Passwort vergessen?  | 
 |  Passwort vergessen?  | 
Suche
  • Login
  • Login

Donnerstag, 14. Dezember 2017

Kraftwerkstechnik

„Die Nachfrage zieht derzeit wieder an“

Von Stephan W. Eder | 4. Juli 2017 | Ausgabe 26

Harald Gretscher, Leiter Kraftwerksdesign bei Rolls-Royce/MTU, erläutert den Trend zu modularen Anlagen und die Digitalisierungsstrategie.

w - Interview Gretscher BU
Foto: Rolls-Royce Power Systems

Harald Gretscher: Der Leiter des Kraftwerksdesigns bei Rolls-Royce Power Systems wirbt für modulare Kraftwerke. Sowohl in puncto Effizienz wie Emissionsverhalten ergäben sich bei dem zukünftig geforderten flexiblen Betrieb Vorteile gegenüber klassischen Großkraftwerken.

VDI nachrichten: Herr Gretscher, im Kraftwerkssektor wird immer öfter von modularen Ansätzen gesprochen. Was versteht man darunter?

Harald Gretscher: Das Thema Modularisierung ist im Kraftwerksbau nichts Neues; die modulare Energieerzeugung hingegen ist ein relativ neuer Trend, der sich in einer deutlich höheren Flexibilisierung niederschlägt, die durch einen steigenden Anteil erneuerbarer Energien zunimmt.

Harald Gretscher

Der Vorteil ist, dass einzelne kleinere Einheiten zu- oder abgeschaltet werden können und die Energieerzeugung somit möglichst immer im Optimum betrieben werden kann. Größere Turbinen müssen dagegen öfter im Teillastbetrieb gefahren werden, wobei der Wirkungsgrad deutlich sinkt und auch das Emissionsverhalten oft nicht optimal ist.

In der Regel geht es um Gasmotoren. Warum?

Der Brennstoff Gas gewinnt an Interesse, zum einen weil er gut verfügbar ist, zum anderen durch Technologien wie LNG, die die Handhabung vereinfachen. So kann man Gas auch dort einsetzen, wo das bisher nicht so einfach war. Und Gas ist bezüglich der Emissionen umweltverträglicher als zum Beispiel Kohle.

Die Gasmotoren variieren von der Leistung von einigen Kilowatt bis 10 MW und größer. Mit ihnen lassen sich sehr schön gestaffelte Großkraftwerke darstellen, bis zu einigen Hundert Megawatt. In Südafrika gibt es etwa Projekte, bei denen Dutzende dieser Motoren zum Einsatz kommen können.

Was ist der Vorteil einer modularen Energieerzeugung auf Gasbasis?

Die Motoren kann man sehr gut mit alternativer Energieerzeugung zu sogenannten Hybridlösungen kombinieren, so dass man für den Kunden optimale Lösungen kraftstoffsparend und emissionsmindernd konfigurieren kann. Natürlich steht dabei für die Kunden immer das Thema der Kosten im Vordergrund.

Die Gasmotoren haben gegenüber Gasturbinen den klaren Vorteil, was den elektrischen Wirkungsgrad angeht. Motoren können im Simple-Cycle-Betrieb bis zu 50 % elektrischen Wirkungsgrad erreichen, bei hochmodernen Gasturbinen sind es nur 35 % bis 40 %. Gerade im Dauerstrombetrieb macht der Gasverbrauch den dominanten Teil der Betriebskosten aus, das schlägt sich natürlich auch im Wirkungsgrad entsprechend nieder.

Welche Chancen bieten modulare Konzepte im Kraftwerksbau?

Im Kraftwerksbau bietet die Modularisierung von Funktionsteilen durchaus Chancen zur Kostensenkung, gerade, was die Montage und Inbetriebnahme angeht, mit klar definierten Schnittstellen. Hier geht es um einen hohen Grad an Vorfertigung und Tests im Workshop; dadurch kann man die Zeiten auf den Baustellen, die in der Regel recht kostenintensiv sind, deutlich verkürzen.

Das sind ganz wichtige Aspekte, wenn es um kurzfristig verfügbare Energieerzeugung geht – gerade in Entwicklungsländern spielt das eine große Rolle. Die reine Montage- und Baustellenzeit ließe sich meines Erachtens in einzelnen Gewerken bei konsequenter Standardisierung und Modularisierung um bis zu einem Drittel verringern.

In Deutschland dominieren immer noch die typischen Großkraftwerke. Warum?

Zumindest in Deutschland haben wir nach wie vor viele konventionelle Kraftwerke. Ein Bestandskraftwerk ist hierzulande für einen Betreiber nach wie vor interessant.

 Am Ende des Tages spielen Investitions- und Betriebskosten eine entscheidende Rolle. Hierzu gehören auch Themen wie Fördermittel bei bestimmten Neuinvestitionen und die Möglichkeit, sich an verschiedenen Märkten wie den Regelenergiemärkten zu beteiligen. Dabei sind Großkraftwerke, beispielsweise bei der Minutenreserve, durchaus konkurrenzfähig.

Können Sie ein Beispiel nennen?

Vor circa sieben Jahren haben Betreiber noch geplant, mit Investitionen in Industriegasturbinen am Markt für Minutenreserve teilzunehmen. Damals hat sich das gut gerechnet. Bis die Turbinen allerdings in Betrieb genommen wurden, haben viele Großkraftwerke – auch Kernkraftwerke – ihre Steuerung so angepasst, dass sie auch in gewissen Grenzen innerhalb von 15 min Laständerungen nachfahren können, so dass dieses Betriebsmodell nicht mehr ganz so erfolgreich war. Interessant ist für die Gasmotoren in Deutschland gerade die Sekundärregelenergie, die 5-min-Reserve, wo durch schnelles An- und Abfahren dieser Markt bedient werden kann. Ein Bespiel sind die Stadtwerke Kiel, die ein älteres Steinkohlekraftwerk durch eine modulare Anlage mit 20 Motoren ersetzen.

Modulare Energieerzeugung ist in anderen Ländern schon länger ein Thema. Warum hat es in Deutschland so lange gebraucht, bis man ernsthaft darüber nachdenkt?

Bis vor einigen Jahren war der Markt in Deutschland noch stark geprägt von der klassischen Stromerzeugung auf Basis einer kontinuierlichen Bereitstellung. In den letzten fünf bis zehn Jahren war es für viele Stromerzeuger einfach noch nicht vorstellbar, dass die regenerativen Energieträger so einen starken Stellenwert erreichen, wie sie ihn heute haben, und dies auch relativ zuverlässig. Dies betrifft die großen Erzeuger.

Das hat zu einem gewissen Paradigmenwechsel geführt, weil man gemerkt hat, die bestehenden Anlagen können die Flexibilität, die der Markt durch erneuerbare Energien zum einen fordert, die zum anderen auch Chancen bietet, nur bedingt abfahren. Damit gewinnen natürlich flexible, kleinere und auch dezentrale Einheiten deutlich an Attraktivität, weil sie auf die Anforderungen wesentlich schneller reagieren können.

Wer aber in den letzten Jahren sein Geld in größere Gaskraftwerke investierte, hat heute nicht mehr unbedingt Mittel, um neu in modulare Erzeugungseinheiten zu investieren. Wer sind die Kunden für die modularen Kraftwerke in Deutschland?

Es sind Kunden, die ältere konventionelle Kraftwerke haben, zum Beispiel auf Steinkohlebasis; es sind Kunden, die eine generelle Modernisierung ins Auge fassen, weil das nach wie vor gefördert wird, wie die Stadtwerke Kiel. Oder es sind Kunden, die ganz bewusst in den Markt der Hybridlösungen hineininvestieren wollen: Dort kombinieren sie dann die Motorenkraftwerke mit erneuerbaren Energien und Energiespeicherlösungen.

Wie sieht derzeit die Nachfrage in Europa nach Motorenkraftwerken aus?

In Europa können wir sehen, dass die Nachfrage derzeit wieder anzieht. Was allerdings im Vergleich deutlich signifikanter ist, ist die Nachfrage aus dem asiatischen Bereich und dem Nahen Osten.

Welche Trends bestimmen derzeit die Entwicklung in der Motorentechnik?

Wir sind zuerst immer bestrebt, den elektrischen Wirkungsgrad zu erhöhen, weil dies direkt in die Brennstoffkosten einfließt. Dann beschäftigen wir uns mit der Modularisierung der Produktion und der Produkte.

Dies betrifft zum Beispiel die Montageeinheiten mit einem möglichst hohen Grad an Vorfertigung, die dann leicht und schnell eingesetzt und vorab getestet werden können. Wir streben eine möglichst hohe Zahl an Gleichteilen an, um die Kosten zu senken.

Was macht Rolls-Royce Power Systems beziehungsweise MTU Onsite Energy im Bereich Digitalisierung von Produkten und Produktion?

Wir investieren derzeit gezielt in die Entwicklung digitaler Technologien, zum Beispiel kundenorientierter digitaler Anwendungen wie Service-Apps und von Cloud-Lösungen. Mithilfe der Digitalisierung unserer Antriebssysteme wollen wir die Wartungskosten und den Rohstoffverbrauch unserer Motoren so gering wie möglich halten und unseren Kunden dabei die gewohnt verlässliche Qualität bieten. Das gelingt uns, indem unsere Motoren denken lernen und selbst erkennen, wann sie ein Ersatzteil brauchen oder ein Service notwendig ist. Sie optimieren zudem ihren Kraftstoffverbrauch automatisch und können auch dadurch die Betriebskosten signifikant senken.

Kommen bei den immer volatiler werdenden Einspeisekurven auf Dauer nicht auch Motoren an ihre Grenzen? Wie beeinflusst das ihre Lebensdauer?

Diese Frage kommt auch immer wieder von unseren Kunden. Was wir bisher wissen und wie die aktuellen Anforderungen der Märkte sind, haben diese häufigeren Start-und-Stopp-Phasen aus unserer Sicht im Allgemeinen keinen Einfluss auf die bestehenden Wartungspläne.

Je digitalisierter und vernetzter die Anlagen sind, desto besser sind in Zukunft dazu auch unsere Daten, die wir auswerten können. Dann können wir frühzeitig handeln, ohne dass der Kunde in ein Problem hineinläuft.

Wie treibt Rolls-Royce Power Systems in den nächsten Jahren die Digitalisierung voran?

Seit dem 1. April sind die Aktivitäten im Bereich Digitalisierung in einer eigenen Abteilung zusammengeführt, die konzernübergreifend das Thema Digitalisierung weiter vorantreibt.

stellenangebote

mehr