Umweltfreundlicher Strom
Die Stromversorgung der wachsenden Weltbevölkerung sicherÂstellen und gleichzeitig das Klima möglichst wenig belasten – vor dieser schwierigen Aufgabe stehen heute die EnergieÂverÂsorger rund um den Erdball. Siemens unterstützt sie mit modernsÂter Technik. Highlights im Kampf gegen den Klimawandel sind ÂGasÂturbinen der neuesten Generation, Offshore-Windparks und die verlustarme Hochspannungs-Gleichstrom-Ãœbertragung (HGÃœ).
Zwei Prozentpunkte mehr Wirkungsgrad – das klingt nicht nach Größenordnungen, die zur Rettung des Klimas geeignet scheinen. Wenn es aber um eine Hochleistungsturbine oder ein Kraftwerk geht, dann stecken hinter dieser kleinen Zahl gewaltige Mengen Kohlendioxid, die der Umwelt erspart bleiben. Das beweist die neueste Entwicklung von Power Generation, die Gasturbine „SGT5-8000H“. Das 440 Tonnen schwere Kraftpaket wird Âzunächst in Block 4 des bayerischen Kraftwerks ÂIrsching getestet und anschließend zu einem Gas-und Dampfturbinen (GuD)-Kraftwerk erweitert. 530 Megawatt wird Irsching 4 dann leisten und mit einem Wirkungsgrad von 60 Prozent zwei Prozentpunkte über dem bisherigen GuD-Weltrekord liegen – zwei Prozentpunkte, die es in sich haben: Sie entlasten die Umwelt um 40.000 Tonnen Kohlendioxid pro Jahr, was dem Ausstoß von 9.500 Mittelklassewagen bei einer jährlichen Laufleistung von 20.000 Kilometern entspricht.
Um eine Turbine zu bauen, die auf kleinstem Raum derart viel Leistung erbringt, bedarf es jahrzehntelanger Erfahrung im klassischen SchwerÂmaschinenÂbau, gepaart mit ultramoderner Fertigungstechnologie. Tonnenschwere und winzige Bauteile – insÂgesamt mehr als 7.000 Einzelteile – müssen in Uhrmacher-Präzision zusammengefügt werden.
Entscheidend für den Wirkungsgrad sind vor allem die Turbinenschaufeln, an die höchste Ansprüche hinsichtlich Temperatur- und VerschleißÂfestigkeit gestellt werden. Für die Irsching-Turbine – mit 340 Megawatt übrigens auch Weltrekordhalter in Sachen elektrische Leistung – entwickelten die ÂSiemens-Fachleute extrem belastbare Nanobeschichtungen, denen selbst Temperaturen von fast 1.500 Grad Celsius nichts anhaben. Weiterhin integrierten sie ein hydraulisches System, das die Spalte zwischen den Rotorschaufeln und dem Gehäuse nach dem Anfahren der Turbine um wenige MilliÂmeter verringert. Auf diese Weise strömen weniger Verbrennungsgase ungenutzt an den Schaufeln Âvorbei. Mehr als 1.100 große Gasturbinen hat ÂSiemens bislang an Kunden weltweit ausgeliefert. Siemens hat in den vergangenen 20 Jahren rund 520 GuD-Anlagen in ÂBetrieb genommen, die in puncto Energieeffizienz und Klimaverträglichkeit MaßÂstäbe bei den fossil befeuerten Kraftwerken Âsetzen.
Auch bei unseren Kohlekraftwerken erzielen wir sehr hohe Wirkungsgrade von 47 Prozent, was gegenüber herkömmlichen Anlagen eine deutliche ReÂduzierung der Emissionen zur Folge hat. Im Bereich CO2-freie Kohleverstromung bietet PG zwei Technologien an: die ÂCO2-Abtrennung vor der Verbrennung für Neuanlagen sowie die CO2-Abscheidung nach der VerÂbrenÂnung für bestehende Kraftwerke. Mit den Flugstromvergasungsreaktoren der neuen 500-Megawatt-Leistungsklasse verfügt Siemens über einen zentralen Baustein für die Âsaubere Kohleverstromung in sogenannten IGCC (Integrated ÂGasification Combined Cycle)-Kraftwerken.
Offshore-Windkraftanlagen
Bei den CO2-freien Stromerzeugungstechnologien verzeichnet vor allem die Windenergiebranche hohe Wachstumsraten. Siemens erweitert aufgrund der enormen Nachfrage kontinuierlich seine Produktionskapazitäten und ist bei Offshore-Windparks Marktführer. Aus eigener Fertigung stammen insbesondere die riesigen Rotorblätter, die nach dem von Siemens patentierten IntegralBlade®-Verfahren in einem einzigen Fertigungsgang aus glasfaserverstärktem Epoxidharz gegossen werden.
Die größte Windturbine von Siemens mit der BeÂzeichnung „SWT-3.6-107“ hat einen RotordurchmesÂser von 107 Metern und eine Leistung von 3,6 MegaÂwatt. Sie kommt in mehreren Großprojekten an Europas Küsten zum Einsatz. 54 Turbinen dieses Typs wird Siemens beispielsweise im Offshore-Windpark Lynn und Inner Dowsing vor der Ostküste Englands errichten. Er wird nach seiner FertigÂstelÂlung Ende 2008 der größte Offshore-Windpark der Welt sein und saubere Energie für 130.000 Haushalte liefern. Für zunächst fünf Jahre übernimmt Siemens auch den Service und die Instandhaltung der Turbinen. Allein seit 2003 hat Siemens Windturbinen mit einer Leistung von über 3.300 Megawatt installiert. Sie helfen pro Jahr rund acht Millionen Tonnen CO2 einzusparen – verÂglichen mit der StromÂproduktion in fossil befeuerten Kraftwerken.
Hochspannungs-Gleichstrom-Ãœbertragung
Da Windkraftanlagen und Wasserkraftwerke fast immer abseits der Strom verbrauchenden Ballungs- und Industriegebiete entstehen, muss Strom über große Entfernungen und bei Offshore-Windparks über Unterwasserleitungen transportiert werden. In beiden Fällen stößt die herkömmliche WechÂselÂstromÂüberÂtragung an ihre Grenzen, da die dabei auftretenden Energieverluste die Verbindungen unÂrenÂtabel Âmachen. Abhilfe schafft hier die Hochspannungs-Gleichstrom-Ãœbertragung (HGÃœ), die zwar technisch aufwendiger ist, die Stromverluste aber auf ein Minimum reduziert. Siemens ist in der HGÃœ-Technologie führend und hat weltweit Âbereits etliche dieser bewährten Ãœbertragungen eingerichtet.
So zum Beispiel in Indien und China, wo zwischen den Kraftwerken und Stromverbrauchern oftmals mehr als 1.000 Kilometer zu überwinden sind. Auch die zum US-Bundesstaat New York gehörende Insel Long Island setzt auf HGÃœ-Technik von Siemens. Vorteil für die Bewohner: Sie können auf ein weiteres Kraftwerk auf der dicht Âbesiedelten Insel verzichten und stattÂdessen ihren Strom über ein 105 Kilometer langes UnterwasserÂkabel aus dem Verbundnetz von New Jersey beziehen. Dort wandeln Siemens-Umrichter den Wechsel- in Gleichstrom um, bevor er durch das Unterwasserkabel fließt. ÂSobald er Long Island erreicht, wird er wieder in Wechselstrom umgewandelt. Da der Strom vom amerikanischen Festland zum Teil aus CO2-freien Energiequellen stammt, kommt der HGÃœ auch hier entÂscheidende Bedeutung bei der Ãœbertragung Âumweltfreundlich erzeugten Stroms zu.
Aber nicht nur in Asien und Amerika ist ÂSiemens auf dem Gebiet der Hochspannungs-GleichÂstrom-Ãœbertragung außerordentlich erfolgreich, auch in Europa konnten wir im September 2007 Âbereits den dritten HGÃœ-Auftrag innerhalb nur eines halben Jahres verbuchen. Auftraggeber ist der spanische Netzbetreiber Red Eléctrica de ÂEspaña (REE), der die Ferieninsel Mallorca über ein 250 ÂKilometer langes 250-kV-HGÃœ-Seekabel mit dem Stromversorgungsnetz auf dem spanischen Festland verÂbinden und mit einer Leistung von 400 Megawatt versorgen wird.
Auf der größten Baleareninsel leben mehr als 790.000 Einwohner, dazu kommen jährlich bis zu sieben Millionen Urlauber. Mit dem Zugang zum Elektrizitätsmarkt des spanischen Festlands kann der Spitzenlastbedarf der Insel zur Hauptferienzeit durch Stromimporte aus dem europäischen Verbundnetz gesichert werden. Dadurch kann auf den Bau eines neuen Kraftwerks auf Mallorca verzichtet werden. Zuvor war Siemens bereits mit den Projekten „Storebaelt“, einer 400-kV-Verbindung mit einer Leistung von 600 Megawatt über den ÂGroßen Belt in Dänemark, und „BritNed“, einer Â450-kV-HGÃœ-Verbindung mit einer Leistung von 1.000 Megawatt zwischen den Niederlanden und Großbritannien, beauftragt worden.
Neueste HGÃœ-Entwicklung von Siemens ist die sogenannte HVDC-Plus-Technik, die auf selbstÂgeführÂten Stromrichtern („Voltage Sourced Converter“) Âbasiert. Vorteile von HVDC Plus sind der gerinÂge Platzbedarf für die Stromrichterstationen und die Anbindung sehr schwacher Netze. Das ÂSystem ermöglicht den verlustarmen Transport elektrischer Energie beispielsweise von Offshore-Windparks an die Küste, die Energieversorgung von Ölbohrplattformen aus dem Stromversorgungsnetz auf dem Festland sowie die Energieversorgung von großen Ballungsgebieten. Erstmals zum Einsatz kommt HVDC Plus in San Francisco, wo es die SicherÂheit und Zuverlässigkeit der Stromversorgung maßÂgeblich erhöhen wird.
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