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Enerige & Management > Kraftwerke - Koexistenz gesucht
Bild: Fotolia.com, Ralf Urner
KRAFTWERKE:
Koexistenz gesucht
Die Energiebranche sucht nach einer neuen Rolle für fossile Kraftwerke. Dies wird auch das Thema beim VGB-Kongress Kraftwerke 2014 sein.
 
Für den Kraftwerkskongress, der am 17. und 18. September in Hamburg stattfindet, hat der Veranstalter, der europäische Fachverband für Strom- und Wärmeerzeugung VGB PowerTech mit Sitz in Essen, das Motto „Technical Leadership to Overcome Economic Challenges“ gewählt. Bei den auf zwei Kongresstage konzentrierten Plenarveranstaltungen und Fachvorträgen sowie bei der begleitenden Fachausstellung werden die Zukunftsthemen der Branche diskutiert, heißt es im Einladungstext.
 
Fossile Stromerzeugung muss flexibel werden: Modernisierung eines Kohlekraftwerks
Bild: Bilfinger/Christian Schlüter

Die Überschriften der vier Blöcke, zu denen die technischen Fachvorträge zusammengefasst wurden, lauten „Führende Kraftwerksprojekte in Europa“, „Zukunftspfade für heutige Technologien“, „Innovativer Betrieb für hohe Leistungen“ sowie „Forschung & Entwicklung – Blick auf die Zukunft“. Das hört sich zunächst eher konventionell an, doch der zweite Blick auf das Programm zeigt den Wandel der Branche: Es werden nicht nur fossile Projekte wie das Kohlekraftwerk Moorburg oder die GuD-Anlage in Köln Niehl 3 vorgestellt, sondern auch der Offshore-Windpark Baltic 2. Zu den präsentierten Innovationen zählen die neue Generation von 6-MW-Offshore-Windanlagen mit Direktantrieb, die Möglichkeiten der „neuen“ Wasserkraft in Europa und weltweit sowie intelligente Lösungen für hocheffiziente Verwertung von Biomasse und Abfall.
 
Fossile Kraftwerke übernehmen die Komplementärrolle
 
Die wichtigste Herausforderung, der sich die Kraftwerksbranche stellen muss, ist ohnehin das künftige Zusammenspiel der erneuerbaren und der fossilen Energien. Bei dem Titel des Vortrags „Die Integration von Onshore-Windanlagen in die Stromerzeugung“ scheint noch die bisherige Sicht durch, wonach die fossil dominierte Stromerzeugung der Taktgeber sei, an den sich die Erneuerbaren anzupassen hätten. Allmählich setzt sich aber die Erkenntnis durch, dass sich die Gewichte verschieben und die mit Kohle oder Erdgas betriebenen Kraftwerke immer mehr in die Komplementärrolle des Ausgleichs der Residuallast rutschen.

Das Stichwort Flexibilität wird daher nicht nur die Vorträge über die Nachrüstung von Kohlekraftwerken oder über die Vorteile von verbrennungsmotorischen Kraftwerken bestimmen, sondern den roten Faden der Veranstaltung bilden.
 
Geforscht wird am Partner-Dampfkraftwerk
 
Ein Projekt, das der Suche nach der neuen Rolle der fossilen Stromerzeugung gewidmet ist, steht noch nicht auf dem Programm der Hamburger Konferenz: Das am 1. September 2013 gestartete Forschungsvorhaben „Partner-Dampfkraftwerk für die regenerative Stromerzeugung“ läuft noch bis Ende Februar 2015, sodass die Ergebnisse erst bei dem nächstjährigen Kraftwerkskongress präsentiert werden können, war von der beim VGB PowerTech angesiedelten Projektleitung zu erfahren.

In diesem für die Energiewende wichtigen Verbundvorhaben werden neue technische Konzepte zur Ertüchtigung von Bestandskraftwerken entwickelt, mit denen die schwankenden Stromeinspeisungen aus Wind- oder Photovoltaikanlagen noch besser ausgeregelt und damit die Versorgungssicherheit zuverlässig gewährleistet werden können. Dazu müssen die umgerüsteten Dampfkraftwerke auf Basis von Gas und Kohle auch bei extremen Mindestlasten einsetzbar sein und dabei höchstmögliche Wirkungsgrade, Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit erreichen.

Das Projekt mit einem Gesamtvolumen von 1,44 Mio. Euro wird vom Bundeswirtschafts- und vom Bundesforschungsministerium innerhalb des Forschungsprogramms Cooretec gefördert (siehe Kasten). Unter der Projektleitung der VGB PowerTech sind an dem Vorhaben die Kraftwerksbetreiber Eon, RWE, Steag und Vattenfall, die Kraftwerkshersteller Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe und Siemens sowie die wissenschaftlichen Einrichtungen Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), das Energiewirtschaftliche Institut an der Universität zu Köln (EWI) und der Lehrstuhl für Umweltverfahrenstechnik und Anlagentechnik der Universität Duisburg-Essen (LUAT) beteiligt.

Rhein Ruhr Power arbeitet am Kraftwerk der Zukunft

Das Partner-Dampfkraftwerk ist das erste Projekt des Vereins Rhein Ruhr Power (RRP), zu dem sich unter Federführung der EnergieAgentur.NRW führende Unternehmen und Forschungseinrichtungen im Bereich Kraftwerkstechnik zusammengeschlossen haben. Neben den am Projekt Partner-Dampfkraftwerk beteiligten Firmen und Organisationen sind unter anderen Kraftanlagen München, MAN Diesel & Turbo, SAG und SPX/Balcke-Dürr Mitglied, zuletzt sind die Alstom Power und die Babcock Borsig Steinmüller beigetreten.

Die Beteiligten streben gemeinsam an, das „Kraftwerk der Zukunft“ zu einem international marktprägenden Produkt mit den Kerneigenschaften Flexibilität, Effizienz und Umweltverträglichkeit zu entwickeln. Der Verein will damit einen wichtigen Beitrag für die Realisierung eines nachhaltigen und intelligenten Energieversorgungssystems leisten. Gleichzeitig dienen die Aktivitäten der Arbeitsplatzsicherung: Die langjährige intensive Kooperation der Rhein-Ruhr-Region im Technologiefeld Kraftwerkstechnik entlang der gesamten Wertschöpfungskette – Anlagenbau, Zulieferer, Ingenieurbüros, Betreiber, Service-Dienstleister, Wissenschaft – soll auch für die Zukunft intensiviert und gestärkt werden.
 

 
Forschung für die Energiewende
 
Der Ende Juli vorgelegte Bundesbericht Energieforschung 2014 führt im Kapitel Kraftwerkstechnik aus:
„Nachdem hinsichtlich Energieeinsparung und -effizienz im Bereich Kraftwerkstechnik und CCS-Technologien in der Vergangenheit Themen wie Wirkungsgrad, Zeitverfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit im Vordergrund standen, gewinnt im Zuge der Energiewende immer stärker die Frage nach der Flexibilität von Prozessen und Komponenten an Bedeutung. Hintergrund hierfür ist die steigende Anforderung der Stromversorgung an die fossil befeuerten Kraftwerke, die Residuallast zwischen Erzeugung aus erneuerbaren Energien und dem Verbrauch zeitgenau auszugleichen.

Im Jahr 2013 betrug der Mitteleinsatz zur Projektförderung der Kraftwerkstechnik und der CCS-Technologien insgesamt 23,75 Millionen Euro für 214 laufende Projektvorhaben. Es wurden 64 Neubewilligungen mit 24,7 Millionen Euro Fördermittelansatz realisiert. 2013 konnte eine Reihe von großen Verbundforschungsvorhaben erfolgreich abgeschlossen werden. Beispielhaft seien hier die Verbünde Adecos und Mem-Oxycoal genannt. Adecos befasste sich mit der Entwicklung der OxyFuel-Technologie auf Basis der kryostatischen Luftzerlegung, Mem-Oxycoal hatte als Entwicklungsschwerpunkt CO2-resistente Membranen zur Gewinnung von O2 für OxyFuel-Prozesse. Der Verbund Cooral, der sich dem Transport von CO2 widmete, wurde ebenfalls abgeschlossen und soll mit deutlich erweiterter Themenstellung unter dem Namen Cluster weitergeführt werden.

Mit dem Start des Programms Cooreflex Turbo im Jahr 2013 hat die Arbeitsgemeinschaft Turboarbeitsmaschinen (AG Turbo) eine neue Phase gestartet, die bis ins Jahr 2017 andauern wird. Auch hier wurde der Schwerpunkt Flexibilität (Brennstoff und Betrieb) verstärkt.

Der Start der Vorhaben im Kontext des Clean Energy Centers (CEC) brachte auch ein ganzes Vorhabenpaket auf den Weg, das sich schwerpunktmäßig mit flexiblen und trotzdem emissionsarmen Brennertechnologien beschäftigt, die insbesondere deutlich erweiterte Teillastbereiche ermöglichen sollen. Perspektivisch bündelt auch das so genannte Rhein-Ruhr-Power-Cluster Arbeiten, die im Zusammenhang mit hocheffizienten und flexiblen konventionellen Kraftwerken notwendig sind. Den Auftakt bildete das Verbundprojekt „Partner-Dampfkraftwerk“. Der Begriff des Partner-Dampfkraftwerkes will ausdrücken, dass langfristig erneuerbare Energiequellen und konventionelle Kraftwerkstechnik partnerschaftlich zu einer sicheren Versorgung beitragen müssen.
Auf der internationalen Ebene wurde 2013 die Beteiligung Deutschlands im Themenfeld Kraftwerkstechnologien und CCS weitergeführt. Dies geschah durch die Beteiligung und Mitwirkung in der IEA Working Party on Fossil Fuels, im IEA-Implementing Agreement Clean Coal Centre (CCC), in den Gremien und Task Forces der Zero Emission Platform (ZEP) der Europäischen Kommission sowie bei Aktivitäten im Rahmen des SET Planes und bilateraler Zusammenarbeit.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt im Rahmen des Sonderprogramms Geotechnologien Forschungsarbeiten zur Speicherung von Kohlendioxid im geologischen Untergrund. Diese sollen grundlegende Fragestellungen für eine sichere Lagerung des Klimagases klären. Die Arbeiten der aktuellen Förderphase konzentrieren sich dabei auf das Thema Langzeitsicherheit und die Entwicklung von Monitoringmethoden für die Betriebs- und Nachbetriebsphase eines CO2-Speichers. 2013 wurde das Verbundprojekt CO2MAN abgeschlossen. Dieses erprobte unter anderem die Speicherung von Kohlendioxid in einem tiefen Grundwasserleiter in Ketzin (Brandenburg). Das Anschlussprojekt Complete unterstützt ab 2014 den Verschluss des Speichers und die Nachbetriebsphase mit Mitteln des BMBF. Für die Forschung zur geologischen CO2-Speicherung stellte das BMBF im Jahr 2013 3,8 Millionen Euro im Rahmen des Energieforschungsprogrammes und weitere 3,5 Millionen Euro aus anderen Programmen zur Verfügung.“

 
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Donnerstag, 21.08.2014, 09:01 Uhr