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Enerige & Management > KWK - BHKW-Musteranlage: Mit KWK gegen Sauergas
Bild: Fotolia.com, XtravaganT
KWK:
BHKW-Musteranlage: Mit KWK gegen Sauergas
Im niedersächsischen Großenkneten hat die ExxonMobil Production Deutschland GmbH (EMPG) in ein KWK-Konzept investiert, um ihre Erdgasaufbereitungsanlage effizienter mit Prozessdampf und Strom zu versorgen.
 
Die EMPG mit Sitz in Hannover nimmt die Betriebsführung für die Produktionsaktivitäten der BEB Erdgas und Erdöl GmbH und der Mobil Erdgas-Erdöl GmbH aus den Gasfeldern zwischen Elbe und Ems wahr. Am Standort Großenkneten wird schwefelwasserstoffhaltiges Erdgas – so genanntes Sauergas – aus den derzeit 107 Förderbohrungen im Raum Südoldenburg zu verkaufsfähigem Erdgas aufbereitet. Die Schwefelverbindungen werden durch chemisch-physikalische Absorption mit Hilfe einer Waschflüssigkeit aus dem Rohgas entfernt und in nachgeschalteten Anlagen zu elementarem Schwefel umgesetzt, der flüssig abtransportiert und als chemischer Grundstoff vermarktet wird. Seit 1972 wurden mit der Aufbereitungsanlage über 200 Mrd. m3 Erdgas gereinigt, dabei fielen durchschnittlich etwa 730 000 t Schwefel pro Jahr als Nebenprodukt an.

Damit der für die Gaswäschen und die Nebenanlagen benötigte Prozessdampf effizienter produziert und gleichzeitig mehr Strom in Eigenregie erzeugt werden kann, wurde im September 2012 mit dem Bau einer KWK-Anlage begonnen. Die neue Gasturbinen-Generator-Einheit mit 30,5 MW elektrischer Leistung wurde zur Stromerzeugung konzipiert. Gleichzeitig werden mit den heißen Turbinenabgasen in einem Abhitzekessel stündlich bis zu 80 t Prozessdampf für die Erdgasaufbereitung produziert. „Mit dieser Anlage haben wir rund 64 Millionen Euro in die Zukunft der Erdgasaufbereitungsanlage investiert, denn Erdgas wird auch in den kommenden Jahren eine zentrale Rolle für die Energieversorgung in Deutschland spielen“, sagte EMPG-Geschäftsführer Florian Barsch Ende Oktober 2014 bei der offiziellen Eröffnungsfeier. „Wir senken Energiekosten und leisten durch Einsparung von mehr als 70 000 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz“, ergänzte er.
 
Seit 1972 wurden mit der Aufbereitungsanlage Großenkneten über 200 Mrd. m3 Erdgas gereinigt, dabei fielen durchschnittlich etwa 730 000 t Schwefel pro Jahr als Nebenprodukt an
Bild: Jochen Klein

Die neue KWK-Anlage ist die erste ihrer Art, die ExxonMobil in Deutschland betreibt. Die Anlage mit einer Gasturbine vom Typ MS5002E der italienischen GE Oil & Gas deckt nicht nur den Strombedarf der gesamten Erdgasaufbereitungsanlage mit 14 MW Anschlussleistung, sondern auch der nahegelegenen Verdichterstation Hespenbusch, die 12 MW Anschlussleistung benötigt. Damit steht eine überschüssige Erzeugungskapazität von 3 bis 4 MW zur Verfügung, um Strom in das Netz der EWE Netz GmbH einzuspeisen. Der bestehende 20-kV-Stromnetzanschluss am Standort Großenkneten wurde so umstrukturiert, dass auch die Verdichterstation in das Arealnetz integriert werden konnte.

Überschüssige Erzeugungskapazität von 3 bis 4 MW

Die Dampfkesselanlage der Erdgasaufbereitungsanlage bestand zuvor aus vier gasbefeuerten Naturumlaufkesseln, die zum Teil noch aus den 1970er Jahren stammten und den Prozessdampfbedarf von stündlich 120 bis 150 t gewährleisteten. Inzwischen wurde ein Kessel mit einer Dampfleistung von 40 t/h demontiert, der größte Kessel mit einer Dampfleistung von 120 t/h wird derzeit zur Stilllegung vorbereitet. Denn von der bisherigen Dampferzeugung werden künftig nur noch zwei Kessel mit Leistungen von 40 und 80 t/h benötigt.
 
Die KWK-Anlage in Großenkneten deckt nicht nur den Strombedarf der gesamten Erdgasaufbereitungsanlage, sondern auch der nahegelegenen Verdichterstation Hespenbusch
Bild: Dirk Meussling

Die über 500 °C heißen Abgase der Gasturbine werden in einen Abhitzekessel der österreichischen Josef Bertsch GmbH geleitet. Dieser kann pro Stunde bis zu 80 t Dampf mit einer Temperatur von 370 °C und 30 bar Druck bereitstellen. Dieser überhitzte Mitteldruckdampf wird zum Antrieb von zehn Dampfturbinen mit jeweils 2 MW mechanischer Leistung der ehemaligen Kühnle, Kopp & Kausch AG – heute firmiert das Unternehmen unter dem Namen Siemens Turbomachinery Equipment GmbH – verwendet. Zum Großteil dient der Prozessdampf zur Regeneration der für die Sauergasreinigung benötigten Waschlaugen.

Mehr Flexibilität durch die Zusatzfeuerung

Der Abhitzekessel ist mit einer Zusatzfeuerung ausgeführt. Als Brennstoff dient ein am Standort anfallendes Prozessgas, das mit dem Turbinenabgas gemischt wird, das einen Sauerstoffanteil von etwa 15 Prozent aufweist. „Die Zusatzfeuerung bietet uns zusätzliche Flexibilität bei der Dampfproduktion, denn sie stellt eine Reservekapazität bei eventuellen Ausfällen der übrigen Dampfkessel dar“, erklärt Andreas Albers, Projektleiter bei EMPG. Weil die Schwefelproduktion durch ein exothermes Verfahren erfolgt, wird die dabei entstehende Wärme ebenfalls zur Dampferzeugung herangezogen.

Die KWK-Anlage erreicht einen Gesamtwirkungsgrad von 80 Prozent. Die hohe Effizienz bei der Energieerzeugung reduziert die indirekten CO2-Emissionen des Standortes Großenkneten um jährlich etwa 70 000 t im Vergleich zur bisherigen Energieversorgung. Das neue Anlagenkonzept zahlt sich aber nicht nur ökologisch aus. „Durch die Förderung nach dem Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz und die Auswirkungen des Treibhausgas-Emissionshandelsgesetzes wird die Wirtschaftlichkeit des Projektes positiv beeinflusst“, betont Albers.
 
Die Anlage auf einen Blick:

Standort: Erdgasaufbereitungsanlage der ExxonMobil Production Deutschland GmbH in Großenkneten
Planung/Bau: ILF Beratende Ingenieure GmbH, München
Besonderheit: Gasturbinen-Generator-Einheit mit 30,5 MWel zur Stromerzeugung, Abhitzekessel zur Produktion von stündlich 80 t Prozessdampf (30 bar, 370 °C)
Anlage: Gasturbine vom Typ MS5002E (Frame 5E) mit 90 MW Feuerungswärmeleistung von GE Oil & Gas; Dampferzeuger mit 22 MW Feuerungswärmeleistung der Josef Bertsch GmbH, ausgeführt als Abhitzekessel mit Zusatzfeuerung
Umweltschutz: Der CO2-Ausstoß wird im Vergleich zum vorherigen Energieerzeugungskonzept um jährlich etwa 70 000 t/a reduziert

 
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Dienstag, 05.05.2015, 09:21 Uhr