CONTRACTING

Strom- und Dampflieferung aus einer Gasturbinenanlage

Kraft-Wärme-Kopplung für KartonagenEnergie bezahlt die Kartonagenfabrik Krönig in Viersen nach Menge, denn das Kraftwerk vor Ort wird von einem Contractor betrieben. Moderne Technik ermöglicht Gewinne für beide Geschäftspartner - und dank des hohen Brennstoffnutzungsgrads auch für die Umwelt.

20. April 2001

Das Kartonwerk Krönig in Viersen betreibt zwei Papiermaschinen mit einer Produktionsleistung von jeweils 5 t/h. Der spezifische Energiebedarf pro Tonne Produkt beträgt 269 kWh Strom und 1,7 t Dampf. Die Analyse von Verbrauchsdaten vergangener Jahre ergab, dass die Papierfabrik an über 300 Tagen im Jahr etwa 17 t/h Dampf benötigte. Der mittlere elektrische Anschlusswert betrug 3 MW. Daraus resultiert ein rechnerischer Jahresbedarf von etwa 22.440 MWh Strom und 125.000 t Dampf.

Dieser Verbrauch könnte in Zukunft steigen, denn das Kartonagenwerk am Niederrhein hat die Erweiterung ihrer Produktion in Betracht gezogen. Der Gesamtdampfbedarf würde mit Inbetriebnahme einer neuen Papiermaschine auf 30 t/h steigen, der Strombedarf stiege auf 4,7 MW.

Bis vor kurzem erzeugte das Kartonwerk den Dampf mit einem gasbefeuerten Dampfkessel (17 t/h) und einem ebenfalls gasbetriebenen Schnelldampferzeuger (1,5 t/h). Die bisherige Ausrüstung des werkseigenen Kraftwerks entsprach jedoch nicht mehr dem Stand der Technik - der 17-Tonnen-Kessel wurde vor über 30 Jahren errichtet - und würde einem steigenden Bedarf ohnehin nicht gerecht. Deswegen waren Investitionen in die Energieversorgung unumgänglich.

Dass große Mengen von Strom und Dampf immer gleichzeitig benötigt werden - die Papierproduktion läuft in Dreischichtbetrieb -, ist eine ideale Voraussetzung für den Betrieb einer Gasturbinenanlage und eines Abhitzekessels in Kraft-Wärme-Kopplung. Allerdings wollte das Papierwerk nicht selbst in die Anlagen investieren und sah sich nach Alternativen um. Eine Möglichkeit bot das Contracting: Papierfabrik Krönig hat zur Sicherung ihrer Energieversorgung mit der Harpen Energie Contracting GmbH (HEC) einen zehnjährigen Liefervertrag abgeschlossen. HEC übernimmt in diesem Zeitraum die Lieferung der Nutzenergien und investiert in moderne Anlagentechnik, dazu übernimmt der Energiedienstleister den Betrieb der Anlage.

HEC hat die Energiezentrale stark modernisiert. Heute besteht die Anlage im Wesentlichen aus einer Gasturbine, einem Abhitzekessel sowie einem Reservekessel. Die Gasturbine - eine Solar Centaur H - wurde HEC Ende 1998 gebraucht angeboten. Ihre Leistungsdaten passen gut zu dem Bedarf der Kartonagenfabrik, denn sie deckt mit einer Nennleistung von 3,8 MWel den Strombedarf des Werks. Der Turbine nachgeschaltet ist ein Abhitzekessel, der aus den heißen Turbinenabgasen 10 t/h Dampf produziert. Mit einer Zusatzfeuerung kann die Dampfmenge auf 22 t/h erhöht werden. Die Zusatzfeuerung des Abhitzekessels nutzt im Abhitzebetrieb ausschließlich den Restsauerstoffgehalt des Gasturbinenabgases zur Verbrennung.

Als Regelbrennstoff kommt Erdgas zum Einsatz. Der Betrieb der Kraft-Wärme-Kopplung erlaubt einen gegenüber früher deutlich besseren Brennstoffnutzungsgrad von rund 80 %. Da die Versorgung im Rahmen eines abschaltbaren Gasvertrages erfolgt, wird in Abschaltzeiten das Erdgas durch Heizöl EL ersetzt.

Für den Anfahr- und für den Fall eines Kesselschadens ist ein Bypass zum Umfahren des Abhitzekessels installiert. Rauchgasklappen lenken den Abgasstrom am Abhitzekessel vorbei direkt in den Schornstein. Für die Absicherung der Produktion bei Ausfall der Gasturbine und zum Versorgen einer eventuellen zusätzlichen Papiermaschine mit Dampf wurde der Reservekessel aufgestellt. Optional könnte er nach Inbetriebnahme der dritten Papiermaschine auch als Spitzenlastkessel betrieben werden. Insgesamt können mit dieser Ausrüstung 3,8 MW Strom und bis zu 44 t/h Dampf erzeugt werden.

Ein auf dem Werksgelände vorhandenes, ungenutztes Gebäude wurde im Rahmen des Projektes von Harpen Energie Contracting gepachtet und saniert. Nun sind der Speisewasserbehälter und elektrische Schaltanlagen darin untergebracht. Gasturbine und Kessel haben in einem neuen Anbau ihren Platz.

Die Bedienung der Anlage vor Ort geschieht durch geschultes und im Umgang mit Dampfkesseln erfahrenes Personal des Kartonwerks. Dies wird auch dadurch notwendig weil die Energieproduktion immer nach den Anforderungen des Kartonwerks geregelt werden muss. Bei Störungen in der Papierproduktion, wie einem Papierabriss, fährt die Turbine automatisch herunter. Neben der Bedienung der Anlage nehmen die Mitarbeiter auch tägliche Kontrollgänge vor. Darüber hinaus wird die Anlage fernüberwacht. Dazu wird die Anlage auf die Zentrale Warte der Harpen Energie Contracting in Dortmund aufgeschaltet. Zur Anlagenüberwachung werden zwei getrennt voneinander arbeitende Störmeldesysteme eingesetzt.

Das Kartonwerk hat durch das Contracting folgende Vorteile:

Für den Aufbau einer neuen Energieversorgung, die kurzfristig wegen des Zustandes der vorhandenen Dampfkessel sowie wegen der eventuellen Erweiterung der Papierproduktion ohnehin unumgänglich war, wird kein Kapital des Kunden gebunden. Das Investitionsrisiko liegt beim Contractor. Die Kosten für die Sanierung und Instandhaltung eines Betriebsgebäudes sind ebenfalls in das Contracting mit eingeflossen, und auch das Betreiberrisiko liegt beim Contractor.

Durch die Nutzung eines vorhandenen Gebäudes konnte der Flächenbedarf gering gehalten werden. Nach Ablauf der Vertragsdauer hat der Kunde das Wahlrecht ob er wie vorgesehen die Energieversorgungsanlage übernimmt, oder zu neuen Konditionen eine Vertragsverlängerung mit Harpen Energie Contracting abschließt.

Vorbereitungen für die neue Energiezentrale der Kartonfabrik Krönig: Mit einer gebraucht gekauften Gasturbine und neuen Kesseln ist das Werk gut gerüstet auch für künftige Anforderungen.

Erschienen in Ausgabe: 04/2001