Energy Valley gibt Gas

Spezial Erdgas

Kraftwerke - Thema auf einem Symposium des TÜV Nord in Lingen war die flexible Stromerzeugung. Im Mittelpunkt standen dabei auch GuD-Anlagen.

18. November 2010

Ganz neu ist ein 887-MW-GuD-Block, der in diesem Jahr ans Netz gegangen ist. Dieser neue Block D besteht aus zwei Gasturbinen GT26 von Alstom, deren Abgase jeweils über einen Abhitzekessel geführt werden. Eine gemeinsame Dampfturbine nutzt den dabei erzeugten Dampf. Dazu ließen die Betreiber auch einen neuen Kühlturm errichten.

Ebenfalls zum Kraftwerk gehört eine Erdgas-Optimierungsleitung. Diese mittelgroßen Systeme sind zunächst für den Ausgleich von Bedarfsschwankungen konzipiert: Sie sind in der Lage, hohe Aus- und Einspeiseleistungen zu realisieren und werden deshalb vor allem zur Deckung von täglichen Abnahmespitzen verwendet. Aufgrund ihres eher geringen Volumens – im Normalfall weniger als 1Mio.m3 – sind sie für den Ausgleich von saisonalen Schwankungen nur bedingt geeignet.

Flexibler mit neuen Gasturbinen

Erdgas-Optimierungsleitungen befinden sich in rund 2m Tiefe. Sie bestehen aus Stahlröhren mit bis zu 1,5m Durchmesser, die parallel-mäanderförmig in geringer Tiefe verlegt werden. So kann auf kleinem Raum eine Gesamtlänge der Stahlröhren von 15km erreicht werden. Der Betriebsdruck der Anlage liegt zwischen 50 und 100bar.

In Lingen reicht die Kapazität von rund 900.000m3 aus, um das Kraftwerk für sechs Stunden mit Volllast zu betreiben. Das ist dann vorteilhaft, wenn vorübergehende Lastschwankungen im Stromnetz ausgeglichen werden müssen.

Um den normalen Betrieb mit Erdgas zu gewährleisten, profitiert das Kraftwerk Emsland von seiner optimalen Anbindung an das Ferngasnetz. In Lingen kann RWE Power den Brennstoff aus fünf verschiedenen Versorgungsnetzen beziehen.

Am Standort sollen bis Mitte nächsten Jahres beide Gasturbinen der älteren Kraftwerksblöcke aus den Jahren 1974/75 durch vier neue Modelle des Typs Rolls-Royce Trent60 ersetzt werden, um die Flexibilität bei der Stromerzeugung zu erhöhen. Der Energieversorger will mit diesem 200-Millionen-Investment den Standort im Emsland noch weiter stärken.

Der Erfolg: Bei gleicher Stromproduktion reduziert sich der CO2-Ausstoß um rund 45.000t jährlich. Mit anderen Worten: Der maximale Wirkungsgrad des Gaskraftwerks kann von bisher 41 auf 46Prozent gesteigert werden. Die Vorteile der Rolls-Royce-Turbinen liegen nach Herstellerangaben in der schnellen Verfügbarkeit. Es soll rund zehn Minuten dauern, bis die neuen Gasturbinen volle Leistung erreichen.

Weitere wichtige Einrichtungen für eine umweltschonende Energieerzeugung befinden sich in der unmittelbaren Nachbarschaft der RWE-Kraftwerke. Dazu zählen große Erdgasspeicher und ein Raffineriestandort der BP, der zur Deckung seines Energiebedarfs ein eigenes Industriekraftwerk als KWK-Anlage betreibt.

Das Kraftwerk ist in der Lage, pro Stunde rund 140t Dampf für den Raffineriebetrieb zur Verfügung zu stellen. Die Stromerzeugungskapazität beträgt rund 50MW. Das reicht aus, um den eigenen Strombedarf zu decken und darüber hinaus jährlich rund 144GWh ins öffentliche Netz einzuspeisen.

Der Nutzungsgrad der KWK-Anlage beträgt rund 85%. Christian Thiel von BP: »Durch die Minimierung von Zusatzdampferzeugung sowie durch eine konsequente Wärmerückgewinnung gehört der BP-Standort Lingen zu den energieeffizientesten Raffinerien in Europa.«

Ebenfalls in Lingen hat die GDF Suez Deutschland ihren Sitz. Von hier aus wird die Gas-Exploration in Deutschland gesteuert.

Das hört sich vermessen an, aber immerhin sind es jährlich rund 16Mrd.m3 Erdgas, die aus inländischen Quellen stammen. Auf die GDF Suez E&P Deutschland entfielen davon im Jahre 2008 ungefähr 10%. Die Lagerstätten befinden sich hauptsächlich in den geologischen Formationen des Zechsteins und des Rotliegenden in Tiefen von 3.000 bis 5.000m.

Um viele Lagerstätten in Deutschland überhaupt in Betrieb nehmen zu können, ist der Einsatz neuester technischer Verfahren nötig. Die GDF-Suez-Experten gehen davon aus, dass hier die größten noch unerschlossenen Erdgaspotenziale als sogenanntes Tight-Gas in sehr dichtem Gestein liegen. Allerdings erfordert die Förderung dieses Gases großes Know-how und die Anwendung modernster Technologien.

Zu den technologischen Vorreitern gehört das Unternehmen auch, wenn es darum geht, die Förderung aus älteren, weitgehend erschöpften Lagerstätten zu optimieren, wie zum Beispiel bei einem geplanten Forschungsprojekt über Enhanced Gas Recovery in der Altmark. Um diese Lagerstätten zu erschließen sind umfangreiche seismische Untersuchungen notwendig.

Auch fördert das Unternehmen seit Jahren erfolgreich Erdgas in Ostfriesland. Dort ist es gemeinsam mit dem Konsortialpartner Wintershall Holding bei Explorations- und Produktionstätigkeiten aktiv. Seit Ende Februar 2009 wird von GDF Suez in Norddeutschland unter Aufsicht des Niedersächsischen Landesamtes für Bergbau, Energie und Geologie Erdgas gefördert.

Genügend Gründe also für den TÜV Nord sein Kraftwerkssymposium des Jahres 2010 zum Thema Energieeffizienz und flexible Stromerzeugung am traditionsreichen Standort Lingen zu veranstalten. Gemeinsam mit dem diesjährigen Kooperationspartner RWE Power wurde Ende Oktober das Symposium in Halle IV, einem geschützten Denkmal aus dem vorletzten Jahrhundert durchgeführt.

Mehr als 100 Manager aus der Energiewirtschaft und Aufsichtsbehörden nutzten die Veranstaltung um aktuelle technische Trends im Kraftwerkswesen zu diskutieren. Auch konnten sie von politischer Seite Denkanstöße entgegennehmen, die zum Beispiel der niedersächsische Minister für Umwelt und Klimaschutz Hans-Heinrich Sander in seinem Statement vortrug. »Die Erwartun-gen an die erneuerbaren Energien sind groß. Trotz aller Fortschritte wird der Anteil fossiler Energieträger und Kernkraft in den kommenden Jahren aber immer noch bei 70 Prozent liegen. Darauf sind wir vorbereitet. Lingen und der gesamte Landkreis Emsland spielen dabei eine hervorragende Rolle.«

Ginge es nach den Kaufleuten in den Energieversorgungsunternehmen, dürften Kraftwerke überhaupt nicht ausfallen und obendrein beim Entwurf und Bau sowie beim Betrieb nur durch niedrigste Kosten auffallen. In diesem Zusammenhang sagte Dr. Gerhard Dreier, Branchenmanager Kraftwerkstechnik der TÜV Nord Systems: »Leistungsfähige Kraftwerke sind der Garant für die durchgängige Versorgungssicherheit in Deutschland. Eine unterbrechungsfreie Stromversorgung ist nur gewährleistet, wenn man bei Planung, Bau und Betrieb von Kraftwerken einen angemessenen Aufwand für Qualität betreibt.«

Bauteile lebenslang prüfen

Damit trotz aller Kompromisse beim Bau von Kraftwerken die Sicherheit von Menschen und Anlagen nicht auf der Strecke bleibt ist es gut, dass es eine Aufsicht mit Kompetenz gibt. Ein solcher Aufseher ist die TÜV Nord Gruppe. Mit über 10.000 Mitarbeitern ist das Unternehmen einer der größten technischen Dienstleister in Deutschland.

Als zugelassene Überwachungsstelle (ZÜS) bietet es bundesweit seine Prüfdienstleistungen auch auf dem Sektor Energieerzeugung und -speicherung sowie Prozessindustrie an. Es ist nach eigenen Angaben deutschlandweit marktführender Betreuer von Kraftwerks- und Gasspeicheranlagen.

Die Experten sind mit fortschrittlichen Techniken und Prüfmethoden zur Stelle, wenn es darum geht, Prüfungen vor Inbetriebnahme sowie wiederkehrende Prüfungen an Dampfkessel- und Druckbehälteranlagen und Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen durchzuführen.

So liefert Dr. Michael Schuknecht, Leiter der Abteilung Kraftwerke bei TÜV Nord auf dem Symposium einen aktuellen Erfahrungsbericht über die Prüfung vor Inbetriebnahme der neuen GuD-Anlage Lingen und weist dabei auf die Bedeutung frühzeitiger Regelwerksabstimmungen sowie einer abgesicherten Lebensdauerüberwachung kritischer Bauteile hin.

Kessel als häufige Fehlerquelle

Wie Dr. Stefan Koch, Leiter des Instituts für Materialprüfung beim gleichen Unternehmen während des Symposiums berichtet, gibt es im Kraftwerksbereich zahlreiche Ursachen für Betriebsunterbrechungen. Obwohl sein Unternehmen schon in der Planungs- und Bauphase den Bauherren mit Rat und Tat zur Seite steht und auch mit seiner Prüfkompetenz schon ganz früh Fehlerquellen erkennt und gleich beseitigt, können Fehler nicht immer vermieden werden.

Doch wer weiß, wo Fehler auftreten können, kann auch frühzeitig gegensteuern. Obwohl sich Stefan Koch in seinem Vortrag auf werkstoffbedingte Schäden in der Kraftwerkstechnik beschränkte, war es doch erstaunlich, welche Fehlermöglichkeiten bestehen, um ein sehr teures Kraftwerk ungewollt stillzulegen.

Als häufigste Fehlerquelle mit einer Ausfallquote von 47 bis 70% nennt er den Kesselbereich. Diese Zahlen führt er an im Vergleich mit Turbine und Generator. Aber auch nicht vermutete Bereiche wie Stahlbau und sogar das Mauerwerk sind nach den Erfahrungen seiner Ingenieure von Werkstoff-Fehlern nicht verschont geblieben. Deshalb ist eine seiner ersten Forderungen, dass das Qualitätsbewusstsein der Bauherren schon sehr früh geschärft werden sollte. Eine hohe Qualität der ausgewählten Werkstoffe und des Herstellprozesses trügen langfristig zu Kosteneinsparungen bei.

Das Kraftwerkssymposium von TÜV Nord hat eindrucksvoll gezeigt, dass der Begriff ›Energy Valley‹ nicht unbegründet ist. Die Region ist aus Sicht des Energieversorgers RWE zu einem Energiezentrum geworden. »Hier stimmt einfach die Chemie«, sagte RWE-Chef Jürgen Großmann schon im Frühjahr dieses Jahres, als er das neue GuD-Kraftwerk in Betrieb nahm. Bei dieser Gelegenheit plädierte er sogar für eine neues KfZ-Zeichen für Lingen. Statt EL für »Entwicklungsland« sollte es besser RMZ für »Region mit Zukunft« sein – eine Bemerkung, die während der Veranstaltung in Lingen immer wieder zitiert wurde.

Hans-Ulrich Tschätsch

Erschienen in Ausgabe: 9-10/2010