Neue Gasturbine greift nach Weltrekord beim Wirkungsgrad

Siemens greift mit der leistungsstärksten und wirtschaftlichsten Gasturbine nach dem Weltrekord beim Wirkungsgrad. In einem Gas- und Dampfkraftwerk soll er auf mehr als 60 Prozent gesteigert werden. Für diese Spitzenleistung arbeitet die Turbine bei besonders hohen Temperaturen, besitzt eine sehr effiziente Kühlung und einen optimierten Wasser-Dampfkreislauf. In der Nähe von Ingolstadt in Bayern baut das Unternehmen derzeit für den Stromkonzern E.ON Energie eine Gasturbinenanlage von 340 Megawatt. Ende 2007 soll sie in Betrieb gehen.

Nach der Testphase wird diese Gasturbinenanlage zu einem hocheffizienten Gas- und Dampfturbinen (GuD)-Kraftwerk mit einer Leistung von etwa 530 Megawatt erweitert. Damit kann eine Stadt wie Hamburg mit Strom versorgt werden. Die Steigerung des Wirkungsgrads um zwei Prozentpunkte – bisher wurden maximal 58 Prozent erzielt – verringert den Schadstoffausstoß um jährlich rund 40.000 Tonnen Kohlendioxid. Das entspricht den Abgasen von knapp 10.000 VW Golf bei einer jährlichen Fahrleistung von 20.000 Kilometern.

Der Schlüssel für den hohen Wirkungsgrad sind höchste Feuerungs- und Abgastemperaturen. An der ersten Turbinenleitschaufel erreichen sie deutlich über 1.500 Grad Celsius, nahe am Schmelzpunkt von Eisen. Dazu entwickelten die Spezialisten der Siemens-Kraftwerkssparte neue, hochtemperaturbeständige und gleichzeitig hochfeste Turbinenschaufelmaterialien sowie neue Brenner- und Brennkammertechnologien. Eine einzige der über 250 Turbinenschaufeln muss so viel Leistung wie zehn Sportwagen erbringen und dabei Fliehkraftbelastungen vom 10.000-fachen des Eigengewichtes bei hohen Temperaturen aushalten. Daher sind sie aus einkristallinen Superlegierungen mit keramischen Beschichtungen gefertigt. Darüber hinaus reduzieren ein neu entwickelter Verdichter mit fortschrittlichem Schaufeldesign und neue Dichtungstechnologie die Energieverluste in der Turbine.

Die neue Gasturbine ist im Betrieb besonders flexibel. Sie hat eine kürzere Anfahrzeit und ermöglicht schnellere Laständerungen. Dies wird durch eine Kühltechnik erreicht, die auf Luft basiert. Luft ist immer und sofort verfügbar – im Gegensatz zu der wesentlich komplexeren Dampfkühlung. Die Gasturbine ist zunächst für die Märkte in Asien und Europa gedacht, in denen die Netzfrequenz 50 Hertz beträgt. Eine Maschine für 60 Hertz soll ab 2010 zur Verfügung stehen. (IN 2005.10.3)