Die Kraftwerkschemie – seit über 100 Jahren ein Eckpfeiler des vgbe
Michael Rziha
Zunächst möchte ich vorwegnehmen, dass es mir eine Ehre und Freude zugleich ist, mein Wort in diesem Editorial an Sie richten zu dürfen. Insbesondere, da die Kraftwerkschemie seit jeher mein Herzblutthema ist.
Bereits in der Gründungszeit des vgbe energy in den 1920er-Jahren wurden die Bedeutung und Notwendigkeit der Kraftwerkschemie als eigener Schwerpunkt im Anlagenbetrieb erkannt und entsprechend gefördert. 1925 hielten damalige Betreiber dann erstmals ein Handbuch für Speisewasserpflege, einem Vorläufer der heutigen vgbe-Standards, in den Händen.
In den vergangenen 100 Jahren haben Mitgliedsunternehmen des vgbe alle Anwendungsbereiche der Kraftwerkschemie kontinuierlich und wissenschaftlich weiterentwickelt – heute schätzt man den Verband als führenden Akteur auf den zentralen Themenfeldern: Wasser- und Kühlwasserchemie, Korrosionschemie, Brennstoffchemie und Rauchgasreinigung.
Berücksichtigung kritischer Rohstoffe bei der optimalen Auslegung von Energiesystemen
Maurizio Cellura, Quyen Le Luu, Sonia Longo, Francesco Montana und Eleonora Riva Sanseverino
Dieser Artikel liefert eine prägnante, politik- und entscheidungsorientierte Übersicht darüber, wie kritische Rohstoffe (CRMs) Auslegung, Planung und Betrieb von kohlenstoffarmen Energiesystemen beeinflussen. Er fasst zusammen den aktuellen Stand der Forschung zu CRM-Verwendung, Versorgungsrisiken und Indikatoren; und einen Rahmen für die multiobjektive Optimierung, der die jährlichen Kosten, die jährlichen CO2-Emissionen und den CRM-Gehalt gemeinsam minimiert, mit einer Anwendung auf die italienische Insel Sizilien. Die Studie zeigt, dass CRM-Beschränkungen den optimalen Technologiemix erheblich verändern und dass die alleinige Minimierung von Kosten oder Emissionen die CRM-Abhängigkeit erhöhen kann. Schließlich ermöglichen explizite CRM-Schwellenwerte transparente Kompromisse zwischen Kosten, Kohlenstoff und Rohstoffresilienz.
Abwasserbehandlung für CO2-Aminwäschen – Konzeptentwicklung auf Basis von Tests mit realem AbwasserT
Josef Beckmann, Gabriele Böhm, Peter Moser, Georg Wiechers, Reiner Brambach und Tobias Blach
Das deutsche Klimaschutzgesetz legt entsprechend der ambitionierteren europäischen und internationalen Klimaziele für Deutschland fest, dass bis 2045 die Klimaneutralität zu erreichen ist. Ohne den sektorenübergreifenden Einsatz der CO2-Abscheidung aus Abgasen und der geologischen Speicherung sowie der Nutzung des abgetrennten CO2 werden die Klimaschutzziele in Deutschland, Europa und weltweit kaum erreicht werden können. RWE prüft für seine Standorte in Deutschland, den Niederlanden und Großbritannien mit thermischer Verwertung von Biomasse bzw. biogener Rest- und Abfallstoffe die Machbarkeit von CO2-Aminwäschenanlagen. RWE und EnviroChemie haben zusammen Untersuchungen zur Abwasseraufbereitung mit realen Proben aus der CO2-Aminwäsche-Pilotanlage von RWE in Niederaußem durchgeführt.
Diagnose und Behebung von Leistungsproblemen in einem Entmineralisierungs-Ionenaustauschsystem: Eine Fallstudie zu Polymerfouling und Kalziumleckage
Sidwell Muthavhine
Biozidfreie Kühlwasserbehandlung mit funktionellen Mikroorganismen – Ein Paradigmenwechsel für die Energie- und Prozessindustrie
Lars Havighorst
Kontrolle von Quecksilber in Rauchgasemissionen aus Kohlekraftwerken mit MerControl-Technologie
Lukas Pilar und Lionel Barré
Um die Industrieemissionsrichtlinie (IED) (Richtlinie 2010/75/EU) einzuhalten oder Nachhaltigkeitsziele zu erreichen, setzen große Verbrennungsanlagen beste verfügbare Techniken (BVT) oder innovative Lösungen ein, um die Quecksilberkonzentration in ihren Gasemissionen zu reduzieren. Nalco Water hat eine innovative chemische Lösung entwickelt, um die Quecksilberrückhaltung in der flüssigen Phase in Nassreinigungsanlagen zu verbessern und so eine effiziente und kostengünstige Einhaltung der Emissionsgrenzwerte zu erreichen. Diese Chemie hat gegenüber herkömmlichen Produkten mehrere Vorteile, darunter eine bessere Effizienz bei der Quecksilberabscheidung und ein besseres Umweltsicherheitsprofil.
Anwendung von filmbildenden Aminen zur Korrosionskontrolle in Elektrodenkesseln
Ronny Wagner
Elektrodenkessel gewinnen in der industriellen Dampferzeugung sowie in der Fernwärmeversorgung zunehmend an Bedeutung, da sie einen wichtigen Beitrag zu einer flexiblen und CO2-armen Energieerzeugung leisten. Anders als konventionelle Kessel basiert ihr Funktionsprinzip darauf, dass Wasser zugleich als Wärmeträger und elektrischer Leiter fungiert. Diese Doppelfunktion stellt besondere Anforderungen an die Wasserchemie und führt zu grundlegend veränderten Korrosionsmechanismen. Auf Grundlage dokumentierter Betriebserfahrungen aus industriellen Dampferzeugungsanlagen und Fernwärmesystemen wird aufgezeigt, wie filmbildende Amine in wasserchemische Gesamtkonzepte für Elektrodenkessel integriert werden können, um den Eisentransport zu verringern, Stillstandskorrosion zu minimieren und einen stabilen Anlagenbetrieb sicherzustellen, ohne die elektrische Leistungsfähigkeit zu beeinträchtigen.
Kann die Verbrennung von Ammoniak der Schlüssel in eine emissionsfreie Zukunft sein? Ein Erfahrungsbericht aus einer 300 kW Versuchsanlage
Johannes Burkert, Marcel Biebl, Bernd Feller und Christopher Rosebrock
Grüner Wasserstoff vs. grünes Methan: Produktion und Transport
Konrad Vogeler
FSRUs unterstützen zunehmend die globale LNG-Expansion, indem sie Angebot und Nachfrage miteinander verbinden
GECF Gas Exporting Countries Forum
Zwischen 2026 und 2030 steht der globale LNG-Markt vor einem bedeutenden Wachstum, da voraussichtlich 235 Mtpa an neuen Verflüssigungskapazitäten hinzukommen werden, die zu den bestehenden 551 Mtpa hinzukommen. Diese Expansion wird die Liquidität und Reaktionsfähigkeit der globalen Energiemärkte verbessern und eine solide Grundlage für ein nachhaltiges Wachstum des globalen LNG-Handels schaffen. Die erfolgreiche Absorption dieser Mengen hängt von einer robusten Nachfrage aus reifen und aufstrebenden Märkten sowie von der weiteren Ausweitung der Gasnutzung im Energie- und Industriesektor als zuverlässige, kohlenstoffarme Energiequelle ab. Um die neue Versorgung mit den globalen Gasverbrauchszentren zu verbinden, muss die Regasifizierungsinfrastruktur proportional skaliert werden.
Editorial
Michael Rziha
Chief Key Expert
Power Plant Chemistry
PPCHEM AG, Hinwil, Schweiz
Die Kraftwerkschemie – seit über 100 Jahren ein Eckpfeiler des vgbe
Liebe Leserinnen und Leser des vgbe energy journals,
zunächst möchte ich vorwegnehmen, dass es mir eine Ehre und Freude zugleich ist, mein Wort in diesem Editorial an Sie richten zu dürfen. Insbesondere, da die Kraftwerkschemie seit jeher mein Herzblutthema ist.
Bereits in der Gründungszeit des vgbe energy in den 1920er-Jahren wurden die Bedeutung und Notwendigkeit der Kraftwerkschemie als eigener Schwerpunkt im Anlagenbetrieb erkannt und entsprechend gefördert. 1925 hielten damalige Betreiber dann erstmals ein Handbuch für Speisewasserpflege, einem Vorläufer der heutigen vgbe-Standards, in den Händen.
In den vergangenen 100 Jahren haben Mitgliedsunternehmen des vgbe alle Anwendungsbereiche der Kraftwerkschemie kontinuierlich und wissenschaftlich weiterentwickelt – heute schätzt man den Verband als führenden Akteur auf den zentralen Themenfeldern: Wasser- und Kühlwasserchemie, Korrosionschemie, Brennstoffchemie und Rauchgasreinigung.
Dieses fundierte Fachwissen wird festgehalten in bewährten vgbe-Standards, Merkblättern und Richtlinien. Ausgearbeitet in den jeweiligen Gremien und Arbeitsgruppen, initiiert durch das Technical Committee Chemistry and Emission Control. Der Erfolg dieser Arbeit zeigte sich in der Vergangenheit in Form erheblicher Kosteneinsparungen auf Seiten der Betreiber, die von optimierten Prozessen und dementsprechend rückläufigen chemiebedingten Schäden profitierten.
Dank des großen Engagements in den Gremien und einer hervorragenden Expertise aller Beteiligten verfügen wir heute über eine exzellente Wissensbasis, welche zwingend gepflegt und weiterentwickelt werden sollte. Statt an diesem Punkt stehenzubleiben, müssen wir also entsprechend technischer Entwicklungen und daraus erwachsenden Herausforderungen Schritt halten. Gleichwohl dürfen wir nicht zulassen, dass wertvolles Wissen mit der Zeit in Vergessenheit gerät und nicht mehr weitergegeben wird.
Zur Wahrheit gehört aber leider auch: Große, branchenweit Beachtung findende Innovationen oder Erkenntnisse in der Kraftwerkschemie nehmen ab, die Anzahl chemisch bedingter Schäden indes nimmt gegenwärtig wieder zu – und geht mit teils schweren wirtschaftlichen Konsequenzen einher. Wesentlicher Treiber dieser Negativentwicklung ist der fortschreitende Verlust an Know-how und Expertenwissen. Doch wie vielleicht gerade Sie als geneigte Leserinnen und Leser des vgbe energy journals wissen, kann dieses Know-how durch die einzigartige Gremienarbeit des vgbe auch in Zukunft weiterentwickelt und ausgebaut werden.
Dies wird vor allem dann funktionieren, wenn wir dem derzeitig dramatischen Expertenschwund durch gezielte Nachwuchsförderung begegnen und wieder junge Menschen für dieses spannende und wichtige Thema begeistern. Dazu braucht es zwingend eine verlässliche berufliche Perspektive. Verantwortliche Führungskräfte sind gut beraten, jungen Spezialisten (und Spezialistinnen!) aktiv zur Beteiligung an der Gremienarbeit aufzurufen. Dazu gehören auch Teilnahmen an vgbe-Fachkonferenzen, Expert Workshops und Seminaren zur Kraftwerkschemie. Hier sollte keineswegs an Einsparpotenziale oder Budgetkürzungen gedacht werden.
Kraftwerkschemiker oder Kraftwerkschemikerin wird man nicht über Nacht. Es ist, das wissen die alten Hasen unter uns nur zu gut, ein langwieriger und lehrreicher Prozess. Kraftwerkschemie ist keine „Commodity“, die man x-beliebig outsourcen oder von extern zukaufen kann. Erfahrung aus der Praxis, spezifische Anlagenkenntnisse sowie das Verständnis der darin laufenden Prozesse sind substanziell.
In diesem Zusammenhang absolut erwähnenswert ist meines Erachtens folgendes Zitat aus der vgbe-Gründungszeit vor 95 Jahren. Damals sagte Robert Stumper:
„Die Aufgaben, die das Speisewasser dem Wissenschaftler und dem Techniker stellt, sind keineswegs einseitig chemischer Art. Chemie, Maschinenbau, Werkstoffkunde und Thermodynamik durchdringen sich gegenseitig in unserem Gebiet.“
Diese Feststellung ist selbst 100 Jahre später uneingeschränkt gültig, denn die Kraftwerkschemie beschränkt sich mitnichten auf reine Labor- und Messtätigkeiten. Die kraftwerkschemischen Prozesse sind hochkomplex. Nur mit repräsentativen und korrekten Messdaten und deren Auswertung kann eine Diagnose gestellt und ein sicherer und wirtschaftlicher Betrieb gewährleistet werden.
Wir müssen daher dringend für qualifizierten Nachwuchs auf diesem interdisziplinären und von diversen Schnittstellen geprägten Arbeitsfeld sorgen und diesen Nachwuchs auch fördern! Lassen Sie es nicht zu, dass dieser wertvolle Wissens- und Erfahrungsschatz auf dem Altar der sinnlosen Einsparungen geopfert wird. Die Lehren und Empfehlungen der Kraftwerkschemie werden mit Sicherheit auch noch in den kommenden 100 Jahren benötigt.
Zum Abschluss möchte ich auch meinen Freund und hochgeschätzten Kollegen, den langjährigen Vorsitzenden des Technical Committee Chemie, Prof. Dr.-Ing. Herwig Maier zitieren:
„Nicht alles ist Chemie, aber ohne Chemie ist alles nichts.“