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Freitag, 24. März 2017
22. Januar 2014 | 09:20

Effiziente Energieerzeugung beginnt mit Stahl

Erneuerbare Energien? Ja bitte! Leider sind diese jedoch nicht immer dann verfügbar, wenn sie gebraucht werden. Bis die notwendigen – smarten – Stromnetze und Speichermedien verfügbar sind, müssen Verbraucher den Bedarf auch konventionell decken.

Konventionelle ältere Kohlekraftwerke haben Wirkungsgrade von etwa 34 Prozent, moderne kommen auf fast 50. Mit Dampftemperaturen um die 700 Grad Celsius und Drücken von mehr als 280 bar wird die im Brennstoff enthaltene Energie effizient ausgenutzt. Werkstoffe stoßen hier an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit. Die Legierungselemente Bor, Chrom, Molybdän, Niob, Vanadium und Wolfram erhöhen in Verbindung mit spezieller Wärmebehandlung die Warm- und die Standfestigkeit der eingesetzten Werkstoffe. Gleichzeitig werden die Verarbeitungseigenschaften, wie zum Beispiel die Schweißeignung verbessert. Der Einsatz dieser innovativen Hochleistungsstähle trägt dazu bei, den Kraftwerkswirkungsgrad zu erhöhen und die CO2-Emissionen um Millionen Tonnen jährlich zu senken.

Saubere Energie mit „Block Fortuna“

Noch effektiver arbeiten moderne Gasturbinen. Die von Siemens Power Generation gebaute und 2009 mit dem Stahl-Innovationspreis ausgezeichnete SGT5-8000H ist die leistungsstärkste Gasturbine der Welt und schlägt zukünftig als Herzstück von Kraftwerken in Anshan (China) bis Cape Canaveral (USA) konventionelle Kohlekraftwerke aus dem Rennen. Eine solche Turbine erreicht im neuen Düsseldorfer Kraftwerksblock „Fortuna“ im kombinierten Gas- und Dampfbetrieb einen Wirkungsgrad von deutlich über 80 Prozent. Im Vergleich zu Kohlekraftwerken gleicher Leistung werden hier jährlich rund drei Millionen Tonnen CO2 vermieden. Effizienz ist eben keine Hexerei, sondern das Ergebnis der Zusammenarbeit von Ingenieuren. Basis der Entwicklung sind moderne hochwarmfeste Stahl-Werkstoffe, welche die hohen technologischen Anforderungen an die einzelnen Komponenten erfüllen und den zuverlässigen Betrieb über eine lange Lebensdauer sicherstellen.

377 Kilometer Heizflächenrohre

Lieferantin von geschmiedeten Bauteilen ist die Saarschmiede GmbH in Völklingen. Dazu zählen Komponenten der Gasturbine wie die Verdichter- und Turbinenscheiben, der Zuganker für das Verspannen der Scheiben und die Hochdruck-Mitteldruckwelle der Dampfturbine. Auch die Welle für den am Ende des Turbinenstrangs gekoppelten Generator, der die Rotationsenergie in elektrische Energie umwandelt, kam aus dem Saarland. Nicht weit von Düsseldorf entfernt, in Mülheim an der Ruhr, stellt Vallourec Deutschland GmbH die 17.616 nahtlos gezogenen Heizflächenrohre für Verdampfer und Überhitzer her: Hintereinandergelegt entspricht ihre Gesamtlänge mehr als 377 Kilometer, der Entfernung Düsseldorf – Baden-Baden.

Nachhaltigkeit durch Stahl

Die Turbine treibt den Generator an, der die Rotationsenergie in elektrische Energie umwandelt. Gewalzte und geschmiedete Bauteile aus Stahl, die in Generatorwelle, Wälzlagern und Elektroblechen eingesetzt sind, halten lange höchsten Belastungen stand. Hier leistet Stahl einen beachtlichen Beitrag zur Nachhaltigkeit von Energieressourcen und belegt, dass die Energiewende ohne Stahl nicht möglich wäre. Weltweit sind inzwischen 28 solcher Turbinen installiert oder bestellt. Was es bedeutet, eine solche Turbine auf den Weg zu bringen, zeigt dieses Video von Galileo.

Foto: Siemens Gasturbine SGT5-8000H im Kraftwerk Lausward, Düsseldorf (© Ansgar M. van Treeck)

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woeckner_blog_150x150Über den Autor: Horst Woeckner ist Referent für technische Kommunikation im Bereich Public Affairs/Neue Medien.

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