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Kraftwerk Moorburg
Experte
8. August 2016
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Kraftwerk Moorburg – flexible Antwort auf die Energiewende

Für die Grundlast geplante Kraftwerke scheinen nicht mehr in das Bild der Energiewelt von morgen zu passen. Diese sieht eine Energieversorgung ohne Emissionen vor – so das Ziel der Bundesregierung für 2050. Und Energie, die erzeugt wird, wenn der Wind weht oder die Sonne scheint, braucht als Ergänzung flexible Kraftwerke, die zügig auf die Schwankungen reagieren können. Wie passt da ein für die Grundlast geplantes Kraftwerk Moorburg in das Bild?

Als das Kraftwerk Moorburg – wie auch andere konventionelle Kraftwerke – Anfang der 2000er Jahre geplant wurde, war die Energielandschaft eine andere als heute. Für Kraftwerke dieser Größenordnung braucht es von der Planung bis zum Bau gut ein Jahrzehnt, bevor es dann für die nächsten Jahrzehnte planbar Strom liefert. Der Ausbau der Windenergie gibt jedoch ein ganz anderes Tempo vor. Mit der steigenden Anzahl, mit der Windkraftanlagen an Land und auf See errichtet werden, stellen die Erneuerbaren Energien alle Vorhersagen in den Schatten.

Das Kohlekreislager der Kraftwerks Moorburg mit Förderanlage, Foto: Vattenfall

Das Kohlekreislager der Kraftwerks Moorburg mit Förderanlage, Foto: Vattenfall

Aussichten für das Wetter: weiterhin wechselhaft

Ein windreicher Tag mit etwas Sonne bringt Erneuerbare Energie, die mit Vorrang ins Stromnetzt geleitet wird. Vorhersage Flaute, bedeckter Himmel: da müssen die konventionellen Kraftwerke ran – und dass so schnell wie möglich. Nur ist die schnelle Reaktionszeit technisch für Grundlastanlagen eigentlich nicht eingeplant.

Andreas Schröter beobachtet das Einheben der Rauchgasklappe sehr genau, Foto: Vattenfall

Andreas Schröter beobachtet das Einheben der Rauchgasklappe sehr genau, Foto: Vattenfall

Andreas Schröter, Projektleiter bei Vattenfall, erinnert sich an den Projektbeginn: „Bereits in der Inbetriebsetzungsphase wurde uns klar, dass wir das Konzept für das Kraftwerk Moorburg weiterentwickeln mussten, da sich abzeichnete, dass die Einsatzweise immer häufiger durch Lastschwankungen zwischen minimaler und maximaler Last oder gar Stillständen beeinflusst wird. Da die Einspeisung von Windenergie im Strommarkt stets Vorrang hat, sind wir zunehmend mit kurzfristigen Anfragen des Netzbetreibers konfrontiert. Das Kraftwerk muss dann kurzfristig mit einer bestimmten Leistung einspringen – oder eben wieder vom Netz gehen“.

Der Strommarkt – schwankend  

„Parallel dazu entwickeln sich die Preise im Strommarkt zunehmend weniger planbar“, sagt Andreas Schröter. „Auch in diesem Punkt musste das Kraftwerk Moorburg reaktionsfähiger werden. Wir haben uns also gefragt, welche Möglichkeiten der Flexibilisierung es für das Kraftwerk geben kann, um die Anlage zukunftsfähig zu machen. Hier haben wir schlussendlich drei Maßnahmenpakete festgelegt.“

Maßnahme 1: Mehr Energie aus Wind im Netz bedeutet für die Anlage, dass es besonders am Wochenende mehr Stillstände geben wird. Dadurch erhöht sich die Anzahl der Kaltstarts deutlich. Daher wurde zunächst die Mindestlast, die das Kraftwerk technisch fahren kann, von derzeit 35 auf 26 Prozent gesenkt. Die Anzahl der Ab- und Anfahrvorgänge werden so reduziert – folglich auch die Belastungen der betroffenen Kraftwerkskomponenten. Dies wirkt sich positiv auf die Lebensdauer und die Betriebskosten der Anlage aus.  

Das Kraftwerk Moorburg aus der Vogelperspektive, mit dem Containerhafen im Hintergrund, Foto: Hafen Hamburg Marketing

Das Kraftwerk Moorburg aus der Vogelperspektive, mit dem Containerhafen im Hintergrund, Foto: Hafen Hamburg Marketing

Maßnahme 2: Den Einsatz des Kraftwerks bestimmt der Netzbetreiber. Um dessen Anforderung nachzukommen, eine bestimmte Strommenge zu erzeugen oder zu drosseln, wurde die Geschwindigkeit, mit der die Last insbesondere von Mindest- auf Volllast geregelt werden kann, durch Änderungen der Leittechnik erhöht. An- und Abfahrzeiten wurden deutlich verkürzt.

Maßnahme 3: Bei den Startvorgängen eines Kraftwerks wird zwischen Kalt-, Warm- und Heißstarts unterschieden. Ein Kaltstart dauert am längsten und ist am teuersten. Daher soll durch technische Maßnahmen die natürliche Abkühlung der Anlage möglichst lange hinausgezögert beziehungsweise bis zu 48 Stunden warm gehalten werden. Dazu werden Klappen in den jeweiligen Luft- und Rauchgaskanal angeordnet, die die Strömung des Rauchgases durch den natürlichen Zug am Kamin regulieren können. So kann die Anlage zum Beispiel nach einem Wochenendstillstand schneller wieder angefahren werden.

Einbau der Rauchgasklappen 

Das Einheben der Rauchgasklappe ist Präzisionsarbeit, Foto: Vattenfall

Das Einheben der Rauchgasklappen ist Präzisionsarbeit, Foto: Vattenfall

Andreas Schröter zum Start der Arbeiten: „Nicht nur der Einbau der großen Rauchgasklappen war für das ganze Team eine große Herausforderung. Wir mussten die spätere Montage bereits während des noch laufenden Kraftwerksbaus berücksichtigen. Gleichzeitig hatten wir mit der Inbetriebsetzung der beiden Blöcke alle Hände voll zu tun.“ Für den Einbau der Rauchgasklappen wurde dann jeweils der Zeitraum des ersten planmäßigen Revisionsstillstandes gewählt. Andreas Schröter weiter: „Wir sind, wie geplant, mit den Arbeiten innerhalb des Stillstandszeitraumes fertig geworden. So können wir die Anlage wieder wie geplant dem Netzbetreiber als verfügbar melden.“

Rückblick

Nachdem im vergangenen Herbst der regulären Betrieb von Block B wieder aufgenommen wurde, wurden mehrere Versuchsfahrten zu den einzelnen Maßnahmen der Flexibilisierung durchgeführt. Dabei konnte die Mindestlast auf 26 Prozent gesenkt werden. Ursprünglich gab es die Vorgabe eine Mindestlast von 35 Prozent pro Block zu erreichen. Konnte also bisher jeder Block des Kraftwerks Moorburg die eingespeiste Strommenge von 160 Windkraftanlagen ausgleichen, so kann jetzt jeder Block weitere 30 Windkraftanlagen ausgleichen.

Gute Teamwork ist hier gefragt, damit es genau passt, Foto: Vattenfall

Gute Teamwork ist hier gefragt, damit es genau passt, Foto: Vattenfall

Ausblick 

Es werden noch Tests durchgeführt, um zu prüfen, wie die Geschwindigkeit zur Laständerung erhöht werden kann. Außerdem wird getestet, inwieweit sich die Warmstartfähigkeit durch den Einbau der Rauchgasklappen verbessert hat.

Resümee

Aus Sicht von Vattenfall werden sich die aufwändigen Maßnahmen wirtschaftlich lohnen: Die beiden Kraftwerksblöcke können durch ihre optimierte Fahrweise schneller auf die Entwicklung des Strommarktes beziehungsweise der Strompreise reagieren.

Das Team

Andreas Schröter über die Zusammenarbeit: „Der Erfolg des Projektes ist natürlich nur möglich mit Teamarbeit.“ Insgesamt waren zahlreiche Ingenieure und Planer an der Planung, Entwicklung und Umsetzung beteiligt. Dazu kommen noch mehr als 50 Mitarbeiter während der Montage bei den beauftragten Firmen. „Alle Beteiligten haben engagiert und gut zusammengearbeitet“ sagt Andreas Schröter. „Wir hatten teils schwierige Randbedingungen für die Montage, dennoch ist nichts und niemanden etwas passiert. Unsere Sicherheitsstandards haben hier ganz sicher dazu beigetragen.“    

Mehr erfahren Sie im Video – Projektleiter Andreas Schröter berichtet

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Andreas Schröter
Experte
8. August 2016

Nach meinem Studium der Automatisierungstechnik arbeite ich seit 1991 in der Kraftwerkstechnik und im Kraftwerksbau – sowohl im Bereich Engineering als auch als Projektleiter. Das Neubauprojekt Kraftwerk Moorburg begleite ich seit 2008, also quasi mit Beginn der Errichtung. Mit dem Flexibilisierungsprogramm ist das Kraftwerk für den künftigen Strommarkt gerüstet.

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