Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forschungsinitiative „Kraftwerke des 21. Jahrhunderts“

13.10.2006
Um dem steigenden Strombedarf in den nächsten 20 Jahren gerecht zu werden, geht die EU-Kommission davon aus, in Europa neue Kraftwerkskapazitäten von bis zu 400 GW zu installieren.
Gründe für den anstehenden Energiestrukturwandel sind die fortgeschrittenen Kraftwerkslaufzeiten, die Entwicklung auf den Öl- und Gasmärkten, bezogen auf Deutschland aber auch der geplante Ausstieg aus der Kernenergie.

Insbesondere für die Kraftwerksbetreiber gilt es jetzt strategische Entscheidungen für eine zukunftssichere Energieversorgung zu treffen. Diese bedeuten ein hohes Risiko aufgrund des benötigten Kapitalaufwands.

Aus diesem Grund haben die Länder Baden-Württemberg und Bayern 2004 die mit vierjähriger Laufzeit geplante Initiative „Kraftwerke des 21. Jahrhunderts“ (KW21) mit Forschungseinrichtungen und Industriepartnern ins Leben gerufen. Die Initiative umfasst 36 Einzelprojekte von der wirtschaften Analyse, über Beiträge zum Simulations- und Prozessmonitoring bis hin zu Technologie- und Werkstoffentscheidungen. Eine erste Bilanz wurde am 20. Juli 2006 gezogen.

Fünf Projektinnovationen unter Förderung der Energie Baden-Württemberg AG (EnBW)

Als Innovator in Energiefragen und Betreiber beispielsweise eines der modernsten Steinkohlekraftwerke Deutschlands in Altbach bei Stuttgart fördert die EnBW fünf der 36 Einzelprojekte. Hierzu gehören:

  • Kriterien für Kraftwerksentscheidungen
  • Optimierung des Betriebs konventioneller Kraftwerke durch simulationsgestütztes Prozessmonitoring
  • Simulationsgestützte Optimierung der Beanspruchung und der Lebensdauer von Kesselbauteilen
  • Zünd- und Löschverhalten von Erdgasen in Gasturbinenbrennkammern
  • Aufbau und Entwicklung eines laserbasierten Online-Messsystems zur Kontrolle der Erdgaszusammensetzung für den Kraftwerksbetrieb.

Kriterien für Kraftwerksentscheidungen

Zu welchem Zeitpunkt soll in welche Kraftwerkstechnologie investiert werden? Vor dem Hintergrund dieser alles entscheidenen Frage zielt das von der EnBW geförderte Projekt auf Untersuchungen zur Risikoanalyse ab. Neben Preis- und Mengenrisiken werden u.a. auch politische Unsicherheiten in die Betrachtung aufgenommen.

Die gesamtwirtschaftliche und die einzelwirtschaftliche Analyse erlauben gesicherte Prognosen für den Kraftwerksbestand in Deutschland und für den Kraftwerkspark jedes Energieunternehmens.

Mit Hilfe des Projekts wird für Kraftwerksbetreiber ein repräsentatives Kraftwerksportfolio zusammengestellt. Ergebnis sind konkrete Investitionsempfehlungen mit überschaubarem Risiko.

Optimierung des Betriebs konventioneller Kraftwerke durch simulationsgestütztes Prozessmonitoring

Durch das geplante Simulatorsystem werden die Feuerungs- und Dampferzeugungsprozesse in industriellen Kraftwerken kontrolliert.

Über die Auswertung und den Vergleich der Daten über einen längeren Zeitraum können entscheidende Optimierungen, z.B. bei der Konzentration von Schadstoffen, vorgenommen werden. Damit trägt das System dazu bei, Betreiberrisiken durch z.B. Produktermüdung zu senken und das Wissensmanagement vor Ort auszubauen.

Bis Ende 2006 wird ein erster Prototyp getestet, der stufenweise bis Ende 2008 erweitert wird.

Simulationsgestützte Optimierung der Beanspruchung und Lebensdauer von Kesselbauteilen

Kesselbauteile wie Membranwände und Überhitzerrohre sind einer hohen Beanspruchung aus Druck, Temperatur und Korrosion/Erosion ausgesetzt.

Das EnBW-geförderte Projekt wird dazu beitragen, dass die Materialerschöpfung bereits so früh bestimmt und mit Gegenmaßnahmen versehen werden kann, dass Unfallrisiken und Ausfallzeiten auf ein Minimum reduziert werden.

Betreiber erhalten hiermit ein völlig neuartiges Werkzeug zur Effizienzsteigerung und Betriebsoptimierung von thermischen Kraftwerken.

Ein erster Feldversuch auf Basis vielversprechender Vorabtests wird bereits Ende 2006 gestartet.

Zünd- und Löschverhalten von Erdgasen in Gasturbinenbrennkammern

Für moderne Gasturbinen sind drei Faktoren im Kraftwerksbetrieb entscheidend:

  • eine geringe Schadstoffemission
  • eine hohe Effizienz und
  • eine hohe Zuverlässigkeit.

Bedingt durch die Verknappung der Vorräte an fossilen Energieträgern wird zukünftig eine hohe Brennstoffflexibilität hinzukommen.

Zur Erreichung insbesondere einer geringen Schadstoffemission erfolgt in einem sogenannten Vormischbrenner die Vermischung von Luft und Brennstoff. Hierbei kommt es zu komplexen chemischen Reaktionen. Ihr kontrollierter Ablauf ist entscheidend für den Betrieb der gesamten Anlage.

Mit Hilfe der am Institut für Verbrennungstechnik in Stuttgart betriebenen Brennkammer werden zukünftig Zündungen nicht nur analysiert, sondern auch gesteuert. Das Projekt trägt damit gezielt zur Flammenstabilisierung und zum kontrollierten Brennerbetrieb bei.

Aufbau und Entwicklung eines laserbasierten Online-Messsystems zur Kontrolle der Erdgaszusammensetzung für den Kraftwerksbetrieb

Je nach Ort und Zeit ergeben sich Schwankungen bei der Erdgaszusammensetzung und damit beim Heizwert.

Das innovative Online-Messsystem auf Laserbasis, das die EnBW als Industriepartner unterstützt, ermöglicht, dass die Werte individuell im laufenden Betrieb ermittelt werden können. Bei Messzeiten von wenigen Sekunden wird eine Messgenauigkeit im ppm-Bereich erzielt. Außerdem zeichnet sich das neue System gegenüber herkömmlichen Gaschromatographen durch eine einfache Bedienbarkeit, Unempfindlichkeit gegen Umwelteinflüsse, ein geringes Gewicht und leichte Erweiterbarkeit aus.

Aus den online gewonnenen Messdaten können Experten Ableitungen treffen, die zu einer Vermeidung von Bauteilschäden, von überhöhten Flammentemperaturen und von Brennkammerschwingungen beitragen.

Dorota Zacirka | EnBW
Weitere Informationen:
http://www.enbw.com

Weitere Berichte zu: EnBW Erdgaszusammensetzung Kraftwerk Online-Messsystem

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht SmartMeter analysieren mit Algorithmen den Stromverbrauch
01.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS

nachricht Energiehybrid: Batterie trifft Superkondensator
01.12.2016 | Technische Universität Graz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie