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ENERKO plant einen der größten Fernwärmespeicher Deutschlands

Musterprojekt für maximierte Erträge in Heizkraftwerken

Aachen/Duisburg: Wie können Heizkraftwerke mit kombinierter Strom- und Wärmeerzeugung im aktuellen Markt wirtschaftlich betrieben werden? Das ist die zentrale Frage, die nun die Stadtwerke Duisburg AG beantwortet haben und mit Hilfe der ENERKO Gruppe in die Tat umsetzen wollen. Die Antwort lautet: Fernwärmespeicher. Denn wenn in einem volatilen Markt die Erlöse für Strom stark differieren, kann dies zu problematischen Situationen für Heizkraftwerke führen. Auch in Zeiten niedriger Strompreise können sie dazu gezwungen sein, hohe Wärmelasten zu bedienen. Die Folge: Unwirtschaftlicher Betrieb.

In Duisburg-Wanheim wird das Heizkraftwerk III der Stadtwerke Duisburg AG um einen Fernwärmespeicher mit einem Behältervolumen von 50.000 m³ ergänzt. Der Speicher soll in ca. 2 Jahren in Betrieb gehen. und wird den Betrieb des Gasheizkraftwerks flexibilisieren und wirtschaftlich optimieren. Seine technische Planung kommt aus den Händen der ENERKO-Gruppe. Das zugrunde liegende Prinzip liegt in der Suche des Optimums im „magische Viereck“ aus flexibler Fahrweise, niedrigen Betriebskosten, geringem Wartungsaufwand und höchstmöglichem Wirkungsgrad.

Große Fernwärmespeicher stellen hierbei eine sichere, etablierte und ökonomische Lösung dar. Mit ihnen kann die Strom- und Wärmeerzeugung in Heizkraftwerken und weiteren KWK-Anlagen des angeschlossenen Fernwärmenetzes entkoppelt werden. „Am Ende steht ein Paradigmenwechsel im Betrieb: Weg von der wärmegeführten und hin zur stromorientierten Fahrweise.“ Dr. Armin Kraft, Prokurist der EEB ENERKO, beschreibt es plakativ. Die folgenden Vorteile werden mit dem Konzept den Betreibern eröffnet:

  1. Minimale Stromerzeugung und maximale Wärmeerzeugung zur Speicherbeladung bei niedrigen Strompreisen
  2. Maximale Stromerzeugung bei hohen Strompreisen mit bedarfsabhängiger Fernwärmeversorgung aus dem Speicher oder Wärmespeicherung
  3. Abschalten des Heizkraftwerks bei niedrigen Strompreisen und Fernwärmeversorgung aus dem Speicher
  4. Hoher KWK-Anteil der Stromerzeugung trotz stromorientierter Fahrweise

Als weitere Option erleichtert ein Speicher mit zusätzlichen Power-to-Heat-Anlagen das Angebot von negativer Regelleistung und damit weitere Erlöse durch Teilnahme am Sekundärregelleistungsmarkt erzielen.

ENERKO begleitet Projekte zum Bau von Fernwärmespeichern von der Idee bis zur Inbetriebnahme und erstellt Machbarkeitsstudien, Wirtschaftlichkeitsanalysen und die technische Planung, übernimmt die Bauüberwachung und optimiert den wirtschaftlichen Betrieb der Anlage.

Für die Stadtwerke Duisburg stand bei der Auswahl der Partners für das Projekt Wanheim die Erfahrung der EEB ENERKO aus Fernwärmespeichern in Halle, Mannheim oder Kiel mit im Fokus. ENERKO hat den Auftrag der technischen Planung des Speichers, sowie der gesamten Anlagentechnik zur hydraulischen Einbindung des Speichers in das Fernwärmenetz. Dabei wird gleichzeitig die hydraulische Einbindung des Heizkraftwerks neu konzipiert. Die Planung ist aufgrund der zahlreichen Betriebsweisen von Speicher und Heizkraftwerk äußerst komplex.

Pumpenhaus_flachKomplexe Hydraulik – Anbindung von Speicher und Heizkraftwerk an das Fernwärmenetz

Für den Standort werden ein einfacher druckloser Speicher und ein innovativer Zweizonenspeicher untersucht. Der Zweizonenspeicher kann als druckloser Behälter Wasser mit deutlich über 100°C beinhalten. Der Trick liegt in einer geschickten Schichtung des bevorrateten Wassers, bei der kaltes Wasser als Last über das heiße Wasser geschichtet wird. Durch den Druck der aufgelasteten Wassersäule können so höhere Temperaturen gespeichert werden.

Speicher3Innovative Technologie – Zweizonenspeicher (patentiert von Bilfinger VAM)

Als bekannte Referenz für diese Technologie ist in Nürnberg bereits im letzten Jahr ein Fernwärmespeicher mit einer Betriebstemperatur von 113°C in Betrieb gegangen. Ein weiterer Zweizonenspeicher mit 115°C wird aktuell von den Stadtwerken Kiel gebaut.
Für den Standort Duisburg wird mit 120°C eine weitere Steigerung der Speichertemperatur untersucht. Damit wäre er der „heißeste“ drucklose Speicher Deutschlands.