Flexible und schnell regelbare thermische Kraftwerke

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1 Flexible und schnell regelbare thermische Kraftwerke Die thermischen Kraftwerke im VERBUND Experten Workshop FlexiPower 2012 Graz, DI Martin Hochfellner VERBUND AG,

2 Agenda Der thermische Kraftwerkspark im VERBUND Technologiewahl gasgefeuerter GuD-Anlage Ausführungskonzept und Projektdaten Effizienz, Klimaschutz, Emissionen Die GuD als KWK-Anlage Seite 2

3 2001: VTP Kraftwerke, installierte Nettoleistung MWel Dürnrohr, 387 MW / Steinkohle Mellach, 225 MW / Steinkohle Neudorf-Werndorf 1+2, 257 MW / HS/Gas Korneuburg 276 MW HS/Gas Zeltweg 128 MW Steinkohle St. Andrä 114 MW Steinkohle Voitsberg 302 MW Braunkohle Pernegg 93 MW HS HS Heizöl Schwer Seite 3

4 Betriebskraftwerke der VTP - Dampfkraftwerke Dürnrohr WDR Mellach WML Neudorf-Werndorf 2 WNW2 Inbetriebsetzung Leistung 387 MW el, netto 225 MW el, netto 230 MW therm. 152 MW el, netto 210 MW therm. Brennstoff Steinkohle 133 to/h Steinkohle 74 to/h Heizöl schwer / Gas 35 to/h / Nm³/h Dampfparameter 258 bar / 540 C 180 bar / 535 C 186 bar / 540 C Wirkungsgrad 41,9 % el, netto 40 % el, netto 40 / 40,5 % el, netto Seite 4

5 Betriebskraftwerke der VTP GDK-Mellach Nettoleistung Fernwärmeauskopplung 838 Mw el MW th h Kondensation, netto 59,2 % Brennstoffnutzungsgrad bei max. FW- Lieferung > 80 % Brennstoffbedarf Nm³/h Investition ca. 550 M Personalbedarf 20 DN Seite 5

6 Agenda Der thermische Kraftwerkspark im VERBUND Technologiewahl gasgefeuerter GuD-Anlage Ausführungskonzept und Projektdaten Effizienz, Klimaschutz, Emissionen Die GuD als KWK-Anlage Seite 6

7 [kwhel / kg CO2] Technologiewahl gasgefeuerte GuD-Anlage CO 2 -Effizienz hoch" 4,0 Steinkohle Braunkohle GuD 2010 Erdgas GuD , ? CO 2 -Effizienz niedrig" 0,0 25,0 45,0 65,0 Anlagen - Nettowirkungsgrad [%] Effizienz "Niedrig" Effizienz "Hoch" Seite 7

8 % Last Kumm. Gasverbrauch [Nm3] Hohe Flexibilität von GuD-Anlage ermöglicht Ausgleich für volatile Renewables (Wind, Sonne) 5 Minuten nach Start liefert GT bereits Strom ins Netz 120 GT-Last Heißstart nach 20 Minuten ca. 40 % GT- Last erreicht DT-Last Kummuliert er Gasverbrauch Vom Stillstand bis Volllast: < 8 h Stillstand ~ 70 Minuten > 8 h bis max. 72 h Stillstand ~ 100 Minuten > 72 h Stillstand ~ 150 Minuten Laständerung 17 MW/Min. je Linie, aus GT Mindestlast beträgt 50 % Zeit [min] Seite 8

9 el. Wirkungsgrad [%] [%] Die Effizienz einer Gasturbine wächst mir ihrer Größe 60% 400 MW GuD 50% GuD-Wirkungsgrad 40% Montage des Läufers der Linie 1 30% GT-Wirkungsgrad 20% Gasturbinenleistung [MWel] Seite 9

10 Agenda Der thermische Kraftwerkspark im VERBUND Technologiewahl gasgefeuerter GuD-Anlage Ausführungskonzept und Projektdaten Effizienz, Klimaschutz, Emissionen Die GuD als KWK-Anlage Seite 10

11 Anlagenschema Seite 11

12 Leistungsdaten je Linie Linie 1 Frischwasserkühlung Linie 2 Kühlturmkühlung Nettoleistung MWel Nettowirkungsgrad % 59,6 58,7 Maximale Fernwärmeauskoppelung MWth Brennstoffnutzungsgrad bei Fernwärmeerzeugung Nettoleistung Gesamtanlage Nettowirkungsgrad Gesamtanlage % 81,2 80,7 MWel 838 % 59, Seite 12

13 Leistungsdaten je Abhitzekessel Hochdruck- Dampf HZÜ-Dampf Mitteldruck- Dampf Niederdruck-Dampf max. zul. Betriebstemperatur max. zul. Betriebsdruck max. Dampfproduktion 565 C 143 bar 267 t/h 565 C 33,5 bar 331 t/h 333 C 38 bar 70 t/h 235 C 9,5 bar 50 t/h Seite 13

14 Agenda Der thermische Kraftwerkspark im VERBUND Technologiewahl gasgefeuerter GuD-Anlage Ausführungskonzept und Projektdaten Effizienz, Klimaschutz, Emissionen Die GuD als KWK-Anlage Seite 14

15 Durchschnittswirkungsgrad Ressourcen-Schonung und Klimaschutz: Errichtung von Kraftwerken mit höchsten Anlagenwirkungsgraden 60% 50% 40% Stillsetzung ineffizienter Altanlagen Inbetriebnahme GDK Mellach 38% 41% > 50% Gesamterhöhung mittlerer Wirkungsgrad Kraftwerkspark VTP + 32 % 38% 30% 30% 20% Welt EU Vergleichbasis Steinkohle-KW VTP 2001 VTP 2009 VTP 2012 Zeitgemäße Wirkungsgrade sind eine Voraussetzung für eine nachhaltige Energieversorgung und den Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit! Seite 15

16 CO 2 - Emission Reduktion des CO 2 -Ausstoß durch Steigerung des Wirkungsgrades Steinkohlekraftwerk 5 % g CO 2 /kwh g Kohle/kWh Durchschnitt weltweit Wirkungsgrad CO 2 -Emission Brennstoffverbrauch 30 % g CO 2 /kwh 480 g Kohle/kWh EU % 881 g CO 2 /kwh 379 g Kohle/kWh heute verfügbare Technik 45 % 743 g CO 2 /kwh zukünftig Verfügbare Technik ~ 50 % GuD Anlage ~ 54 % 365 g CO 2 /kwh ~ 56 % 352 g CO 2 /kwh 370 g Kohle/kWh ~ 59 % 334 g CO 2 /kwh 669 g CO 2 /kwh 288 g Kohle/kWh ~ 63 % 313 g CO 2 /kwh CO 2 - freies Kraftwerk (aber: Wirkungsgradverlust von 7 12%-Pkte.) Quelle: teilweise aus Zahlen und Fakten zur Stromerzeugung 2011 VGB Power Tech Seite 16

17 Emissionsgrenzen für GuD-Anlagen - Vergleich Regulativ EU mit Österreich und Praxis LCP-Directive 2001/80/EG LRV-K GDK Mellach NO x 50 mg/nm³ annual net efficiency < 55 % 75 mg/nm³ annual net efficiency > 55 % limits are valid in the load range between % 35 mg/nm³ over the entire load range 20 mg/nm³ over the entire load range CO mg/nm³ at full load 35 mg/nm³ at full load Particulate matter mg/nm³ over the entire load range 3 mg/nm³ over the entire load range Seite 17

18 Emissionen aus dem GDK-Mellach Vergleich der Emissionen bei gleicher Erzeugung neue GuD versus stillgelegte Kraftwerke Basis : Nettoerzeugung 4,2 TWh GDK Mellach stillgelegte Konservierte Kraftwerke Kraftwerke GuD Basis 4,3 TWhel Jahreserzeugung CO2 (kt/a) NOx (t/a) Staub (t/a) Emissionsreduktion durch Ersatz von 5 Altanlagen: - 60 % CO 2-90 % NO x - 90 % PM Seite 18

19 Agenda Der thermische Kraftwerkspark im VERBUND Technologiewahl gasgefeuerter GuD-Anlage Ausführungskonzept und Projektdaten Effizienz, Klimaschutz, Emissionen Die GuD als KWK-Anlage Seite 19

20 Fernwärme-Erzeugungskapazität Standort Mellach Summe max. 830 MW Mellach max. 230 MW Großraum Graz Werndorf max. 200 MW Übertragungsleitung nach Graz max. Übertragungsleistung 230 MW Fernwärme Verteilknoten GDK Linie 1 max. 200 MW FHKW Graz max. 310 MW GDK Linie 2 max. 200 MW Erhöhung der max. Übertragungsleistung auf 350 MW Seite 20

21 Fernwärme-Erzeugungskapazität Seite 21

22 VERBUND Thermal Power Technische Services/TTS Martin Hochfellner / VERBUND AG, Seite 22