Umweltportfolio-Elemente

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1 Umweltportfolio-Elemente Fossile Stromerzeugung München, August 2012

2 GuD-Kraftwerke GuD-Kraftwerke erreichen die besten Wirkungsgrade unter fossil befeuerten Stromerzeugungsanlagen. Die neue Siemens-Gasturbine, im bayrischen Ulrich Hartmann Kraftwerk in Irsching setzt mit einem Wirkungsgrad von mehr als 60% einen neuen Rekord. Hoher Wirkungsgrad durch Kombination von Gas- und Dampfturbinen Weitere Wirkungsgrad-Steigerungen durch hohe Verbrennungstemperaturen und innovative Turbinen möglich Nur 348 g CO 2 -Emissionen pro kwh, im Vergleich zu einem Durchschnitt von 585 g in der Stromerzeugung weltweit Voraussichtlich deutliche Emissionsreduzierungen (Gasturbine Ulrich Hartmann ) Niedrigerer Brennstoffverbrauch 1) Niedrigere Betriebskosten 1) Hohe Flexibilität und Verfügbarkeit 1) Verglichen mit konventionellen fossil befeuerten Kraftwerken Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 2

3 Gasturbinen für Gas- und Dampf-Kraftwerke (GuD) In GuD-Kraftwerken dient eine Gasturbine der Stromerzeugung; die Abhitze der Gasturbine wird zur Erzeugung von Dampf genutzt, mit dem über eine Dampfturbine zusätzlicher Strom erzeugt wird. Daher kann ein GuD-Kraftwerk elektrische Wirkungsgrade von 50% oder mehr erreichen. Starke Reduzierung der CO 2 -Emissionen Bewährte Technologie Hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit Niedrige Energiekosten pro kwh Lösungen für Wärme und Strom Äußerst effiziente Brennstoffnutzung Reduzierung von CO 2 -Emissionen Möglichkeit, Biobrennstoffe zu verbrennen DLE-Technologie 1) für geringe Luftschadstoffemissionen (NO x und CO) Reduzierte Energiekosten Gesicherte Energieversorgung Umweltschutz Flexibler Betrieb 1) Dry low emissions technology Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 3

4 Dampfturbinen für GuD-Kraftwerke Der GuD-Betrieb erhöht den Anlagen- Gesamtwirkungsgrad auf 50 % oder mehr und reduziert die Umweltbelastung der Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen. Siemens bietet eine umfassende Palette von Dampfturbinen an von 45 kw bis zu mehr als 250 MW. Hoher Wirkungsgrad Hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit Maßgeschneiderte, bewährte Lösungen Kompaktes Design Einfache Installation und Wartung Äußerst effiziente Brennstoffnutzung Reduzierung von CO 2 -Emissionen Reduzierung anderer Emissionen Reduzierte Energiekosten Gesicherte Energieversorgung Umweltschutz Flexibler Betrieb Niedrige Energiekosten pro kwh Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 4

5 Gaskraftwerke Gaskraftwerke setzen neue Standards für Wirtschaftlichkeit, Wirkungsgrad und Umweltfreundlichkeit. Die äußerst flexiblen Gasturbinen verbrauchen weniger Brennstoff pro Kilowattstunde und erreichen geringere CO 2 - und Stickoxid-Emissionen. Hohe Zuverlässigkeit aufgrund solider technischer Grundlage Weitere Wirkungsgrad-Steigerungen durch hohe Verbrennungstemperaturen und innovative Turbinen möglich Nur 505 g CO 2 -Emissionen pro kwh, im Vergleich zu einem Durchschnitt von 585 g in der Stromerzeugung weltweit Vermeidung von CO 2 -Emissionen aufgrund eines besseren Wirkungsgrads gegenüber anderen modernen Gasturbinen Hohe Flexibilität und Verfügbarkeit Niedrigerer Brennstoffverbrauch 1) Niedrigere Betriebskosten 1) Reduzierung der erforderlichen CO 2 -Zertifikate 1) Verglichen mit konventionellen fossil befeuerten Kraftwerken Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 5

6 Gasturbinen für Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) Die KWK spielen eine wichtige Rolle bei der Reduzierung der Umweltbelastung durch die Stromerzeugung. Ein KWK-Konzept auf Basis von Gasturbinen führt zu einer erheblichen Senkung von Kosten und Emissionen, da es mit deutlich höheren Wirkungsgraden arbeitet als ein konventionelles Kraftwerk. Reduzierung der CO 2 -Emissionen Hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit Niedrige Energiekosten Lösungen für Wärme und Strom Bewährte Technologie Seite 6 Äußerst effiziente Brennstoffnutzung (KWK-Wirkungsgrad über 90% möglich) Reduzierung von CO 2 -Emissionen Möglichkeit zur Zerstörung flüchtiger organischer Verbindungen DLE-Technologie 1) für geringe Luftschadstoffemissionen (NO x und CO) 1) Dry low emissions technology Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Reduzierte Energiekosten Gesicherte Energieversorgung Umweltschutz Flexibler Betrieb

7 Dampfturbinen für Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) Es gibt zwei wichtige Arten von KWK- Anlagen, die mit Siemens-Dampfturbinen betrieben werden: Fernwärme Wärme für industrielle Prozesse Der hohe Anlagen-Gesamtwirkungsgrad reduziert die Umweltbelastung der Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen. Hoher Wirkungsgrad Hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit Maßgeschneiderte, bewährte Lösungen Kompaktes Design Einfache Installation und Wartung Äußerst effiziente Brennstoffnutzung (KWK-Wirkungsgrad über 90% möglich) Reduzierung von CO 2 -Emissionen Reduzierung anderer Emissionen Reduzierte Energiekosten Gesicherte Energieversorgung Umweltschutz Flexibler Betrieb Niedrige Energiekosten pro kwh Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 7

8 Umweltverträgliche Systeme und Dienstleistungen Technologien zur Luftschadstoffsenkung begrenzen wirksam die Emissionen von Feinstaub, Schwefeldioxid und anderen Sauergasen aus kohlebefeuerten Kraftwerken und industriellen Prozessen, um die immer strenger werdenden Umweltschutzvorschriften einzuhalten. Elektrostatische Abscheidungssysteme Gewebefiltersysteme Rauchgasentschwefelungs-Anlagen Quecksilber-Emissionsbegrenzung NO x -Emissionsbegrenzung CO 2 -Abscheidung Abscheidung von Flugasche aus Gasströmen, bis zu 5 Mio. Kubikfuß pro Minute Absorption gasförmiger Schadstoffe (SO 2 ) aus Rauchgas Entfernung von Schwermetallen aus Rauchgas Geringe Emissionen Verbesserte Emissionsbegrenzung zur Einhaltung staatlicher Vorschriften Zuverlässige, bewährte Technologie Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 8

9 Energy Service: Modernisierungen und Aufrüstungen Siemens bietet Modernisierungen und Aufrüstungen für Gasturbinen, Dampfturbinen, Generatoren und Hilfssysteme für Kraftwerke an. Fortschrittliches Schaufeldesign und - material Gasturbinen: NO x -armer Trockenbrenner Gasturbinen: Nasskompression und Gaseintrittserwärmung Dampfturbinen: Optimierter Dampfstrom und optimierte Ventile Wirkungsgrad-Steigerung bis zu 6% (Dampfturbinen) Reduzierung der NO x -Emissionen um 90% möglich (Gasturbinen) Reduzierung der CO 2 -Emissionen bis zu t pro Jahr und Einheit Geringere Emissionen Verbesserter thermischer Wirkungsgrad Verbesserte Turbinenleistung Kürzere Ausfallzeiten Verlängerung der Lebensdauer Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 9

10 Energy Service: Modernisierungen und Aufrüstungen Siemens bietet Modernisierungen und Aufrüstungen für kleine und mittlere Gasturbinen, industrielle Dampfturbinen und Verdichter für in den Bereichen Industrie, Stromerzeugung und Öl & Gas an. Modernes Schaufeldesign, fortschrittliche Materialien und Beschichtungen Gasturbinen: Neue Brennkammern und Brenner Dampfturbinen: Optimierter Dampfstrom und optimierte Ventile Verdichter: Wirksame Dichtungen Wirkungsgrad-Steigerung bis zu 6% und Reduzierung des Dampfverbrauchs um 15 % (Dampfturbinen) Wirkungsgrad-Steigerung bis zu 1% (Gasturbinen) Reduzierung der NO x -Emissionen bis zu 40% (Gasturbinen) Geringere Emissionen Verbesserter thermischer Wirkungsgrad Verbesserte Turbinenleistung Kürzere Ausfallzeiten Längere Lebensdauer Niedrigere Wartungskosten Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 10

11 Energy Service: Programmgeschäft (LTP / Betrieb und Wartung) Siemens bietet zielorientierte Programme und Verträge an, die die bei der Maximierung ihrer Betriebsleistung und Verfügbarkeit sowie gleichzeitiger Risikound Kostenreduzierung unterstützen. Ferndiagnose und Fernüberwachung Geplante Instandhaltung Kombinierte Teilelieferung und Reparaturen Behebung ungeplanter Ausfälle Volumenabhängige Preise Reduzierte CO 2 -Emissionen im Gesamt- Energiemix Höhere Verfügbarkeit durch reduzierte Ausfälle Verlängerung der Lebensdauer Kürzere und weniger ungeplante Ausfälle Verlängerung der Lebensdauer Maximierte Verfügbarkeit in der gesamten Flotte Reduzierte Risiken und maximierte Leistung Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 11

12 Energy Service: Programmgeschäft (LTP / Betrieb und Wartung) Siemens bietet zielorientierte Programme und Verträge an, die die bei der Maximierung ihrer Betriebsleistung und Verfügbarkeit sowie gleichzeitiger Risikound Kostenreduzierung unterstützen. Ferndiagnose und Fernüberwachung Geplante Instandhaltung Kombinierte Teilelieferung und Reparaturen Behebung ungeplanter Ausfälle Volumenabhängige Preise Reduzierte CO 2 -Emissionen im Gesamt- Energiemix Höhere Verfügbarkeit durch reduzierte Ausfälle Verlängerung der Lebensdauer spezifische, langfristige Serviceprogramme können zu einer Senkung der Kosten und zu einer erhöhten Rentabilität beitragen Instandhaltung von Ausrüstung oder Anlagen zu vorher vereinbarten Bedingungen Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 12

13 Mess- und Leittechnik für Kraftwerke Die Leittechnik SPPA-T3000 ist eines der weltweit leistungsstärksten und zukunftsorientiertesten Systeme. Sie bietet eine vollständig webbasierte Bedienung und vereinigt alle Funktionen zur Steigerung des energetischen Wirkungsgrads und zur Senkung der Betriebskosten. Hardware-unabhängige Software für eine lange Lebensdauer und minimale Wartungs- und Lebenszykluskosten Erhöhter energetischer Wirkungsgrad und reduzierte Betriebskosten durch Prozessund Verbrennungsoptimierung Hoher energetischer Wirkungsgrad Optimierung der Umweltbilanz des Kraftwerks Modernstes Leitsystem für die gesamte Lebensdauer eines Kraftwerks Hoher energetischer Wirkungsgrad und niedrige Betriebskosten Benutzerfreundliche Bedienung Lange Lebensdauer und minimale Wartungs- und Lebenszykluskosten Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 13

14 Kontinuierliche Gasanalysatoren Kontinuierliche Gasanalysatoren messen die Emissionen von Verbrennungsanlagen und Kraftwerken. Sie ermöglichen zudem die Optimierung von Verfeuerungsprozessen und damit auch die Reduzierung von gefährlichen Abgasen. Widerstandsfähig gegen aggressive Gasgemische Automatische Kalibrierfunktionen Messung auch niedriger Konzentrationen Einfache Bedienung Geringerer Ausstoß von Abgasen Höhere Effizienz bei der Energiegewinnung mit fossilen Brennstoffen Kontrollierte Abgasmessung zur Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben Kostenersparnis Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 14

15 Lösungen für Brennstoffvergasung / CO 2 -Abscheidung vor der Verbrennung Der Siemens-Brennstoffvergaser (SFG) ist ein für feste und flüssige Brennstoffe geeigneter Flugstromvergaser mit partieller Oxidation, der bei hohen Temperaturen betrieben wird und einen Vollquench auf Wasserbasis nutzt. Umwandlung fester und flüssiger Brennstoffe zu einem sauberen Gas, das in effizienten Turbinen und der chemischen Industrie eingesetzt werden kann Vollquench mit Wasser ist ideal für CO- Sauergas-Shift und GuD-Anwendungen mit CO 2 -Abscheidung Durch die Vergasung können strengste Umweltauflagen erfüllt werden Geringste Emissionen von SO x und NO x, Feinstaub und organischen Verbindungen (opt. Abscheidung von Hg, As, Se, Cd) Effiziente CO 2 -Abscheidung: bis ~90 % Robuste, wartungsarme und hochverfügbare Vergasungstechnologie Erfüllung verschiedener Anforderungen an Skaleneffekte und der Brennstoffanforderungen von Siemens- Synthesegasturbinen Synthesegasfähige Gasturbinen Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 15

16 Verdichter für die Brennstoffvergasung Bei der Brennstoffvergasung wird zunächst Kohle in Gas umgewandelt. Das entstehende Synthesegas treibt eine Gasturbine an, um Strom zu erzeugen. Das Kohlenmonoxid kann in CO 2 umgewandelt werden, das dann abgeschieden und gespeichert werden kann. Siemens liefert hocheffiziente Verdichter für Luftzerlegung und CO 2 -Abscheidung. Höherer Wirkungsgrad bis zu 50% (in Zukunft potenziell 56%) 1) CCS (optional) Flexible Ausgangsprodukt-Optionen 33% weniger NO x, 75% weniger SO x Einfache Schwefel- und Quecksilberentfernung Fast keine Feinstaubemissionen 30 40% niedrigerer Wasserverbrauch CO 2 -Abscheidung (optional) Höhere Wirkungsgrade, geringere Emissionen CO 2 -Abscheidung und Nutzung für EOR oder EGR (optional) Weniger baurechtliche Hürden Flexible, anpassbare Technologie 1) Im Vergleich zu konventionellen Kohlekraftwerken Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 16

17 CO 2 -Abscheidungsprozess nach der Verbrennung Die CO 2 -Abscheidung nach der Verbrennung bedeutet eine umfassende CO 2 -Entfernung aus den Rauchgasen fossil befeuerter (d.h. kohle- oder erdgasbefeuerter) Kraftwerke. Siemens hat eine Vorzulassung für verschiedene Demonstrationsanlagen. Fortschrittlicher CO 2 - Abscheidungsprozess Chemische Absorption durch eine wässrige Aminosäuresalz-Lösung (AAS) Hohe CO 2 -Abscheidungsraten > 90% Geringste Lösungsmittelverluste Umweltverträgliches Aminosäuresalz- Lösungsmittel und gute Eigenschaften in Bezug auf Sicherheit und Umweltschutz Weitere Reduzierung noch vorhandener Rauchgasschadstoffe wie NO x und SO x Geringe Einbußen des Kraftwerks- Gesamtwirkungsgrades (<6%-Punkte) Lösungsmittel mit geringer Degradation Geeignet für Umrüstung und neue Kraftwerke Umfassende Fachkompetenz über die gesamte Prozesskette Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 17

18 Verdichter für CO 2 -Abscheidung und Speicherung (CCS) CO 2 -Abscheidung nach der Verbrennung bedeutet die umfassende CO 2 -Entfernung aus den Rauchgasen fossil befeuerter (d.h. kohle- oder erdgasbefeuerter) Kraftwerke. Die Siemens-Verdichter mit Integralgetriebe sind ein wesentlicher Bestandteil des CCS-Prozesses. Hohe CO 2 -Abscheidungsraten > 90% Keine Lösungsmittelemissionen Optimierte aerodynamische Wirkungsgrade Positiver Nebeneffekt: weitere Reduzierung noch vorhandener Rauchgasschadstoffe wie NO x und SO x Reduzierung von CO 2 -Emissionen Geeignet für Umrüstung und neue Kraftwerke Hoher Wirkungsgrad Hohe Verfügbarkeit Kostengünstig Quelle: Siemens-Umweltportfolio-Element Nr Seite 18