EnBW und Siemens planen erstmals Brennstoffzellenkraftwerk der Megawatt-Klasse
Die EnBW Energie Baden-Württemberg AG und Siemens Power Generation wollen gemeinsam ein hocheffizientes Brennstoffzellen-Hybridkraftwerk errichten. Angestrebt ist der Bau eines Demonstrationskraftwerks der Megawatt-Klasse. Ziel des Testprojekts ist, einen deutlich höheren Wirkungsgrad zu erzielen und damit bis zu 70 Prozent der eingesetzten Brennstoffenergie in Strom umzuwandeln. Bis 2008 sollen die hierfür notwendigen Grundlagen erarbeitet werden, auf deren Basis zunächst eine Pilotanlage gebaut wird. Ab 2012 folgt dann das geplante Brennstoffzellen-Hybridkraftwerk.
Der hohe Wirkungsgrad der Pilotanlage liegt deutlich über dem moderner, bereits bestehender Gas- und Dampfturbinenkraftwerke, die derzeit einen Wirkungsgrad von maximal knapp 60 Prozent erzielen. Erreicht werden soll die Effizienzsteigerung durch die Verbindung einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle mit einer Gasturbine im geplanten Hybridkraftwerk. Damit werden der Brennstoff noch besser ausgenutzt und die Emissionen minimiert.
Das Forschungsvorhaben ist langfristig angelegt und enthält sowohl intensive Grundlagenforschung als auch den Technologietransfer hin zu kommerziell nutzbaren Hybridkraftwerken. Kann das Projekt erfolgreich umgesetzt werden, steht die Hybridtechnologie etwa eine Dekade früher zur Verfügung als heute von Experten erwartet.
Siemens PG liefert für die erste wissenschaftliche Konzeptphase eine Hochtemperaturbrennstoffzelle vom Typ SOFC mit fünf Kilowatt Leistung. “Wir freuen uns darauf, in einer langfristigen Innovationspartnerschaft mit EnBW und DLR die Grundlagen für eine breite Anwendung der Brennstoffzellen-Hybridtechnologie zu schaffen“, sagte Norbert König, Mitglied des Bereichsvorstands von Siemens Power Generation. Das DLR Institut für technische Thermodynamik wird die Brennstoffzelle betreiben und analysieren.
„Mit Siemens haben wir einen kompetenten Partner für diese höchst effiziente Zukunftstechnologie gefunden“, sagte EnBW-Technikvorstand Prof. Dr.-Ing. Thomas Hartkopf. „Sie bringt uns deutlich voran in unserem Bestreben, mehr Strom aus immer weniger Brennstoff zu gewinnen und die Emissionen auf immer neue Minimalwerte zu senken.“ Die EnBW betreibt seit 2001 ein landesweites Programm zur Förderung von Brennstoffzellen. Die Brennstoffzellen werden im realen Leistungsbetrieb direkt bei Kunden und Partnern eingesetzt, so dass die EnBW heute über entsprechende technologische Erfahrung aus dem Betrieb von über 20 Anlagen verfügt. Seit 2006 liegen auch erste Erfahrungen mit Brennstoffzellen vor, die von Biogas gespeist werden.
In der ersten dreijährigen Projektphase werden anhand der Einzelkomponenten ein Betriebskonzept und ein entsprechendes Simulationsmodell entwickelt. Das zugehörige Regelungskonzept entwickelt das Institut für Luftfahrttechnik der Universität Stuttgart. In der folgenden Phase sollen ab 2009 die Testkomponenten real gekoppelt und ab 2012 die Kopplung optimiert werden.
Speziell für dieses Projekt wurde mit Unterstützung der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren am Standort des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt (DLR) eine institutsübergreifende Forschungsgruppe gegründet. Hierin bündeln das DLR und die Universität Stuttgart ihre Kräfte. Sprecher der Forschungsgruppe ist Prof. Dr.-Ing. Manfred Aigner vom DLR Institut für Verbrennungstechnik, das die am Institut betriebene Mikrogasturbine samt Laboreinrichtung zur Verfügung stellt.
Festoxid-Brennstoffzellen (Solid Oxide Fuel Cell / SOFC) wandeln über eine elektrochemische Reaktion den Energiegehalt im Brennstoff direkt und sehr effizient in Strom und Wärme um. Im Unterschied zu bisherigen Brennstoffzellenanlagen wird in einem Hybridkraftwerk die Brennstoffzelle unter erhöhtem Gasdruck betrieben, was zu einer Leistungssteigerung bei gleichem Bauvolumen führt. Die benötigte Druckluft wird aus dem Kompressor der Gasturbine entnommen. Die heißen Abgase der Brennstoffzelle, in denen noch brennbare Stoffe enthalten sind, werden wiederum in den Brenner der Gasturbine geleitet. Mit dieser neuen Technik kann der Einsatz von fossilen Brennstoffen reduziert und damit die Umwelt geschont werden.
Das Geschäftsgebiet „Stationäre Brennstoffzellen“ von Siemens PG mit Sitz in Pittsburgh, Pennsylvania, USA, ist weltweit führend auf dem Gebiet der Festoxid-Brennstoffzellen.
Der Bereich Power Generation (PG) der Siemens AG ist eines der führenden Unternehmen im internationalen Kraftwerksgeschäft. Im Geschäftsjahr 2005 (30. September) erzielte Siemens PG einen Umsatz von rund 8,1 Mrd. EUR und erhielt Aufträge in einem Umfang von 11 Mrd. EUR. Das Bereichsergebnis betrug 951Mio. EUR. Siemens PG beschäftigte zum 30. September 2005 weltweit rund 33.500Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Weitere Informationen unter: www.siemens.de/powergeneration
Die EnBW Energie Baden-Württemberg AG ist mit rund fünf Millionen Kunden das drittgrößte Energieversorgungsunternehmen in Deutschland. Mit rund 18.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern hat die EnBW im Jahr 2005 einen Jahresumsatz von 10.769,3 Millionen Euro erzielt. Die Kernaktivitäten der EnBW konzentrieren sich auf die Geschäftsfelder Strom, Gas sowie Energie- und Umweltdienstleistungen. Weitere Informationen unter: www.enbw.com
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