RWE Generation SE Erdgaskraftwerk Emsland

Transkript

1 RWE Generation SE Erdgaskraftwerk Emsland Ringvorlesung Transformation des Energiesystems Auswirkungen der Energiewende auf das Erdgaskraftwerk Emsland und Maßnahmen zur Optimierung Dr. Olaf Mönig SEITE 1

2 Agenda Vorstellung des Erdgaskraftwerks Emsland Einfluss der erneuerbaren Energien auf den Strommarkt Konsequenzen für das Erdgaskraftwerk Emsland Geänderte Anforderungen an Gas-Kraftwerke Optimierungsmaßnahmen im GuD-Kraftwerk Emsland Betriebserfahrungen und Fazit SEITE 2

3 Agenda Vorstellung des Erdgaskraftwerks Emsland Einfluss der erneuerbaren Energien auf den Strommarkt Konsequenzen für das Erdgaskraftwerk Emsland Geänderte Anforderungen an Gas-Kraftwerke Optimierungsmaßnahmen im GuD-Kraftwerk Emsland Betriebserfahrungen und Fazit SEITE 3

4 RWE Generation SE Erdgaskraftwerk Emsland Der Kraftwerksstandort Lingen P el netto : MW IBN Kombi B/C: 1974/1975 IBN GuD: 2010 Mitarbeiter: ca. 75 KWK Prozessdampf : ca. 60 t/h RWE Generation SE Dr. Wüllenweber GCE-E 23. Januar 2013

5 Wir haben unser Erdgaskraftwerk fit gemacht Allgemeine Informationen Nettoleistung: 887 MW Wirkungsgrad: >59 % Investitionssumme: rd. 475 Mio. Kommerzieller Betrieb seit: Hoher Wirkungsgrad Hohe Flexibilität SEITE 5

6 Wir haben unser Erdgaskraftwerk fit gemacht Allgemeine Information Arbeitsgasvolumen: m 3 N Max. Ausspeiseleistung: m 3 N /h Investitionssumme: rd. 30 Mio. Kommerzieller Betrieb seit: Archivbild vom Zur hochflexiblen Gasversorgung wurde bestehende Optimierungsleitung durch die Optimierungsleitung Plus um ein zusätzliches Arbeitsgasvolumen von m³ N erweitert. Mit dem Leitungsvolumen kann das GuD-Kraftwerk 16h ohne Gasbezug betrieben werden. Gesamtanlage seit im kommerziellen Betrieb. Rekultivierung der Ackerfläche ist abgeschlossen. SEITE 6

7 Wir haben unser Erdgaskraftwerk fit gemacht Allgemeine Informationen Nettoleistung: 475 MW Wirkungsgrad: 43 % Investitionssumme: rd. 204 Mio. Kommerzieller Betrieb seit: Die beiden alten Siemens-Gasturbinen der Gaskombiblöcke B und C wurden durch je zwei Gasturbinen vom Typ Rolls Royce Trent 60 ersetzt. Die Nettoleistung der Blöcke wurde um insgesamt 130 MW erhöht. Der Blockwirkungsgrad wurde um ca. 5%-Punkte gesteigert. Die Blockflexibilität wurde deutlich gesteigert. Durch Dieselmotor sind Gasturbinen schwarzstartfähig. SEITE 7

8 Agenda Vorstellung des Erdgaskraftwerks Emsland Einfluss der erneuerbaren Energien auf den Strommarkt Konsequenzen für das Erdgaskraftwerk Emsland Geänderte Anforderungen an Gas-Kraftwerke Optimierungsmaßnahmen im GuD-Kraftwerk Emsland Betriebserfahrungen und Fazit SEITE 8

9 Die Entwicklung am Strommarkt... GW die alte Arbeitsteilung ist Vergangenheit SEITE 9

10 .ändert sich durch den Ausbau der erneuerbaren Energien radikal Strom aus Erneuerbaren erneuerbaren Energien hat Vorrang im Netz andere Energieträger müssen sich danach richten heute GW Strombedarf Einspeisung erneuerbarer Energien Die Herausforderung: Windkraft und Sonnenenergie schwanken von Natur aus Herkömmliche Kraftwerke werden weiter gebraucht aber in veränderter Rolle SEITE 10

11 Entwicklung erneuerbare Energie Massiver Ausbau der erneuerbaren Energien in den letzten Jahren Leistung in [GW] Wasserkraft Bio-Abfall Geothermie Biomasse Windenergie Photovoltaik Windenergie Photovoltaik 26 GW 10 5 Wasserkraft 10 GW Ausbau erneuerbarer Energien wird in den nächsten Jahren anhalten SEITE 11

12 Entwicklung erneuerbare Energie Massiver Ausbau der erneuerbaren Energien in den letzten Jahren Leistung in [GW] Wasserkraft Bio-Abfall Geothermie Biomasse Windenergie Photovoltaik Windenergie 26 GW 32,4 GW 32,06 GW 15 Photovoltaik 10 5 Wasserkraft 10 GW Ausbau erneuerbarer Energien wird in den nächsten Jahren anhalten SEITE 12

13 Entwicklung erneuerbare Energie Massiver Ausbau der erneuerbaren Energien in den letzten Jahren Leistung in [GW] 55 55,0 GW Wasserkraft Bio-Abfall 47,0 GW Geothermie Biomasse Windenergie Photovoltaik Windenergie 26 GW 32,4 GW 32,06 GW 15 Photovoltaik 10 5 Wasserkraft 10 GW Ausbau erneuerbarer Energien wird in den nächsten Jahren anhalten SEITE 13

14 Einspeiseleistung Deutschland [GW] EEX-Stundenpreis [ /MWh] Schwankende Einspeisung beeinflusst den Markt schon heute Exemplarisch: April 2013 Solar Wind konv. Erzeugung EEX-Stundenpreis SEITE 14

15 Preisbildung am Spot-Strommarkt (1/2) Beispielhaft /MWh 00:00-04:00 04:00-08:00 20:00-00:00 12:00-16:00 16:00-20:00 08:00-12:00 65 /MWh 62 /MWh 38 /MWh 35 /MWh 26 /MWh 23 /MWh Erneuerbare Kernenergie Braunkohle Steinkohle Gas MW SEITE 15

16 Agenda Vorstellung des Erdgaskraftwerks Emsland Einfluss der erneuerbaren Energien auf den Strommarkt Konsequenzen für das Erdgaskraftwerk Emsland Geänderte Anforderungen an Gas-Kraftwerke Optimierungsmaßnahmen im GuD-Kraftwerk Emsland Betriebserfahrungen und Fazit SEITE 16

17 Bruttostromerzeugung Erdgaskraftwerk Emsland von 1974 bis 2013 SEITE 17

18 Konsequenzen für das Erdgaskraftwerk Emsland SEITE 18

19 Betriebsdiagramm Starts: 168 Ausnutzung Zeit: 27,8 % Arbeit: 22,1 % 2013 Starts: 137 Ausnutzung Zeit: 20,2 % Arbeit: 15,6 % Betriebsdiagramm Q1/2014 Q1/2013 Starts: 45 Ausnutzung Zeit: 29,6 % Arbeit: 24,3 % Q1/2014 Starts: 28 Ausnutzung Zeit: 12,4 % Arbeit: 8,3 % SEITE 19

20 Konsequenzen für das Erdgaskraftwerk Emsland SEITE 20

21 Agenda Vorstellung des Erdgaskraftwerks Emsland Einfluss der erneuerbaren Energien auf den Strommarkt Konsequenzen für das Erdgaskraftwerk Emsland Geänderte Anforderungen an Gas-Kraftwerke Optimierungsmaßnahmen im GuD-Kraftwerk Emsland Betriebserfahrungen und Fazit SEITE 21

22 Ausbau der erneuerbaren Energien verändert das Aufgabenprofil unseres Kraftwerks Zielsetzung Flexibilität Kurzfristige Glättung der volatilen Einspeisung Aufgaben konventioneller Kraftwerke... durch flexible Kraftwerke kurze Anfahrzeiten hohe Laständerungsgeschwindigkeit tiefer Mindestlastpunkt Bereitstellung von Primar-, Sekundärund Minutenreserve Zuverlässigkeit Bereitstellung längerfristiger Reservekapazität... durch konventionelle Kraftwerke mit wenigen Betriebsstunden hohe Verfügbarkeit zur richtigen Zeit Bereitstellung von Blindleistung zur Netzstabilisierung Schwarzstartfähigkeit SEITE 22

23 Agenda Vorstellung des Erdgaskraftwerks Emsland Einfluss der erneuerbaren Energien auf den Strommarkt Konsequenzen für das Erdgaskraftwerk Emsland Geänderte Anforderungen an Gas-Kraftwerke Optimierungsmaßnahmen im GuD-Kraftwerk Emsland Betriebserfahrungen und Fazit SEITE 23

24 Optimierungsmaßnahmen zur Anfahrzeitverkürzung Purge Credit Sperrdampfversorgung Wasserringpumpe Kesselfüllpumpe Leittechnik... SEITE 24

25 Purge-Credit Installation einer Stickstoffanbindung im Brenngassystem Nach Abfahren der Gasturbinen: Ablassen des Erdgases aus Brenngassystem, anschl. Beaufschlagung mit Stickstoff (mit Überdruck) Erdgas kann nicht in Richtung Gasturbinen und Kessel gelangen Anfahrzeitverkürzung durch Entfall des Kesselspülens vor Gasturbinen-Start Umsetzung: Januar 2014 SEITE 25

26 Sperrdampfversorgung Anbindung der Sperrdampfversorgung der Dampfturbine an Prozessdampfversorgung aus Hilfskesselanlagen Anfahrzeitverkürzung, da Wartezeit bis zur Herstellung von Sperrdampf entfällt Umsetzung: Dezember 2013 SEITE 26

27 Wasserringpumpe Installation einer Wasserringpumpe zur Evakuierung des Dampfturbinen-Kondensators Kondensator-Vakuum wird unabhängig von Dampferzeugung für Anfahrstrahler hergestellt Anfahrzeitverkürzung, da Wartezeit bis zur Herstellung einer ausreichenden Dampfmenge für Anfahrstrahler entfällt Umsetzung: Dezember 2013 SEITE 27

28 Kesselfüllpumpe Installation einer Kesselfüllpumpe mit geringem elektrischen Eigenbedarf und Druckniveau Füllstand der Abhitzedampferzeuger wird im Stillstand gehalten Anfahrzeitverkürzung, da Kesselfüllen vor Gasturbinen-Start entfällt Umsetzung: Sommer 2014 SEITE 28

29 Leittechnik Entwicklung eines leittechnischen Schrittprogramms für den Schnellstart Modifikation verfahrenstechnischer Abläufe und Parameter; dadurch hervorgerufener erhöhter Lebensdauerverzehr wird wirtschaftlich bewertet Parallelisierung des Starts von Funktionsgruppen Umsetzung: Dezember 2013 SEITE 29

30 Agenda Vorstellung des Erdgaskraftwerks Emsland Einfluss der erneuerbaren Energien auf den Strommarkt Konsequenzen für das Erdgaskraftwerk Emsland Geänderte Anforderungen an Gas-Kraftwerke Optimierungsmaßnahmen im GuD-Kraftwerk Emsland Betriebserfahrungen und Fazit SEITE 30

31 Betriebserfahrungen und Fazit Im Vorfeld theoretisch ermittelte Anfahrzeitverkürzungen bestätigen sich in der Praxis. Erste Betriebserfahrungen: Heißstart in 37 Minuten, Kaltstart in 49 Minuten bis Volllast beider Gasturbinen. Weitere Optimierungen zur Flexibilisierung in Vorbereitung. GuD-Kraftwerk Emsland ist aus technischer Sicht ideale Ergänzung zu erneuerbaren Energien. Trotz zahlreicher Optimierungsmaßnahmen ist Betrieb unter derzeitigen Marktbedingungen nicht wirtschaftlich. SEITE 31

32 Konsequenzen Quelle: Lingener Tagespost, SEITE 32

33 RWE Generation SE Der Kraftwerksstandort Lingen Erdgaskraftwerk Emsland Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. SEITE 33