Geothermische Kraftwerke: Anlagenkonzepte und die Konsequenzen für den Betrieb

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1 Geothermische Kraftwerke: Anlagenkonzepte Dipl.-Ing. Thomas Anderlohr, Dr. Hartwig Schröder / enpros consulting GmbH, Nürnberg

2 Inhalt Aufgabenstellung Auswahl des Arbeitsmittels Auswahl der Rückkühleinrichtung Auslegung der Rückkühleinrichtung Anlagenverfügbarkeit 2

3 Aufgabenstellung Nahezu jede Festlegung in der Planung und Auslegung eines geothermischen Kraftwerks hat Folgen auf den späteren Betrieb der Anlage. Im Folgenden werden beispielhaft einige Anlagenkonzepte und deren Konsequenzen auf den späteren Betrieb im Bezug auf den Thermalwasser- und Kraftwerkskreislaufs aufgeführt. 3 enpros 2011

4 Aufgabenstellung Art und Auslegung Rückkühlung Auswahl Arbeitsmittel Planung Redundanzen Werkstoffe Anlagenleistung Elektrischer Eigenbedarf Anlagenverfügbarkeit Betriebsmittelverbrauch Betrieb Einnahmen Betriebskosten Öffentliche Akzeptanz Behördliche Auflagen Wartung, Instandhaltung Abfallbehandlung 4

5 Auswahl des Arbeitsmittels Auswahl des Arbeitsmittels 5

6 Auswahl des Arbeitsmittels Auswahl des Arbeitsmittels Behördliche Auflagen Gewässerschutz Wassergefährdungsklasse nach VwVwS Wasserrechtliche Vorschriften nach WHG Ausführungsvorschriften Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen VAwS 6

7 Auswahl des Arbeitsmittels Anforderungen aus VAwS, Anhang 2 bei einem Volumen von 50 m³ an Arbeitsmittel WGK Befestigung und Abdichtung von Betonflächen R245fa 1 stoffundurchlässige Fläche Rückhaltevermögen für austretende Flüssigkeiten Volumen, das bis zum Wirksamwerden geeigneter Sicherheitsvorkehrungen auslaufen kann (z.b. Absperren des undichten Anlagenteils oder Abdichten des Lecks) Infrastrukturelle Maßnahmen - selbsttätige Störmeldeeinrichtungen i.v.m. ständig besetzter Betriebsstätte oder Überwachung mittels regelmäßiger Kontrollgänge - Aufzeichnungspflicht 7

8 Auswahl des Arbeitsmittels Anforderungen aus VAwS, Anhang 2 bei einem Volumen von 50 m³ an Arbeitsmittel WGK Befestigung und Abdichtung von Betonflächen Iso-Pentan 2 stoffundurchlässige Fläche Rückhaltevermögen für austretende Flüssigkeiten Volumen, das bis zum Wirksamwerden geeigneter Sicherheitsvorkehrungen auslaufen kann (z.b. Absperren des undichten Anlagenteils oder Abdichten des Lecks) Infrastrukturelle Maßnahmen - selbsttätige Störmeldeeinrichtungen i.v.m. ständig besetzter Betriebsstätte oder Überwachung mittels regelmäßiger Kontrollgänge - Aufzeichnungspflicht - Alarm- und Maßnahmenplan 8

9 Auswahl des Arbeitsmittels Auswahl des Arbeitsmittels Behördliche Auflagen Gewässerschutz Klimaschutz Treibhauspotential / global warming potential GWP aus Sicherheitsdatenblatt Grenzwerte Kältemittelverlust nach ChemKlimaSchutzV Vorschriften zur Leckageüberwachung und Rückgewinnung nach EU-Verordnung Nr. 842/2006 9

10 Auswahl des Arbeitsmittels Auswahl des Arbeitsmittels Behördliche Auflagen Gewässerschutz Klimaschutz Störfallkonzept Arbeitsschutz Brandschutz Verfügbarkeit des Arbeitsmittels Besteuerung / Verbot Preisentwicklung Bevorratung Substitution Anlagenleistung Einnahmen 10

11 Auswahl der Rückkühleinrichtung Auswahl der Rückkühleinrichtung 11

12 Auswahl der Rückkühleinrichtung Auswahl der Rückkühleinrichtung Anlagenleistung Elektrischer Eigenbedarf wasserrechtliche Auflagen öffentliche Akzeptanz Wartung Betriebsmittelverbrauch 12

13 Auswahl der Rückkühleinrichtung Rückkühlkonzept Wasserrechtl. Auflagen Öffentliche Akzeptanz Betriebsmittel- Verbrauch Elektrischer Eigenbedarf Wartung luftgekühlt (LuKo) - ggf. große WHG-Fläche - Lärm - optische Akzeptanz - Keine - Abhängig von Auslegung und Lärmschutzanforderungen - Geringer Aufwand wassergekühlt (Kühlturm zwangsbelüft.) - Wasserbedarf - Abwasser - ggf. geringe WHG-Fläche - Schwaden - Lärm - Gewässer - optische Akzeptanz - Wasser - Chemikalien (WAB) - Abhängig von Auslegung und Lärmschutzanforderungen - i.d.r. höher als LuKo Direktkühlung - Hoher Wasserbedarf - Einleitung - ggf. geringe WHG-Fläche - Gewässer - Keine - stark abhängig von der Lokalität - gering 13

14 Auslegung der Rückkühleinrichtung Auslegungstemperatur der Rückkühleinrichtung Massenstrom Kühlmedium (Wasser oder Luft) Wärmeaustauschfläche Elektrischer Eigenbedarf Anlagenleistung Schall Wasserrechtliche Auflagen Baufläche 14

15 Auslegung der Rückkühleinrichtung 15

16 Auslegung der Rückkühleinrichtung 16

17 Auslegung der Rückkühleinrichtung 17

18 Auslegung der Rückkühleinrichtung Konsequenzen auf Anlagenleistung, Eigenbedarf und Wärmeaustauschfläche bei Erhöhung der Auslegungstemperatur für luftgekühlte Kondensation T Auslegung A / A (8 C) ΔP Generator vgl. mit 8 C ΔP Eigenbedarf vgl. mit 8 C Mehrerlös* vgl. mit 8 C 8,0 C 1,0 0 kw 0 kw 0 T /1000Bh 10,0 C 1,2 170 kw 110 kw 33 T /1000Bh * basierend auf einer Einspeisevergütung von 25 ct/kwh, Einkaufspreis Strom 10 ct/kwh ohne Berücksichtigung Investkosten, Vollkondensationsbetrieb 18

19 Anlagenverfügbarkeit Technische Maßnahmen Redundanzen (z.b. Speisepumpen, Filter) Ersatzteilvorhaltung (z.b. Komponenten Thermalwasserpumpe) Werkstoffkonzept Vertragliche Maßnahmen Thermalwasserpumpe (Verfügbarkeitsgarantie, garantierte Austauschzeit) Garantierte Anlagenverfügbarkeit im GU- und Betriebsführungsvertrag Rückstellungen Wartung Anlagenverfügbarkeit Einnahmen Betriebsstunden Betriebskosten 19

20 aus Erfahrung Vorteile gewinnen! enpros consulting GmbH Bahnhofstrasse 9 D Nürnberg info@enpros.de Ansprechpartner Geothermie Dr. Hartwig Schröder Tel / Thomas Anderlohr Tel / info.geothermie@enpros.de