Errichtung eines GuD- Kraftwerkes mit neuester Technologie

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1 Präsentation Bayern Innovativ Innovation konventionelle Kraftwerke Errichtung eines GuD- Kraftwerkes mit neuester Technologie Projektentwicklung der Mark-E am Standort Herdecke Nürnberg, Donnerstag, 27. Oktober 2005 Dr. Uwe Johänntgen, Hilmar Lichte, Mark-E Aktiengesellschaft / Hagen Folien-Nr.: 1

2 Inhalt 1. Unternehmen und Motivation 2. Standort Benchmark 3. Einfluss der Anlagengröße und strategische Aspekte der Projektentwicklung 4. Technologie-Entwicklung - Entwicklung der Gasturbine - Abhitzekessel als Mehrdrucksystem 5. Gewählte Technik für Herdecke 6. Projektablauf 7. Projektpartner und Geschäftsmodell Folien-Nr.: 2

4 Mark-E startete Anfang 2002 als Energie- und Infrastrukturdienstleister in den Markt der Energieversorger. Strom Gas Wasser Service und Dienstleistungen Energie, die bewegt.

5 Mark-E - ein regionales Unternehmen Cuno-HKW Herdecke A 1 Schwerte Hagen-Kabel WW Hengstey Grundkapital Umsatzerlöse Mitarbeiter Mark-E in Zahlen 66 Mio. EURO 510 Mio. EURO Hagen-Garenfeld Absatz WW Hasper Talsperre Hagen Strom Gas Mio. Kilowattstunden Mio. Kilowattstunden Altena Werdohl Wärme/Dampf Wasser Mio. Kilowattstunden Mio. Kubikmeter Schalksmühle KW Elverlingsen Lüdenscheid PSW Rönkhausen Plettenberg Lenne Halver Herscheid Meinerzhagen A 45 Erzeugung Strom und Wärme Erzeugung Strom Erzeugung Wasser Folien-Nr.: 5

6 Mark-E als regionaler Energiedienstleister mit hohem Anteil Eigenerzeugung Mark-E AG...mit MW Eigenerzeugung Mio. kwh p.a % 54% % Kraftwerk Technologie Leistung netto IBN Herdecke H2 (1) Steinkohle 86 MW 1962 Hagen-Kabel H4/H5 GuD 215 MW 1984 (2) Elverlingsen E1/2 GuD 196 MW 1975 Elverlingsen E3 Steinkohle 186 MW 1971 Elverlingsen E4 Steinkohle 301 MW 1982 Rönkhausen Pumpspeicher 140 MW 1969 (2) BVA Hagen/Kabel Biomasse 20 MW Absatz Eigenerzeugung Bezug Altersstruktur erfordert in absehbarer Zeit weitere Weichenstellung zur Umgestaltung des Kraftwerksparks (1) Im März 2004 stillgelegt (2) in 2004 umfassend saniert Anmerkung: Alle Leistungsangaben Nettowerte elektrischer Leistung Folien-Nr.: 6

7 Aufgrund schrumpfender Erzeugungskapazität auch zukünftig steigende Strompreise erwartet Stromnachfrage und Angebot (inkl. der derzeit geplanten Neubauten) Entwicklung Spark-Spread (1) (schematische Darstellung) GW 120 /MWh Nachfrage Deckungslücke Angebot Atom Braunkohle Kohle Multi. m. Kohle Gas Forwards Fundamentalanalyse Öl Multi. o. Kohle Sonstige GT (Diesel) Steigende wirtschaftliche Attraktivität für Gaskraftwerke erwartet (1) Strompreis (Base) arbeitsabhängiger Gaspreis * 2 Quelle: Mark-E Folien-Nr.: 7

9 Projektentwicklung - Kraftwerksneubau Generelle Betrachtung zur Wettbewerbsfähigkeit - Basis Wettbewerbsstandort Gas Wettbewerbsstandort Kohle GuD 2 * 400 MW NEU, mind. 600 MW vorhanden Vergleich Wettbewerb zu Elverlingsen Vergleich Wettbewerb zu Herdecke 9

10 Strategische Entscheidungen durch konsequente Ausrichtung an Wettbewerbsfähigkeit getroffen Benchmark mit Wettbewerbskraftwerken Brennstoffbasis Kohle Anlage > 600 MW Standort mit mind. einem weiteren Kraftwerk Logistik von Brennstoffen / Reststoffen über Binnenschiffe; Logistik für Bekohlung einschl. Lagerplatz vorhanden Vorhandene Energieableitung Rückkühlung über Naturzugkühlturm Brennstoffbasis Erdgas 800 MW Anlage (zwei GuD-Anlagen der 400 MW Klasse) Gasinfrastruktur und Energieableitung vorhanden Rückkühlung über Naturzugkühlturm Standortvorteile in Herdecke Erschlossener und genehmigter Kraftwerksstandort Durchlaufkühlung Zwei verfügbare Gasleitungen Kostenvorteile durch Einbindung in eigenes 110 kv- Netz Infrastruktursynergien durch Einbindung in vorhandenen Standort Personalsynergien durch weitere GuD-Anlage in Standortnähe Eignung zur Netzstützung Ergebnis der Analyse: Standortvorteile für eine GuD-Anlage in Herdecke gegenüber dem Standort Elverlingsen Folien-Nr.: 10

12 Projektentwicklung - Kraftwerksneubau Einfluss der Anlagengröße Die Baugröße einer Kraftwerksanlage - sowohl für die Brennstoffbasis Erdgas als auch für die Brennstoffbasis Steinkohle - ist aufgrund der Degression bei den Investitionskosten sowie aufgrund der spezifischen Instandhaltungs- und Personalkosten ein wesentlicher Treiber zur Reduzierung der Vollkosten und damit der entscheidendste Einflussfaktor der Wettbewerbsfähigkeit (Folie) für neue Kraftwerksanlagen. Insbesondere bei GuD-Anlagen kommt ergänzend der höhere Wirkungsgrad moderner / größerer Komponenten hinzu. Anlagengröße ist ein entscheidender Faktor für die Wettbewerbsfähigkeit 12

13 GuD-Anlagen größer als 400 MW nicht substantiell günstiger zu betreiben Mehrkosten bei GuD-Anlagen in / MWh (im Vergleich zu 800 MW GuD-Anlage) Mehrkosten bei Kohle-Anlagen in / MWh (im Vergleich zu 600 MW Kohle-Anlage) / MWh Vh/a / MWh Vh/a Mehrkosten 1,3 / MWh 8 6 Mehrkosten 4,3 / MWh Geringe Mehrkosten gegenüber größeren Anlagen werden durch ausgezeichnete Standortbedingungen überkompensiert Quelle. Mark-E Folien-Nr.: 13

15 Entwicklung der GuD-Technologie seit 1980 Nettowirkungsgrad (%) 65 Einfachdruck Doppeldruck Dreifachdruck mit Zwischenüberhitzung , C - 50 bar 460 C C - 50 bar 460 C C - 60 bar 485 C C - 75 bar 510 C C - 80 bar 520 C C bar 520 C 1190 C 200 C- 110 bar 540 C 1230 C 130 C 110 bar 550 C 1230 C 130 C 125 bar 565 C Turbineneintrittstemperatur Brennstoffvorwärmung Dampfdruck Dampftemperatur Feuerung mit Erdgas, ISO-Bedingungen (15 C, 1013 mbar, 60% rel. Luftfeuchte), Kondensatordruck 0,04 bar Jahr Quelle: Siemens Power Generation Folien-Nr.: 15

16 Entwicklung der Leistungsfähigkeit von Gasturbinen seit 1980 Leistung (MW) 300 GT Entwicklung GT upgrades Nächste Generation Jahr der Turbinenbestellung Quelle: Siemens Power Generation Folien-Nr.: 16

18 Unterschiedliche Verdampferschaltungen Naturumlauf Zwangsumlauf Zwangsdurchlauf (Benson) Speisewasserpumpe Speisewasserpumpe Speisewasserpumpe ECO Trommel ECO Trommel ECO Verdampfer Verdampfer Verdampfer Umwälzpumpe Abscheideflasche Überhitzer Überhitzer Überhitzer Gasturbinenabgas Gasturbinenabgas Gasturbinenabgas Folien-Nr.: 18

19 Anfahrdiagramm nach 8 h Stillstand Dreidrucksystem GT Volllast G Anlagenleistung C B D E F Zwangsdurchlauf- Zwangsdurchlauf- Abhitzekessel Abhitzekessel Naturumlauf- Naturumlauf- Abhitzekessel Abhitzekessel A GT GT Zünden Zünden B GT GT Synchronisieren Synchronisieren C Anwärmen Anwärmen Kessel Kessel und und DT DT D Anstoßen Anstoßen DT DT E Bypass Bypass geschlossen geschlossen F F Anfahrgradient Anfahrgradient GT GT auf auf 100% 100% G Anheben Anheben der der DT-Temperatur DT-Temperatur A 40 min 90 min Zeit Zeitersparnis ca. 50 Minuten Brennstoffersparnis Folien-Nr.: 19

21 Standort Herdecke seit März 2004 nicht mehr zur Stromerzeugung genutzt Momentaner Status... Ältester Kraftwerksstandort der Mark-E seit 1906 Betrieb von Steinkohlekraftwerken In den letzten Jahren Betrieb eines 86 MW Steinkohlekraftwerks (1) in Saisonbetrieb im März 2004 aus wirtschaftlichen Gründen stillgelegt und Standort zurückgebaut für eine neue GuD-Anlage Inbetriebnahme eines für Fernwärme angepassten Blockheizkraftwerks im Sommer 2004 (1) Cuno Blockheizkraftwerk H2 Folien-Nr.: 21

22 Standort Herdecke heute Folien-Nr.: 22

23 Wärmeschema GuD-Herdecke 10 C / 75% 555 C / 120bar 276 C / 4bar 277 MW 555 C / 30bar 147 MW HD MD ND ND Erdgas 12 C Netto-Anlagenleistung 417 MW elektrischer Eigenbedarf 7 MW Netto-Wirkungsgrad 58,75% 84 C Folien-Nr.: 23

24 Lageplan Folien-Nr.: 24

25 GuD-Anlage Herdecke Simulationsgrafik GuD-Anlage Herdecke......technische Spezifikationen Hersteller Siemens Power Generation Zweiwellenanlage Leistung 417 MW Wirkungsgrad 58,75 % Durchlaufkühlung aus Harkortsee Inbetriebnahme vor dem (1) 18 Mitarbeiter für den Betrieb, weitere für Instandhaltung, kaufmännische Betriebsführung, Handel, etc. (1) Voraussetzung für Gassteuerbefreiung für 5 Jahre Folien-Nr.: 25

27 Terminplan von der Entwicklungsphase bis zur Umsetzung Aktivität Zeit Kaltreserve H2 Mar 2004 Anlagenkonzept definiert Lösung Energieableitung Jul 2004 Jul 2004 Geschäftsmodell definiert Ausschreibung Anlage Abschluss Kooperationsvereinbarung Sep Aushandlung Vertragswerk Vergabe Anlage Bauentscheidung Partner Gründung Gesellschaft Jan Mai Mai Financial Close Baubeginn Beginn Probebetrieb: Juli 2007 Sept 2005 Sept 2005 Folien-Nr.: 27

28 Langfristiger Projektmeilensteinplan bis 2007 Meilenstein Zeit 1Q Q 3Q 4Q 1Q 2Q 3Q 4Q 1Q 2Q 3Q 4Q Vorlage 1. TG Vorlage 2. TG Vorlage 3. TG 280 MVA Energieableitung möglich Gas uneingeschränkt verfügbar Bau Pfählung / Fundamente Stahlbau Gasturbine / Generator Montage Gasturbine Montage Generator Abhitzekessel Montage Abhitzekessel Druckprobe Dampfturbine / Kondensator etc. Montage Dampfturbine Montage Kondensator Montage Wasser-Dampfkreislauf Montage Generator Dampfturbine Kommerzieller Betrieb Inbetriebnahme Kalt / Heiß IBS (1) Gasturbine 1. Zündung Gasturbine 1. Dampfbeaufschlagung für Dampfturbine Lasterprobung und Probebetrieb Kraftwerk (1) Inbetriebsetzung Folien-Nr.: 28

30 Neben Mark-E noch Statkraft als Partner Investoren & Stromabnehmer Basis Investoren Mark-E 50% 50% Sehr langfristige und feste Bindung der Vertragspartner Gesellschafter treten gleichzeitig als Stromabnehmer auf GuD - Gesellschaft Statkraft Strom- Abnehmer 50% 50% Mark-E Statkraft Weitergabe von Marktchancen und Marktrisiken an Abnehmer Steuerung des Kraftwerkseinsatzes weitgehend durch Abnehmer Projektfinanzierung Folien-Nr.: 30

31 Geschäftsmodell - Gesellschaftsstruktur Die GuD- Gesellschaft ist als GmbH & Co. KG gegründet worden. Der Vorteil einer GmbH & Co. KG liegt insbesondere darin, dass Gewinne und Verluste zwischen Mutter- und Tochtergesellschaft unmittelbar, vollständig und in unbegrenzter Höhe verrechnet werden können. Anteilseigner sind Mark-E und Statkraft. Die grundlegende Idee hinter dem Geschäftsmodell für den Betrieb der GuD Anlage ist die möglichst unmittelbare Verfügung über eine physische Erzeugungseinheit. Bei einer Projektfinanzierung muss eine weitgehende Freistellung der Projektgesellschaft von Risiken erfolgen, damit möglichst günstige Finanzierungskonzepte darstellbar sind. Insbesondere Marktrisiken dürfen die Zinszahlungs- und Tilgungsfähigkeit der Gesellschaft nicht gefährden. Um dies zu erreichen, sind die Anteilseigner zugleich auch die Stromabnehmer. Ihr Anteil an der Kapazität des Kraftwerks entspricht ihrem jeweiligen Anteil an der Gesellschaft. Die Verknüpfung zwischen Anteilseigener und Stromabnahme ist unauflöslich. Aufgrund der Leistungspreise, die jeder Stromabnehmer zu zahlen hat (Deckung der Fixkosten), bleibt die GuD- Gesellschaft weitgehend risikofrei. Chancen und Risiken verbleiben somit weitgehend bei den Abnehmern. Verrechnung der Gewinne und Verluste zwischen Mutter- und Tochtergesellschaft Weitgehende Freistellung der Projektgesellschaft von Risiken Folien-Nr.: 31

32 Energie die bewegt Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Hilmar Lichte, Mark-E Aktiengesellschaft / Hagen hilmar.lichte@mark-e.de Folien-Nr.: 32

33 Prinzip des liegenden Zwangsdurchlaufsystem Backup Dampf zum Überhitzer Abscheideflasche Verdampfer 2 Verdampfer 1 ECO Speisewasser Gasturbinenabgas Speisewasser Folien-Nr.: 33