EnBW will mit Forschungsprojekten ihre Marktkompetenz ausbauen

Karlsruhe. Dezentrale Energieerzeugung mit Brennstoffzellen und regenerative Energieerzeugung sind Schwerpunkte des aktuellen Innovationsberichts der EnBW Energie Baden-Württemberg AG. Im Vordergrund der Forschungs- und Demonstrationsprojekte der EnBW stehen dabei der Anwendernutzen und konkrete Betriebsehrfahrungen. "Für unsere Kunden wollen wir uns heute schon mit der Technik von morgen vertraut machen. Wesentliches Ziel der EnBW ist es, sich als Schrittmacher zu betätigen und damit die Entwicklung marktgerechter Anlagen und Technologien zu beschleunigen," so Prof. Dr. Thomas Hartkopf, Technik-Vorstand der EnBW. Auslöser für die EnBW seien dabei die Wünsche ihrer Kunden. "In die Zukunft weisende Forschung muss in innovative Produkte und umweltschonende Verfahren münden, die den Anwendern energietechnische Vorteile bei vertretbaren Kosten bietet. Diesem Leitbild entsprechend baut die EnBW in zahlreichen Zukunftsbereichen technologische Kompetenz für ihre Kunden auf", so Hartkopf.

Im Bereich der dezentralen Energieerzeugung verfolgt die EnBW eine integrative Forschungsstrategie, innerhalb derer die Brennstoffzellentechnologie einen Schwerpunkt bildet. So erprobt die EnBW bereits seit Ende des Jahres 2001 Anlagen zur Hausenergieversorgung mit einer elektrischen Leistung von 1 kW und einschließlich Zusatzheizgerät max. 24,5 kW thermischer Leistung. Eine größere Brennstoffzellenanlage der 250-kW-Leistungsklasse zur Versorgung des Thermalbades im badischen Mingolsheim wurde im September 2002 in Betrieb genommen. "Sämtliche Anlagen werden in die jeweils bestehende energietechnische Infrastruktur unserer Kunden eingepasst und können somit von Anfang an unter Realbedingungen ihre Leistungsfähigkeit zeigen", erläutert Dr. Wolfram Münch, Leiter des Bereichs Forschung, Entwicklung und Demonstration. Insgesamt hat die EnBW im Jahr 2002 Brennstoffzellen mit einer elektrischen Leistung von annähernd 500 kW in Betrieb genommen.

Neben Brennstoffzellen werden weitere vielversprechende Technologien zur dezentralen Erzeugung von Strom und Wärme wie beispielsweise Stirlingmotoren oder Mikrogasturbinen intensiv untersucht. Gegenüber konventionellen Blockheizkraftwerken haben Mikrogasturbinen den Vorteil, dass sie einfach aufgebaut, wartungsarm und auch im Teillastbetrieb sehr effizient sind - mit deutlich weniger Kohlenmonoxid- und Stickoxidemissionen. Die Stadtwerke Düsseldorf als Partner der EnBW haben im Herbst 2002 bereits eine Mikrogasturbine mit der elektrischen Leistung von 100 kW und einer thermischen Leistung von 160 kW installiert. Im Gegensatz zu der noch jungen Technologie der Mikrogasturbinen ist das Funktionsprinzip des Heißluft- oder Stirlingmotors bereits länger bekannt. "Aufgrund seines Funktionsprinzips, neuer technischer Möglichkeiten in der Dichtungs- und Werkstofftechnik und nicht zuletzt aufgrund der derzeitigen gesetzlichen Rahmenbedingungen im Bereich kleiner Anlagen bis 50 kW elektrischer Leistung hat der Stirlingmotor jetzt gute Marktchancen", erläutert Dr. Münch. So ermöglicht die äußere Wärmezufuhr eine flexible Brennstoffauswahl. Darüber hinaus ist keine besondere Gasaufbereitung nötig, wodurch beispielsweise auch Biogas kein grundsätzliches Problem darstellt. Die Schadstoffemissionen fallen durch den gleichmäßigen äußeren Verbrennungsprozess sehr gering aus. Derzeit erprobt die EnBW die Leistungsfähigkeit der Stirlingmotoren in einem mehrjährigen Feldtest und kooperiert dabei unter anderem mit der SOLO Kleinmotoren GmbH in Sindelfingen-Maichingen. Für die EnBW sind die Technologien der Mikrogasturbine und des Stirlingmotors eine interessante Ergänzung zur Brennstoffzellen-Technologie.

Neben dezentralen Erzeugungsanlagen bildet die Nutzung regenerativer Energie einen weiteren Schwerpunkt der EnBW Forschung, insbesondere die Nutzung der Erdwärme in großen Tiefen. In einem der führenden deutschen Geothermieprojekte engagiert sich die EnBW gemeinsam mit Partnern im Hot-Dry-Rock-Verfahren, mit dem im Schwäbischen Bad Urach Wärme aus heißem Gestein in bis zu 4.400 m Tiefe gewonnen werden soll. Bei diesem Verfahren wird, vereinfacht gesagt, Wasser über ein erstes Bohrloch in die Tiefe gepresst und durch eigens dafür aufgebrochene Gesteinsspalten im heißen Tiefengestein geleitet. Über ein zweites, weiter entferntes Bohrloch wird das nun heiße Wasser wieder an die Oberfläche geführt und dient zur Wärme- und Stromerzeugung.

Auch der Einsatz von Heizungswärmepumpen zielt auf die Nutzung regenerativer Energiequellen. Unabhängige vergleichende Untersuchungen haben gezeigt, dass Lüftungskompaktgeräte für die Versorgung von Passivhäusern konventionellen Versorgungsvarianten deutlich überlegen sind. Bei einem exemplarischen Vergleich der Betriebskosten zeigt sich, dass Wärmepumpen trotz höherer Investitionskosten eine wirtschaftliche, umweltfreundliche und zukunftssichere Versorgungsvariante darstellen.

Neben den fortschrittlichen Erzeugungstechnologien ist die Optimierung bestehender konventioneller und nuklearer Kraftwerke sowie der Stromnetze naturgemäß Teil des EnBW Innovationsprogramms. Dazu wird z. B. bei Kohlekraftwerken das Verbrennungsverhalten verschiedener Kohlesorten analysiert und optimiert, um die Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit der Anlagen zu erhöhen. Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Bereich der Kernenergieerzeugung dienen vorrangig der sicherheitstechnischen Optimierung der laufenden Anlagen. Darüber hinaus dient unsere Beteiligung an Gemeinschaftsprojekten wie beispielsweise dem Europäischen Druckwasserreaktor (EPR) dem Wissensaustausch und -erhalt unserer Kollegen in den Kernkraftwerken.

Die Optimierung von Anlagen im Stromnetz zielt auf verbesserte Instandhaltungsmethoden, z. B. die Optimierung der Lebensdauer von Großtransformatoren. Erreicht wird dies durch eine kontinuierliche Überwachung wichtiger Betriebsparameter in Verbindung mit einem Diagnosesystem, mit dem mögliche Schäden an der Anlage vermieden werden können. Das neuentwickelte Standard-Monitoring für Netztransformatoren wird erstmals seit November 2002 bei einem neuen 300 MVA-Transformator angewandt. Mit dieser verfeinerten Betriebsüber-wachung erhöht die EnBW auch die Versorgungssicherheit ihrer Kunden.

Schließlich steht mit der Entwicklung der ISKA-Technologie eine besonders erfolgreiche Technologie zur Restmüllentsorgung zur Verfügung. Aus dem Restmüll werden zunächst heizwertreiche, biologisch nicht abbaubare Stoffe ausgeschleust. Der Abbau der biogenen Anteile erfolgt in einer kombinierten Kompostierung und Vergärung zu Biogas und einer festen, reaktionsträgen Fraktion, die auch nach 2005 noch deponiert werden kann. Das Biogas wird in Blockheizkraftwerken zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden. "Vorteilhaft bei diesem Verfahren ist insbesondere die kurze Verweildauer der Stoffströme und dessen Volumenreduktion auf ein Drittel der Ursprungsmenge", wie Dr. Münch erläutert. Die Behandlungsaggregate sind vollständig gekapselt und mit umfangreichen Modulen zur Abluft- und Abwasserreinigung ausgestattet. Kürzlich haben die Landkreise Ludwigsburg, Enzkreis und Rottweil mit der T-plus GmbH, einer Tochtergesellschaft im EnBW-Konzern, nach einer EU-weiten Ausschreibung einen Entsorgungsvertrag mit einer Laufzeit von 15 Jahren und einem Gesamtvolumen von ca. 200 Millionen Euro abgeschlossen.

Hinweis für die Redaktionen:
Auf Wunsch senden wir Ihnen den Innovationsbericht 2002 gerne zu. Der Innovationsbericht 2002 ist außerdem komplett im Internet verfügbar.