Sichere und nachaltige Energieversorgung 2009


Netzregelverbund – Koordinierter Einsatz von Sekundärregelleistung –
Dipl.-Ing. Pavel Zolotarev, Dipl.-Ing. Michael Treuer, Dr.-Ing. Tobias Weißbach, Dipl.-Ing. Melchior Gökeler
Die Mehrzahl der kontinental-europäischen Transportnetze ist zum europäischen Verbundnetz, der Union for cooperation and transmission of electricity (UCTE), zusammengeschlossen. Hieraus ergibt sich eine horizontale Gliederung des Verbundnetzes in einzelne Regelzonen.
Netzstabilität und Verfügbarkeit von Kraftwerken
Dipl.-Ing. Johannes Kempmann
Die Städtischen Werke Magdeburg GmbH (SWM) sind ein klassisches Querverbundunternehmen mit den Sparten Strom, Gas, Wasser, Nah- und Fernwärme sowie der Betriebsführung des Abwassersystems und zahlreichen Beteiligungsunternehmen.
Abschätzung der Möglichkeiten und Grenzen zur Mitverbrennung biogener Brennstoffe in einem Steinkohlekessel
Benjamin Kreutzkam, Dipl.-Ing. Christoph Wieland, Gundula Balan, Stephan Gleis, Prof. Dr.-Ing. Hartmut Spliethoff
Die Mitverbrennung von biogenen Brennstoffen in einer Kohlefeuerung stellt im Gegensatz zu einer reinen Biomassefeuerung eine Möglichkeit dar, den CO2- Ausstoß dieses Kessels zu verringern, aber trotzdem den hohen elektrischen Wirkungsgrad zu behalten. Im Rahmen einer Studie werden dazu die betriebsbedingten Änderungen für die Zufeuerung von Stroh oder Holz im Block 2 des Heizkraftwerks (HKW) München Nord untersucht und dabei die Grenzen für die Mitverbrennung aus betriebstechnischer Hinsicht und im Bezug auf die Nutzbarkeit der Reststoffe bestimmt.
Einsatz ausgewählter Abfälle zur stofflichen und energetischen Verwertung
Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. Karl J. Thomé-Kozmiensky
Die Abfallwirtschaft hat sich seit dem ersten Abfallgesetz von 1986 systematisch von der Entsorgungswirtschaft zu einer Mittlerposition zwischen Entsorgung und Versorgung entwickelt; das betrifft die Bereiche Rohstoffe und Energie. Begünstigt wird diese Position durch die Zwangssituation des notwendigen sicheren – d.h. auch hygienischen, umwelt- und klimaschonenden – Umgangs mit Abfällen einerseits und durch das in den Abfällen enthaltene Ressourcenpotential andererseits.
Grenzwerte bei Kraftwerksanlagen
Prof. Dr. rer. nat. habil Uwe Lahl
Die Branche mochte sie anfänglich gar nicht, die Emissionsgrenzwerte. In der Erinnerung kann man es sich kaum noch vorstellen, dass einmal wegen eines Grenzwertes einer Kraftwerksanlage ein gesamter Bundestag seinen Sommerurlaub unterbrechen musste. Heute sind einheitliche Grenzwerte bei Kraftwerksanlagen in Deutschland eine Erfolgsgeschichte und niemand möchte sie missen. Die letzte Nachjustierung der 13. BImSchV ist aus dem Jahr 2004. Wie wird es weitergehen, was steht an?
Energetische Nutzung von Biomasse
Dr.-Ing. Stefan Vodegel, Dipl.-Ing. agr. Judith Beck, Nils Rettenmaier
Biomasse als nachwachsender Rohstoff bietet die Chance, einen Beitrag zu einer sicheren und nachhaltigen Energieversorgung zu leisten. Dabei ist zu unterscheiden zwischen feucht geerntetem Halmgut, welches siliert und bei Bedarf entnommen wird, und trocken anfallendem Material wie Stroh, welches nach einer Formgebung lagerfähig ist.
Greenfield versus Brownfield – Einflüsse auf die Projektentwicklung und Errichtung von neuen Kraftwerksanlagen –
Jens Reich, Reiner Günther, Jürgen Marquard, Andreas Dennewitz, Wolfgang Benesch
Die Wahl des Standortes für neue Kraftwerke wird auch weiterhin von der Bewertung der Randbedingungen auf der Grünen Wiese (Greenfield) und an bestehenden Kraftwerksstandorten (Brownfield) abhängig gemacht. Dabei werden häufig einseitig positive Erwartungen bei Brownfield-Projekten geweckt, die unter realistischer Betrachtung relativiert werden müssen.
Syngas aus Biomasse – Flugstromvergasung und Gasreinigung
Prof. Dr.-Ing. Helmut Seifert, Prof. Dr.-Ing. Thomas Kolb, Dipl.-Ing. Hans Leibold
Aus Gründen des Klimaschutzes wird von der Politik verstärkt der Einsatz erneuerbarer Energien gefordert und gefördert, um eine CO2-Minderung zu erreichen. In Deutschland ist der Anteil erneuerbarer Energien am gesamten Endenergieverbrauch (Strom, Wärme, Kraftstoffe) in den vergangenen zehn Jahren um das Dreifache auf etwa 10 % angestiegen [1], wobei nach Zielen der Bundesregierung bis 2020 dieser Anteil auf 18 % gesteigert werden soll. Bereits heute wird durch den Einsatz aller erneuerbaren Energien eine CO2-Minderung von etwa 117 Mio. t/a erreicht.
Marktstrukturen und Strategien der Energiewirtschaft
Roger Kohlmann
Die globalen Finanzmärkte sind aus den Fugen geraten, die Perspektiven für die Weltwirtschaft verschlechtern sich in Folge, und es herrscht große Unsicherheit, wie sich diese zentralen Entwicklungen auf die künftige Energieversorgung auswirken werden.
Strategien zu einer stabilen und nachhaltigen Energieversorgung
Tuomo Hatakka
Wenn in Europa, in Amerika oder in anderen industrialisierten Ländern auf der Welt von Energieversorgung gesprochen wird, dann geht es – wenn nicht gerade eine Ölkrise droht – zumeist um Elektrizität und damit um eine Voraussetzung für unser aller Alltagsleben: Sei es das warme Bad nach einem anstrengenden Arbeitstag, sei es das elektrische Licht, das zumindest in unseren Breiten so etwas wie eine Selbstverständlichkeit ist, sei es die Verfügbarkeit von Strom, der Maschinen antreibt, den Computer, den Fernsehapparat, die Stereo-Anlage, der vieles im täglichen Leben erheblich vereinfacht und aus modernen Gesellschaften nicht mehr wegzudenken ist.
Auswirkungen der globalen Finanz- und Wirtschaftskrise auf den Kraftwerksanlagenbau
Oliver Bitter, Uwe Lenk, Ireneusz Pyc
Aus der amerikanischen Immobilienkrise wurde eine weltweite Finanzkrise. Banken haben Verluste in Milliardenhöhe und bitten um staatliche Hilfe. Unternehmen benötigen Bürgschaften vom Staat. Auch manchem Staat droht der Bankrott. Der globale Wirtschaftsabschwung führt zum verminderten Energie- und Stromverbrauch. Nun stellt sich die Frage, welche Auswirkungen hat die globale Finanz- und Wirtschaftskrise auf den Kraftwerksanlagenbau. Ab wann wird in der nachfolgenden wirtschaftlichen Erholungsphase der Stromverbrauch wieder steigen? Gelingt es, mit Hilfe von Erfahrung und der Analyse der Vergangenheit aus der Gegenwart in die Zukunft zu sehen?
Carbon Capture and Storage (CCS)
Dr. Mathias Hellriegel LL.M.
Als zentrale Ursache für den Klimawandel und die damit zusammenhängende Erderwärmung gilt der CO2-Ausstoß in die Atmosphäre. In vielen Analysen und Klimaschutzprogrammen wird seit geraumer Zeit diskutiert, zur Erreichung ambitionierter Klimaschutzziele das bei der Verbrennung der fossilen Energieträger Kohle, Erdöl und Erdgas anfallende CO2 abzuscheiden und an geeigneten Orten dauerhaft einzulagern, statt es wie bisher in die Atmosphäre abzuführen.
Wasserstoffverbrennung in hocheffizienten Gasturbinen für Vergasungsverfahren mit Kohlendioxid-Abtrennung (CCS)
Dipl.-Ing. Marcus Scholz, Dr. techn. Klaus Payrhuber
Es ist in mehreren internationalen Studien belegt worden, dass sich die Kohlevergasung – als Alternative zur Kohleverbrennung – zur kommerziellen Reife entwickelt hat und insbesondere für die Einbindung von CO2-Abscheidungsmaßnahmen beste Voraussetzungen bietet – was dagegen auf die traditionelle Kohleverbrennung mit nachträglicher Abgasreinigung mit derzeitig verfügbaren Technologien nicht zutrifft.
Substitute Natural Gas aus Kohle
Dr.-Ing. habil. Jürgen Karl, Dipl.-Ing. Christoph Baumhakl, Dipl.-Ing. Thomas Kienberger
Die Erzeugung von brennbaren Gasen aus Kohle hat eine lange Tradition. Bereits mit Beginn des 19. Jahrhunderts wurden ersten Gasnetze aufgebaut, als in vielen europäischen und nordamerikanischen Städten Gaslaternen zur Beleuchtung öffentlicher Plätze und Straßen aufkamen. Relativ rasch verbreitete sich dann auch der Einsatz von Stadtgas in Fabriken und Privathaushalten, in denen Gas vorerst nur zur Beleuchtung, aber bald auch zu Koch- und Heizzwecken verwendet wurde. Bereits 1812 entstand das erste kommerzielle Gaswerk in London [1]. Da der in der Kohle enthaltene Kohlenstoff nur zu geringen Teilen in Gas umgesetzt werden konnte, hatte das entstandene Produktgas geringe Kohlenmonoxidkonzentrationen von 3 bis 8 %; Hauptbestandteile waren Methan und Wasserstoff.
Patnów 460 MW, erstes überkritisches Braunkohlenkraftwerk in Polen
Dipl-Ing. Hellmuth Brüggemann, Dipl.-Ing. Michael Weisenburger, Dr. Georg-Nikolaus Stamatelopoulos
Die Anlage Patnów ist mit einem Betriebsdruck von 266 bar und einer Heißdampf-/ Zwischenüberhitzer-Austrittstemperatur von 544 °C/568 °C das erste überkritische Braunkohlenkraftwerk in Polen.
Abwärmenutzung von Speisepumpenaggregaten in Kohlekraftwerken großer Leistung
M. Sc. Dipl.-Ing. (BA) Timm Schneider, Dipl.-Ing. Stefan Schäfer, Dipl.-Ing. (BA) Wolfgang Sautter, Dipl.-Ing. (FH) Rolf Glasbrenner
Rohstoffverknappung, unsichere Märkte, schwankende Preise und steigender Wettbewerb sind nur einige der Gründe, warum Wissenschaft und Technik ständig bestrebt sind, Prozesse zu optimieren und einzelne Komponenten weiter zu verbessern. Ganz besonders gilt dies für eines der wichtigsten Güter der Menschheit, der Energie. Kraftwerke werden in der heutigen Zeit nach den höchsten technischen Standards errichtet. Die vorliegende Untersuchung bezieht sich auf das Energierückgewinnungspotential bei Speisepumpenaggregaten in konventionellen Steinkohlekraftwerken. Dabei wurde ein konkretes Kraftwerksbeispiel näher untersucht. Die nachfolgend genannten Werte für z.B. Temperatur, Ölmengen oder Wärmeleistungen beziehen sich auf dieses Praxisbeispiel.
Sprengreinigung in Kessel- und Industrieanlagen
Dipl.-Ing. Peter Schlossarek, Dipl.-Ing. Frank-Holm Nowotnick
Die Buchen KraftwerkService GmbH bietet als Spezialunternehmen für konventionelle Kraftwerke, thermische Abfallverwertungsanlagen sowie industrielle Verbrennungs- und Prozessdampferzeugungsanlagen umfassende Serviceleistungen sowie die Sprengreinigung an.
Nachhaltige Glasproduktion durch Wärmerückgewinnung aus den heißen Abgasen mit einem Abhitzekessel
Dr. Florian Pfab, Prof. Dr.-Ing. Bernd U. Sankol
Die viel diskutierten klimatischen Veränderungen sowie die aktuelle Weltwirtschaftskrise verdeutlichen das globale Bedürfnis nach einem umwelt- und ressourcenschonenden Umgang mit fossilen Brennstoffen. Dies gilt für die Energieerzeugung, aber auch für die Nutzung konventioneller fossiler Energieträger in der industriellen Produktionstechnik nicht nur aus Gründen der Nachhaltigkeit, sondern insbesondere auch, um eine hohe Wirtschaftlichkeit erzielen zu können.
Low-NOx-Brenner und 100/10 SNCR Lösungsansatz für zukünftige Grenzwertanforderungen?
Dr.-Ing. Thomas Reynolds, Dipl.-Ing. Zoltan Teuber
Beim Einsatz von Kohle, Erdölprodukten, Erdgas sowie Haus- und Sondermüll zur Energieerzeugung in Verbrennungsanlagen entstehen Schadstoffe, die mit dem Abgas emittiert werden. Stickoxide (NOx), einer der Hauptschadstoffe, bilden sich in erheblichem Maße.
Pilotanlage zur CO2-Abtrennung aus Kraftwerksabgasen als Nachrüstvariante
Dr. phil. nat. Peter Behr, Dipl.-Ing. Marcel Beßeler, Dipl.-Ing. André Maun, Dipl.-Ing. Elizabeth Heischkamp, Prof. Dr.-Ing. Klaus Görner
Ziel der im Vorfeld derzeit experimentell durchgeführten Laboruntersuchungen ist die Identifizierung geeigneter Waschmittel zur weiteren Validierung in der Pilotanlage unter Kraftwerksbedingungen. Mit optimierten Waschflüssigkeiten erfolgt eine verfahrenstechnische Adaption des Waschprozesses sowie der Wiederaufarbeitung der Waschflüssigkeit, so dass eine Integration der CO2-Abscheidung in den Kraftwerksprozess möglich wird.
Betriebserfahrungen und Ergebnisse aus der Oxyfuel-Forschungsanlage von Vattenfall
Dipl.-Ing. Uwe Burchhardt, Dipl.-Ing. Steffen Lysk, Dipl.-Ing. Daniel Kosel, Dipl.-Ing. Mario Biele, Dr.-Ing. Jürgen Jacoby
Die Verantwortung der Energieversorger Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit und Klimaschutz in Einklang zu bringen, erfordert trotz des erhöhten Ausbaus der regenerativen Energien auch weiterhin die Nutzung der Kohle. Die Anforderungen des Klimaschutzes werden dabei durch den Einsatz der Carbon- Capture-Storage (CCS)-Technologien ermöglicht. Um die Reduzierung der CO2- Emissionen zu erreichen, hat sich Vattenfall das Ziel gesetzt, die spezifischen CO2-Emissionen bis zum Jahr 2030 zu halbieren und bis 2050 klimaneutral Strom und Wärme bereitzustellen.
Nachhaltige Kernenergienutzung – Hochtemperaturreaktoren für nukleare Prozesswärme
Prof. Dr.-Ing. habil. Antonio Hurtado
Energie aus der Kernspaltung ist von ausschlaggebender Bedeutung für die Erreichung der Energieziele gemäß der internationalen Klimakonvention: geringe CO2-Emissionen, Versorgungssicherheit, Wettbewerbsfähigkeit und stabile Energiepreise. Die Kernenergie stellt die Hauptquelle für CO2-reduzierte Elektrizität im Energiemix Europas dar.
Entwicklung der Oxyfuel-Technologie – Pilotprojekte mit Alstom Beteiligung –
Dipl.-Ing. Frank Kluger, Dipl.-Ing. Bernd Krohmer, Dipl.-Ing. Patrick Mönckert, Dr. Georg-Nikolaus Stamatelopoulos
Vor dem Hintergrund eines weltweit zunehmenden Einsatzes von fossilen Primärenergieträgern zur Strom- und Wärmeerzeugung und des damit verbundenen klimawirksamen Anstieges der CO2-Emissionen müssen Technologien zur CO2-Minderung bzw. -Abscheidung und -Speicherung für Kraftwerksprozesse – Carbon Capture and Storage (CCS) – entwickelt und kurzfristig zur Marktreife geführt werden.
Heutige und künftige Rolle der Kernenergie in Europa
Dr. rer. nat. Ralf Güldner
Bevor ich zum Thema der heutigen und künftigen Rolle der Kernenergie in Europa komme, möchte ich den Status quo der europäischen Stromversorgung mit einem Bild beschreiben. Dabei ordne ich Erneuerbaren Energieträgern – wie sollte es anders sein – die Farbe Grün, den fossilen Energieträgern Blau und der Kernenergie die Farbe Rot zu. Die Farben hätten beliebig getauscht werden können, doch ordnete ich Grün der Kernenergie zu, würde es ganz sicher hierzulande schon bald zu einem Aufschrei von interessierter Seite kommen. Sicher auch, dieser Aufschrei würde nur in unseren Landesgrenzen zu hören sein.
Abgasentschwefelungsanlage für die Oxyfuel-Pilotanlage am Standort Schwarze Pumpe – Erste Betriebsergebnisse und -erfahrungen –
Dipl.-Ing. Reinhard Widzgowski
Die Vattenfall Europe Generation AG hat am Kraftwerksstandort Schwarze Pumpe eine 30 MW Pilotanlage zur Erprobung eines CO2-freien Kraftwerks nach dem Oxyfuel-Verfahren gebaut. Die Babcock Noell GmbH, Würzburg hatte dabei den Auftrag zum Bau der Abgasentschwefelungsanlage erhalten. Diese Anlage ist Mitte 2008 in Betrieb gesetzt worden, die Abnahmemessungen wurden vom 27. bis 30. Oktober 2008 durchgeführt. Sie soll nun in einem mehrjährigen Versuchsbetrieb Erfahrungswerte für die verschiedenen eingesetzten Anlagenteile und Komponenten der Abgasreinigungsanlage liefern.
EPRTM Reaktor für den weltweiten Kernenergiemarkt
Dr. Zoran Stosic, Dipl.-Ing. Uwe Stoll
Wasser- und Kernkraft gehören zu den umweltschonendsten Verfahren zur Stromerzeugung. Nuklear erzeugter Strom produziert 38-mal weniger Treibhausgase als Kohle, 27-mal weniger als Öl und 15-mal weniger als Erdgas.
Der AP1000, ein Kernkraftwerk mit passiven Sicherheitsmerkmalen – mehr als nur eine zukünftige Option –
Dr. Norbert Haspel, Daniel Freis, Dietrich Knoche, Enrico Koch
Was vor wenigen Jahren selbst von Experten noch als optimistische Zukunftsabschätzung gesehen wurde, ist heute unverkennbar: Die weltweite Renaissance der Kernenergie ist Realität geworden. Die wirtschaftliche und klimafreundliche Stromerzeugung aus Kernenergie befindet sich international gesehen in einem deutlichen Aufschwung. Die weltweit 438 in Betrieb befindlichen Kernkraftwerke erfahren kontinuierliche Modernisierungen und Leistungserhöhungen.
KERENATM – ein fortschrittlicher Siedewasserreaktor der Generation 3+
Dr. Stephan Leyer, Werner Brettschuh, Doris Pasler
Der erste deutsche Versuchs-Kernreaktor mit einer Leistung von 16 MW elektrisch – eine Zweikreis-Anlage mit Siedewasserreaktor (SWR) – wurde in Kahl errichtet und ging 1961 ans Netz. Dies war der Beginn einer bemerkenswerten Entwicklungsgeschichte der Siedewasserreaktor-Technologie in Deutschland, die in der modernsten deutschen Siedewasseranlage, der Baulinie 72 (Gundremmingen B,C) ihren derzeitigen Höhepunkt fand.
Nukleare Entsorgung in Deutschland – Aktueller Stand und nächste Schritte –
Dipl.-Ing. Holger Bröskamp
Der Begriff nukleare Entsorgung wird häufig als Synonym für die nukleare Endlagerung verwendet. Tatsächlich umfasst die Entsorgung neben der Endlagerung jedoch auch die vorgeschalteten Prozessschritte, wie Abfallkonditionierung, den Transport und die Zwischenlagerung. Radioaktive Abfälle fallen nicht nur im Betrieb und bei der späteren Stilllegung von Kernkraftwerken an, sondern auch in Industrie, Forschung und Medizin.
Rückbau kerntechnischer Anlagen – Erfahrungen der Vergangenheit und Ausblicke für die Zukunft –
, Dr. Erich Gerhards
Der Beitrag stellt den Rückbau kerntechnischer Anlagen aus Sicht eines Energieversorgungsunternehmens (EVU) dar. Ziel des Beitrages ist es nicht, die Rückbaulandschaft und die bisher vorliegenden Rückbauerfahrungen in Deutschland aufzulisten oder darzustellen.
Stickoxidbildung und -reduktion in Oxyfuel-Feuerungen auf Basis von Trockenbraunkohle-Verbrennung
Dipl.-Ing. Ronald Wilhelm, Professor Dr.-Ing. Michael Beckmann
Der Oxyfuel-Prozess, als eine der CCS-Technologien, dient der Abscheidung von Kohlendioxid aus den Verbrennungsabgasen von fossil befeuerten Feuerungen. Gegenüber den konventionell betriebenen Feuerungen mit Luft, wird die Verbrennung beim Oxyfuel-Prozess mit reinem Sauerstoff betrieben, der fehlende Luftstickstoff wird dabei durch rezirkuliertes Abgas ersetzt. Dadurch ergeben sich andere Prozessbedingungen, die Auswirkung auf das Verbrennungsverhalten der Kohle und damit auch auf die Schadstoffbildung und -reduktion haben.
Energieträger und Brennstoffe für Wirbelschichtanlagen – Charakterisierung, aktuelle Situation und Limitierungen –
Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Franz Winter, Dr. Paul Szentannai
Nützliche Energie kann in Wirbelschichtanlagen aus Brennstoffen und auch aus sonstigen Energieträgern erzeugt werden. Als Brennstoffe können sowohl Kohlen als auch Biomassen und Ersatzbrennstoffe verwendet werden, wobei die Freisetzung der chemischen Energie immer durch Oxidation erfolgt.
Betriebs- und Flammenverhalten bei der Rezirkulation von feuchtem Abgas im Rahmen des Verbundprojektes OXYCOAL-AC
Dipl.-Ing. Peter Heil, Dipl.-Ing. Martin Habermehl, Dipl.-Ing. Arno Kellermann, Andreas Ohliger, Vincent Verbaere
Im Rahmen des OXYCOAL-AC-Verbundvorhabens wird am Lehrstuhl für Wärmeund Stoffübertragung (WSA) an der RWTH Aachen eine Oxyfuel-Prozessvariante untersucht, bei der zur Sauerstoffanreicherung des rezirkulierten Abgases eine keramische Hochtemperaturmembran verwendet wird.
Vergleich der am IVD untersuchten Vorgehensweisen zur Bestimmung der Korrosionsmechanismen an ausgewählten Überhitzerwerkstoffen unter Oxyfuel-Bedingungen
M. Sc. Ing. Gosia Stein-Brzozowska, Dipl.-Ing. Eva Miller, Dipl.-Ing. René Kull, Dipl.-Ing. Jörg Maier, Prof. Dr. techn. Günter Scheffknecht
Der Einsatz der Oxyfuel-Technologie ist aufgrund der technisch notwendigen Luftzerlegung und CO2-Verflüssigung mit einem Wirkungsgradverlust verbunden. Um im Kraftwerksbetrieb weiterhin einen ökonomischen und energieeffizienten Einsatz zu gewährleisten, muss versucht werden, den Wirkungsgradverlust z.B. durch Erhöhung der Dampfparameter zu minimieren. Bedingt durch den Oxyfuel-Betrieb verändert sich die Zusammensetzung der Abgasatmosphäre deutlich.
Simulation des Chemical-Looping-Verfahrens zur CO2-Abscheidung aus Kohlekraftwerken
Prof. Dr.-Ing. Bernd Epple, Dr.-Ing. Jochen Ströhle
Das Chemical-Looping-Verfahren ist ein vielversprechendes Oxyfuel-Verfahren zur CO2-Abscheidung aus Kraftwerksprozessen, bei dem der Sauerstoff nicht durch eine kryogene Luftzerlegung, sondern durch ein zirkulierendes Metalloxid bereitgestellt wird, so dass mit sehr geringen Wirkungsgradeinbußen zu rechnen ist. An der TU Darmstadt wird zurzeit eine Chemical-Looping-Versuchsanlage zur Verbrennung von Kohle im Maßstab von 1 MWth errichtet. In dieser Studie werden mit einem Prozesssimulationsprogramm die Massen- und Energieströme der Anlage berechnet und Parametervariationen durchgeführt.
Der steinkohlebefeuerte Oxyfuel-Prozess
Dipl.-Ing. Mathias Klostermann, Dipl.-Ing. Daniel Köpke, Dipl.-Ing. Christian Hermsdorf, Dipl.-Ing. Karl Mieske, Prof. Dr.-Ing. Alfons Kather
Das Verbundprojekt ADECOS – Advanced DEvelopment of the coal fired Oxyfuel process with CO2 Separation – hatte zum Ziel, die großtechnische Realisierbarkeit des Oxyfuel-Prozesses zu prüfen und sich dabei ergebende prozessrelevante Fragestellungen zu klären. Da der kohlebefeuerte Oxyfuel-Prozess im Mittelpunkt der Untersuchungen stand, wurde zwischen den beteiligten Hochschulen – TU Dresden, TU Hamburg Harburg (TUHH) und Hochschule Zittau/Görlitz (FH) – vorrangig eine inhaltliche Unterteilung der Untersuchungen nach Braunkohle und Steinkohle vorgenommen.
Untersuchung des Einflusses der Teillastfahrweise auf den integrierten Gesamtprozess eines 1.100 MW Steinkohlekraftwerksblocks mit nachgeschalteter CO2-Abgaswäsche und CO2-Verdichtung
Dipl.-Wirt.-Ing. Sebastian Linnenberg, Prof. Dr.-Ing. Alfons Kather
Kohlebefeuerte Dampfkraftwerke werden aufgrund der bedarfsorientierten Fahrweise nicht nur bei Volllast sondern häufig auch bei Teillast betrieben. Diese Betriebsweise werden auch kohlebefeuerte Kraftwerke mit nachgeschalteter chemischer CO2-Abgaswäsche erfüllen müssen.
Druckaufgeladene Dampfwirbelschicht-Trocknung (DDWT) von Braunkohlen: Bauliche Verfahrensoptimierungen an der BTU-Versuchsanlage und Ergebnisse
Dipl.-Ing. (FH) Stefan Lechner, Prof. Dr.-Ing. Hans-Joachim Krautz, Dipl.-Ing. Olaf Höhne
Treibhausgase aus der Verbrennung fossiler Energieträger sind in der Klimaforschung als Ursache für die deutliche messbare Erwärmung des Weltklimas anerkannt und bestätigt.
Moderne Industriedampfturbinen und ihre Anwendung für solarthermische Kraftwerke
Jari Nyqvist, Dr. Detlef Haje
Neue Erkenntnisse zu Klimawandel und Erderwärmung haben zu einem steigenden Interesse an der Erforschung von Technologien zur Förderung und Nutzung erneuerbarer Energiequellen, also CO2-freier Energieerzeugung, geführt. Auch die Verteuerung fossiler Brennstoffe und die mit fossilen Brennstoffen verbundene Importabhängigkeit haben diese Technologien vorangetrieben. Zu den erneuerbaren Energiequellen gehören die Wasserkraft, Wind- und Sonnenenergie, sowie Biomassekraftwerke. Wasserkraft, Wind- und Solarenergie sind sehr stark vom Wetter abhängig, wodurch ihre Verfügbarkeit geringer ist als die von brennstoffbasierten Kraftwerken.
Charakterisierung von Belägen an Membranwänden von Dampferzeugern durch Wärmestromdichtemessung
Dipl.-Ing. Sebastian Grahl, Professor Dr.-Ing. Michael Beckmann, Dipl.-Ing. Sascha Krüger, Dr. Gabriele Magel, Dr. Wolfgang Spiegel
Aufgrund der energiepolitischen Rahmenbedingungen nimmt die energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland weiterhin zu. Um den Nutzen einer solchen Technologie zu erhöhen und dauerhaft konkurrenzfähige Lösungen im Vergleich zu anderen Energiebereitstellungsarten zu finden ist eine weitere Erhöhung der Energieeffizienz und Verfügbarkeit von Biomassekraftwerken, aber auch bei Anlagen zur thermischen Abfallverwertung notwendig, weshalb noch immer ein großes Entwicklungspotential bei der Vermeidung von Korrosionen und der Abreinigung von Belägen an den Dampferzeugerwänden besteht.
Der SHCC-Prozess mit indirekter Solarwärmeeinkopplung in die Gasturbine
Dipl.-Ing. Stephan Heide, Professor Dr.-Ing. Uwe Gampe, Dipl.-Ing. Manfred Freimark, Dipl.-Ing. Bernd Gericke
Mittelfristig können SHCC-Solar-Hybrid-Kraftwerke bei der ressourcenschonenden wie bedarfsgerechten Stromerzeugung eine tragende Rolle übernehmen. Neben dem hohen Wirkungsgrad der mit solarer Hochtemperaturwärme und fossilen Primärenergieträgern betriebenen Kraftwerksprozesse ist ein Vorteil der Solar-Hybriden Gasturbinen-Kernstruktur in der Bereitstellung der vollen Leistungsfähigkeit bei Variation der zugeführten Primärenergieanteile aus Sonnenstrahlung und Erdgas bzw. Öl zu sehen.
Automatische Fehlererkennung und modellbasierte Ersatzsignalgenerierung für kritische Prozessgrößen
Bernd Schiefer, Christian Blens, Alexander Hlawenka, Dr.-Ing. Michael Schreiber, Dr. rer. nat. Alexander Voß
– Möglichkeiten zur Steigerung der Systemverfügbarkeit durch rechnergestütztes Signalmanagement –
Zusammenhang zwischen dem Strom- und Erdgasmarkt, dem Ausbau der dezentralen Kraft-Wärme-Kopplung und der Emissionsminderungseffizienz
Dr.-Ing. Rutger Kretschmer
Die Bundesregierung hat mit den Beschlüssen von Meseberg schon 2007 das Ziel gesetzt, die Emission von CO2 drastisch zu reduzieren. Ein wesentliches Mittel zur Reduzierung des Primärenergieverbrauchs und der CO2-Emissionen soll der forcierte Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) sein.
Optimale Prüfkonzepte und prüftechnische Anforderungen für Kraftwerke mit erhöhten Betriebstemperaturen
Dipl.-Ing. Hans Christian Schröder
Mit gesteigerten Betriebstemperaturen sollen Kohlekraftwerke künftig höhere Wirkungsgrade von über 50 Prozent erreichen. Das senkt mit dem Brennstoffeinsatz auch den CO2-Ausstoß. Um die dafür nötigen Temperaturen von bis zu 700 °C im Betrieb erreichen zu können sind neue Werkstoffkonzepte nötig.
Neuer Ansatz zur Dampftemperaturregelung – genau, robust und leicht in Betrieb zu nehmen
Dipl.-Ing. Michael Treuer, Prof. Dr. techn. Günter Scheffknecht, Dr.-Ing. Klaus-Walter Wendelberger, Dr.-Ing. Bernhard Meerbeck
Der Wirkungsgrad eines Dampferzeugers steigt mit der Frischdampftemperatur. Allerdings dürfen zulässige Temperaturgrenzen des Rohrmaterials und der Turbine nicht überschritten werden. Eine wichtige Aufgabe der Prozessautomatisierung ist es daher, die Frischdampftemperatur möglichst genau auf einen gegebenen Sollwert zu regeln.
Online-Temperaturmonitoring von Freileitungen mit der SAW-Sensortechnik
Dr.-Ing. Zhan Gao, Dr. tech. Stefan Kornhuber, Sacha Markalous, Dr.-Ing. Walter Pfandl, Thomas Strehl
Aufgrund des steigenden Verbrauchs von elektrischer Energie und der steigenden Erzeugung von elektrischer Energie aus regenerativen Quellen, welche auch in Bereichen mit schwacher Infrastruktur installiert sind, kann es immer öfter zu einem grenztemperaturnahen Betrieb von bestehenden Freileitungen kommen.
Einsatz von HTSL-Kurzschlussstrombegrenzern im Eigenbedarf von Kraftwerken
Dr.-Ing. Thomas Krüger, Dipl.-Ing. Dietmar Haake, Dr.-Ing. Klaus Pfeiffer, Dr.-Ing. Robert Dommerque, Dr.-Ing. Joachim Bock
Es wird über Einsatzmöglichkeiten von Kurzschlussstrombegrenzern in Eigenbedarfsnetzen von Kraftwerken der Vattenfall Europe Generation berichtet. Ausgehend von den Beanspruchungen ohne Kurzschlussstrombegrenzung werden Begrenzungsziele und Forderungen an Kurzschlussstrombegrenzer formuliert. Insbesondere wird auf hochtemperatur-supraleitende Kurzschlussstrombegrenzer eingegangen
Grenzkonzentration von Wasser bei der CO2-Abscheidung im Oxyfuel-Prozess
Prof. Dr.-Ing. Rudolf Eggers, Dipl.-Ing. Daniel Köpke, Dipl.-Ing. Roland Engberg
Der Oxyfuel-Prozess wird gegenwärtig als eine Möglichkeit zur CO2-Abscheidung aus Kraftwerksabgasen diskutiert. Dabei wird das CO2-reiche Abgas komprimiert und durch Kondensation bei Temperaturen von bis zu -50 °C das CO2 abgeschieden. CO2 ist im Rahmen der chemischen und lebensmitteltechnischen Industrie schon lange in großindustrieller Nutzung und die Erfahrungen aus diesen Bereichen der Verfahrenstechnik können einen Beitrag dazu liefern, Probleme bei der CO2-Abscheidung schon bei der Prozessentwicklung zu vermeiden.
Energetische Bewertungen einer CO2-Kompressionsund Reinigungsanlage für den Oxyfuel-Prozess am Beispiel einer Demonstrationsanlage
Dr. Roland Ritter, Dipl.-Ing. Annett Kutzschbach, Dipl.-Ing. Torsten Stoffregen
Mit der Inbetriebnahme der ersten deutschen Oxyfuel-Pilotanlage (30 MWth, bis maximal 10 t/h CO2) in Schwarze Pumpe konnte die prinzipielle Funktionsweise und technische Machbarkeit eines mit Braunkohle und reinem Sauerstoff betriebenen Dampferzeugers und der gemeinsame Betrieb mit den verbundenen Anlagen wie Luftzerlegungsanlage, Entstaubungs- und Entschwefelungsanlage, sowie der Abgaskondensation und der CO2-Kompressions-, Reinigungs- und Verflüssigungsanlage nachgewiesen werden.
Nachweis der Einhaltung von Netzrichtlinien durch Simulation des instationären Verhaltens von Dampfturbinen am elektrischen Netz
Ddipl.-Ing. Jens Rosendahl, Dipl.-Ing. Martin Bennauer, Dipl.-Ing. Heribert Werthes, Dipl.-Ing. Martin Lösing
Das dynamische Verhalten von Kraftwerken hat sowohl bei Netzstörfällen als auch bei schnellen Laständerungen eine große Bedeutung für die Spannungs- und Frequenzstabilität im Verbundnetz sowie in Inselnetzen. Um die im Transmission Code 2007 festgelegten Anforderungen zu erfüllen, müssen die Regelungsstrategien höchsten Ansprüchen genügen.
Mobile Pilotanlage zur Abtrennung von CO2 aus Kraftwerksabgasen
Dipl.-Ing. Vanessa Kubacz, Dr.-Ing. Arthur Heberle, Dipl.-Ing. Andre Toussaint
Die Verstromung von fossilen Brennstoffen leistet einen wichtigen Beitrag zur Deckung des weltweiten Energiebedarfs. Der Energiemix der Bundesrepublik Deutschland besteht zu über 50 Prozent aus fossilen Brennstoffen. In Europa (EU-25) werden etwa 31 Prozent der erzeugten Energie aus Kohle bereitgestellt.
Nachrüstung einer CO2-Abgaswäsche an einem bestehenden Steinkohlekraftwerk – Optimale Integration zur Minimierung der technischen und wirtschaftlichen Auswirkungen –
Prof. Dr.-Ing. Alfons Kather, Dipl.-Ing. Jochen Oexmann, Dipl.-Ing. Christian Mehrkens, Dipl.-Ing. (FH), MBA Martin Burböck, Dr. Gerald Kinger
Am Kraftwerksstandort Dürnrohr/Zwentendorf betreibt die EVN AG zusammen mit der AVN Abfallverwertung Niederösterreich GmbH ein Verbundsystem, das aus einem Kraftwerksblock und zwei Kleindampfturbinen zur Aufnahme von Fremddampf aus einer Abfallverbrennungsanlage besteht. Im Rahmen einer Studie wurde untersucht, wie der Kraftwerksblock in optimaler Weise mit einer CO2-Abgaswäsche nachgerüstet werden könnte.
Europa baut die Kernenergie aus – und wo bleibt Deutschland?
Dr. Walter Hohlfelder
Die Renaissance der Kernenergie weltweit und in Europa ist unübersehbar. Die Gründe, warum sich viele Staaten wieder der Kernenergie zuwenden sind immer dieselben, nämlich die Bekämpfung des Klimawandels, die Sicherung der Energieversorgung und Wirtschaftlichkeit der Stromerzeugung. Während andernorts die drängenden Probleme unter Einschluss der Kernenergie mit Energievernunft angegangen werden, ist in Deutschland bei vielen Wunschdenken angesagt. Manche wollen sogar aus der Kernenergie und der Kohle gleichzeitig aussteigen.
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