahren durch die CEN-Mitgliedsstaaten angenommen. Die Veröffentlichung der beiden harmonisierten Normen als DIN EN 450-1 und -2 erfolgte in der ersten Hälfte 2005. Im Jahre 2006 müssen dann alle bis dahin geltenden nationalen Regelungen zurückgezogen werden. Die für die Produktion und Verwendung von Flugasche als Betonzusatzstoff wesentlichen neuen oder geänderten technischen Regelwerke seit der Herausgabe der neuen DIN 1045 im Jahr 2001 werden in dem Beitrag zusammengestellt und kommentiert.

Kraftwerkseinsatzmanagement – eine Herausforderung gegenüber dem Strommarkt

Bernd Lipinski, Ralf Kirsch und Gert Schletter

Die Aufgabenstruktur des Kraftwerkseinsatzmanagements hat sich mit der Liberalisierung nachhaltig geändert. Für Vattenfall Europe bedeutete das eine Neuordnung der Funktionen und Verantwortlichkeiten im Kraftwerksbereich. Im Konzern Vattenfall Europe sind die Branchen Bergbau, Energie- und Wärmeerzeugung aus fossilen Brennstoffen und Kernenergie sowie der Betrieb von Hoch-, Mittel- und Verteilernetzen integriert. Vattenfall Europe stellte sich entlang der Wertschöpfungskette auf und realisierte diese in Form der Business Units in Bezug auf die Erzeugung, Übertragung und Verteilung der Elektroenergie und Wärme sowie der Bereitstellung der Systemdienstleistungen. Vattenfall Europe führte für die Bereiche Erzeugung, Trading und Vertrieb ein Steeringmodell ein, das auf der grundlegenden Absicht basiert, die Geschäftsbereiche des Unternehmens weitgehend individuell zu optimieren.

Bedeutung von Kraftwerken mit CO2-Abtrennung für Planungen des zukünftigen Erzeugungsportfolios

Markus Ewert

Die technischen Möglichkeiten zur Abtrennung von CO2 bei der Stromerzeugung aus fossilen Energieträgern gewinnen zunehmend an Interesse bei Forschungsinstituten, Herstellern und Energieversorgern. Insbesondere vor dem Hintergrund des europäischen Emissions-Zertifikatehandels intensivieren europäische Kraftwerksbetreiber ihre FuE-Aktivitäten zu technischen Möglichkeiten der CO2-Abtrennung und -Speicherung. Im Beitrag wird zunächst ein Überblick zum aktuellen Stand der technischen Verfahren zur CO2-Abtrennung in Kohlekraftwerken und zur Speicherung des abgetrennten CO2 gegeben. Die für Investitionsentscheidungen wichtigen Größen werden bestimmt und ihre aktuellen Unsicherheiten bewertet. Aus dieser Analyse werden Prioritäten für nationale und internationale FuE-Schwerpunkte im Bereich der CO2-Abtrennung und -Speicherung abgeleitet. Unter Berücksichtigung alternativer und ergänzender Klimaschutzstrategien für die Stromerzeugung (z.B. Wirkungsgradsteigerung konventioneller Anlagen) werden Szenarien bis zum kommerziellen Einsatz der CO2-Abtrennung entwickelt.

Die nächste Generation von Steinkohlekraftwerken

Georg-Nikolaus Stamatelopoulos und Gerhard Weissinger

Der Brennstoff Kohle spielt insbesondere in der deutschen, aber auch in der europäischen Stromerzeugung eine bedeutende Rolle. Eine hohe Versorgungssicherheit, im Vergleich zu Erdgas stabile Preise und eine Reichweite von mehreren 100 Jahren sind wesentliche Vorteile dieses Primärenergieträgers. Für die kommenden zwei Jahrzehnte wird allein in Deutschland ein Neubaubedarf von rund 40000 MW Kraftwerksleistung vorausgesagt. Diese neu zu installierenden Kraftwerksanlagen werden einerseits bestehende Anlagen, die nicht mehr dem Stand der Technik entsprechen, ersetzen und andererseits die prognostizierte Steigerung des Stromverbrauchs abdecken. In den Ländern der EU 15 wird für den gleichen Zeitraum von einem Zubaubedarf von etwa 200000 MW ausgegangen. Auch vor dem Hintergrund des Auslaufens der Kernenergienutzung zur Stromerzeugung ist damit zu rechnen, dass neue, mit wettbewerbsfähiger Importkohle befeuerte Kraftwerke einen wesentlichen Anteil der Zubauleistung ausmachen werden. Der Beitrag beschreibt, wie die Auslegung moderner Kohlekraftwerke den Anforderungen sowohl für hohe Wirkungsgrade als auch für einen flexiblen Einsatz Rechnung tragen kann.

AGFW-VGB-Matrix „Referenzwerte Kondensationsstromerzeugung“

Michael Kranz, Ullrich Müller und Hans-Joachim Meier

Die Richtlinie 2004/8/EG über die Förderung einer am Nutzwärmebedarf orientierten Kraft-Wärme-Kopplung im Energiebinnenmarkt schafft die Voraussetzung für die nationale Förderung der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Ziel der Richtlinie ist es, die Energieeffizienz zu erhöhen. Die Richtlinie gibt dabei Verfahren zur Bestimmung der Effizienz des KWK-Prozesses anhand von Referenzwerten vor. Zurzeit werden von einem Konsortium COWI, ECN, BEI im Auftrag der EU-Kommission DG TREN, JRC EU-weit harmonisierte Referenzwerte für die getrennte Strom- und Wärmeerzeugung zusammengestellt. In einer Gemeinschaftsarbeit zwischen AGFW und VGB wurden vorbereitend für die deutschen Verhältnisse Referenzwerte der Kondensationsstromerzeugung für die Bewertung der KWK erhoben. Die Ergebnisse sind verdichtet im Beitrag dargestellt.

Erzeugung im Spannungsfeld von Markt, Ordnungspolitik und Umweltschutz

Klaus Pitschke

Fokus der aktuellen energiepolitischen Diskussion sollte die Gestaltung einer zuverlässigen, preiswürdigen und umweltverträglichen Energieversorgung in einem liberalisierten Markt mit energiewirtschaftlichen Mitteln sein. Voraussetzung ist insbesondere die Unterstützung für den Erhalt eines breiten Energiemix sowie die marktgerechte Förderung von erneuerbaren Energien. Dabei können Kraftwerksbetreiber auch einen technologischen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Vattenfall hat sich entschieden, eine Pilot-Anlage eines „CO2-freien“ Kraftwerk zu errichten. Ein großtechnisch verwertbarer Einsatz ist vor 2020 nicht zu erwarten. Energiewirtschaft hat einen nicht zu unterschätzenden Bezug zu Forschungsaktivitäten. Energiepolitische Rahmenbedingungen sind daher auch eine Voraussetzung für den Erhalt und die Stärkung technischer Wissensstandorte.

Auswirkungen der Hochtemperaturkorrosion am Endüberhitzer (RH2) des Kessels im Kraftwerk Neka

Behzad Boroumandi

Hochtemperaturkorrosion in kohle- oder ölbefeuerten Kesseln sind ein häufiges und altbekanntes Probleme. Die Korrosionsrate hängt von einer Reihe von Faktoren ab, wie z.B. Rohrwerkstoff, Zusammensetzung des Brennstoffs (Natrium, Vanadium, Schwefel etc.), Luftüberschuss sowie Kesselfahrweise. Durch eine Verringerung des Luftüberschusses oder den Einsatz von Zusätzen wird versucht die Korrosionsrate zu vermindern. In dem vorliegendem Beitrag werden jedoch nicht die chemischen Aspekte behandelt. Basierend auf den Ergebnissen und Erfahrungen (Wanddickenmessung an vier 1472-Tonnen überkritischen Durchlaufkesseln) der vergangenen 20 Jahre, wurden eine Wartungsstrategie entwickelt, um den Außerplananteil der Stillstände aufgrund von Rohreißern zu verringern. Es wurde festgestellt, dass trotz erhöhter Rauchgastemperatur und verstärkter Korrosion im mittleren Kesselteil dort jedoch nicht zwangsläufig vermehrt korrodierte Rohre zu finden waren. Daraus wurde geschlossen, dass eine teilweise Erneuerung der Rohre weder technisch noch wirtschaftlich angezeigt ist. Darüber hinaus wurde beobachtet, dass die frühzeitige chemische Reinigung auf Wasser- sowie Rauchgasseite eine wichtige Rolle bei der Verringerung der Metall- und Rauchgastemperatur und somit der Korrosionsrate spielt.

Neue Technologien – Grenzen der Versicherbarkeit

Dieter Schimana

Die Versicherungswirtschaft hat die Weiterentwicklungen der Kraftwerkstechnik stets aktiv begleitet. Durch angemessene Risikoverteilung zwischen Entwickler, Hersteller, Betreiber, Investor und Versicherer wurden wesentliche Entwicklungsschritte unterstützt. Entscheidend ist, in welchem Umfang Schäden an neuer Technologie vom Versicherungsmarkt als vorhersehbar eingestuft werden und deshalb nicht versichert werden können. In den 90er-Jahren haben die Versicherer diesbezüglich z.B. bei Gasturbinen mit Klarstellung in den Versicherungsbedingungen reagiert. In jüngster Zeit gab es solche Reaktionen bei Windkraft- und Biogasanlagen. Um keine bösen Überraschungen im Schadenfall zu erleben, ist es notwendig, Neuentwicklungen frühzeitig mit allen Projektbeteiligten, einschließlich den Kreditgebern und Versicherern, offen zu besprechen. Der Beitrag zeigt anhand von Beispielen Kriterien für die Einstufungen im Versicherungsmarkt und die Auswirkungen auf den jeweiligen Versicherungsschutz einer solchen Anlage aus Sicht eines Branchenexperten, der solche Projekte regelmäßig begleitet.