Instandhaltung und Anlagenoptimierung in Zeiten des Wandels
Christopher Weßelmann
Im Zuge des weltweiten Wandels hin zu nachhaltigeren Energiequellen entwickeln sich auch die damit verbundenen Technologien für Energieanlagen rasant weiter. Neue Quellen und neue Technologien wie Wind-, Solar-, Geothermie- und Gezeitenkraftwerke spielen eine entscheidende Rolle bei der Verringerung der Treibhausgasemissionen und der Sicherung einer grüneren Zukunft des Energiesektors. Außerdem werden neue Energietechnologien, z.B. für die Speicherung und den Transport, mit großem Tempo bis zur Marktreife entwickelt. Um die Effizienz und Lebensdauer dieser Energieanlagen zu optimieren, ist es unerlässlich, der Instandhaltung Priorität einzuräumen und ihre Planung und Umsetzung zu optimieren. Dieses Editorial befasst sich mit der Bedeutung von Instandhaltung und optimiertem Betrieb für neue Energieanlagen und zeigt die damit verbundenen Vorteile und Strategien auf.
Maximierung der Leistung durch proaktive Wartung: Regelmäßige und kontinuierliche Instandhaltung sind entscheidend für den zuverlässigen und effizienten Betrieb von Energieanlagen. Proaktive Wartungsstrategien, einschließlich präventiver und vorausschauender Instandhaltung, können dazu beitragen, potenzielle Probleme zu erkennen und zu beheben, bevor sie auftreten. Durch Routineinspektionen, die Überwachung der Anlagenleistung und die Umsetzung proaktiver Wartungsmaßnahmen können Anlagenbetreiber Ausfallzeiten minimieren, die Produktivität steigern und die Lebensdauer ihrer Anlagen verlängern.
Technologiekopplung als Grundlage von Innovationen für den Bereich der Erneuerbaren Energien
Ralf Malessa
Große Änderungen in technologischen oder marktpolitischen Rahmenbedingungen führen üblicherweise dazu, dass wichtige Zukunftstechnologiebereiche sich frühzeitig durch Anstieg in den Anmeldezahlen gewerblicher Schutzrechte zu erkennen geben. Während in den letzten Jahren die internationalen Anmeldezahlen im Bereich der Erneuerbaren Energien mit Fokus Klimaschutztechnologien auf ein exponentiell wachsendes Marktpotential schließen ließen, schien insbesondere der deutsche Markt von dieser Entwicklung entkoppelt zu sein. Trotz der Wichtigkeit dieses Segmentes finden sich nach dieser Datenlage nur wenige nationale Treiber, welche, verglichen mit anderen Technologienationen, wichtige Teilbereiche mitbestimmen. Prinzipielle Möglichkeiten zur zukünftigen Stärkung der Gewerblichen Schutzrechts-Wettbewerbssituation können sich besonders für deutsche Anmelder dadurch ergeben, dass technische Schutzrechte auf komplexere Gegenstände gerichtet werden, welche das Zusammenspiel unterschiedlicher Technologiebereiche, wie beispielsweise das Zusammenspiel zwischen Windkraft und Elektrolyse, beinhalten.
Sensibler Hochtemperaturspeicher bis 1200 °C mit extern beheiztem Gasturbinenprozess - Entwicklung und Simulation einer neuartigen Carnot-Batterie zur dezentralen Sektorenkopplung
Felix Holy, Alexej Paul, Michel Textor, Stefan Lechner, Nils Metka und Falco Krell
Durch den Ausbau der erneuerbaren Energien besteht ein zunehmender Bedarf an dezentralen Speichertechnologien. In den letzten Jahren hat sich der Begriff der Carnot-Batterie (CB) im Kontext innovativer Speichertechnologien etabliert. Carnot-Batterien zeichnen sich grundlegend dadurch aus, Strom ein- und auszuspeisen sowie in Form von Wärme auf verschiedenen Temperaturniveaus zwischenzuspeichern. Der hier betrachtete Hochtemperaturspeicher (HTS) wandelt mittels integrierter Widerstandsheizelemente Strom in Wärme und speichert diese in keramischen Festkörpern auf einem Temperaturniveau >1000 °C. Bei Strom- und Wärmebedarf wird die sensible Wärme an einen Luftstrom übertragen, welcher eine Rückverstromungseinheit nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) betreibt. Auf Basis einer ersten Anlage wird für das Nachfolgeprojekt EnEff:Stadt FlexQuartier Gießen ein HTS mit größerer Speicherkapazität, optimierten internen Wärmeübergängen sowie geringeren Wärmeverlusten an die Umgebung entwickelt.
Energie- und Kosteneinsparungsmöglichkeiten beim Betrieb von Gasturbinen
Dinesh Bhatia und Dipti Datta
Die Verringerung des Brennstoffverbrauchs, der Schallemissionen, der Vibrationen, der Abgasemissionen und des CO2-Fußabdrucks sowie die Verbesserung der allgemeinen Betriebsbedingungen einer Anlage sind Ziele, die von jedem Betreiber angestrebt wird. Während Systeme, die vor 30 bis 40 Jahren entworfen wurden, weniger auf Brennstoffeffizienz und Schallemissionsreduzierung ausgerichtet waren, machen es die aktuelle Wirtschaft und die Umweltvorschriften zwingend erforderlich, dass diese Faktoren beim Betrieb dieser Anlagen neu überdacht werden müssen. Die Verbesserung des Wirkungsgrads durch eine optimierte Konstruktion der Gasturbinen ist ein wichtiger Bereich, dem viel Aufmerksamkeit gewidmet wird. Ein Bereich, der oft übersehen wird, ist die Konstruktion der Ansaug- und Abgassysteme für diese Gasturbinensysteme. In diesem Beitrag werden die Ursachen für Energie-/Druckverluste in den meisten herkömmlichen Einlass- und Auslasskonstruktionen von Gasturbinen erörtert. Anhand von Konstruktionsbeispielen von M&I werden Möglichkeiten der Optimierung aufgezeigt. Des Weiteren wird die Bedeutung der Betriebskosten bei der Auswahl der Konstruktion und der Lieferanten von Gasturbineneinlass- und -auslasssystemen diskutiert.
Wachsende Trends in der Dekarbonisierung können dem Greenwashing zum Opfer fallen
Mathias Lelievre
100%ige Ascheverwertung in kohlebefeuerten Kraftwerken in Indien
Lesley Sloss, Sanjeev Kumar Kanchan, Wojciech Jozewicz und Paul Baruya
Die neue Präsidentschaft der europäischen Elektrizitätswirtschaft präsentiert ihre Vision für die Unabhängigkeit Europas von sauberer Energie
Eurelectric: Leonhard Birnbaum, Markus Rauramo und Georgios Stassis
Künftige Entwicklungen bei Midstream-Erdgasinvestitionen: Fokus auf Asien-Pazifik
Galia Fazeliyanova
Die anhaltende Unterinvestition oder Investitionslücke bei der Erdgasversorgung ist eine der Hauptursachen für die derzeitige globale Energiekrise. Sie ist das größte Einzelrisiko für die globale Energiesicherheit in der Zukunft. Das kommende Jahrzehnt von 2023 bis 2030 gilt als “goldenes Zeitalter” für den Ausbau der Flüssigerdgas-Infrastruktur und für Investitionen. Daher sind eine rechtzeitige Durchführung und eine rasche Projektentwicklung für LNG-Verflüssigungs- und LNG-Wiederverdampfungsprojekte von entscheidender Bedeutung, um diese Chance zu nutzen. Nach 2030 könnten die verschiedenen Regionen weltweit unterschiedliche Wege zur Energiewende einschlagen. Der asiatisch-pazifische Raum wird sich weiter in Richtung eines saubereren Energiemixes bewegen und dabei ein Gleichgewicht zwischen seinen wirtschaftlichen und ökologischen Prioritäten herstellen. Die zunehmende Abhängigkeit von Erdgasimporten ist eine weitreichende Chance, aber auch eine Herausforderung.
Energieverbrauch in Deutschland im Jahr 2022 – Elektrizitätswirtschaft
Die inländische Energiegewinnung ist 2022 mit der Ausnahme von Erdöl, Erdgas und sonstigen Energieträgern bei allen anderen Energieträgern angestiegen, so dass es insgesamt zu einer Steigerung um etwa 2,2 % auf 3.647 PJ oder 124,4 Mio. t SKE gekommen ist. Die Stromwirtschaft war 2022 durch die sich insgesamt abschwächende Konjunktur und eine mildere Witterung geprägt, vor allem aber durch die Folgen des Ukrainekrieges, die sich in drastisch steigenden Energiepreisen an den Großhandelsmärkten und bei den Letztverbrauchern zeigten. Der Stromverbrauch (Bruttoinlandsstromverbrauch) nahm um 3,4 % auf 549,2 Mrd. kWh ab. Dementsprechend verzeichnete auch die Stromerzeugung (Bruttostromerzeugung) ein Minus von 1,7 % und der Stromaustausch-Überschuss Deutschlands stieg um 9,5 Mrd. kWh auf 28,1 Mrd. kWh.
Editorial
Christopher Weßelmann
Chefredakteur vgbe energy
Instandhaltung und Anlagenoptimierung in Zeiten des Wandels
Liebe Leserinnen und Leser,
im Zuge des weltweiten Wandels hin zu nachhaltigeren Energiequellen entwickeln sich auch die damit verbundenen Technologien für Energieanlagen rasant weiter. Neue Quellen und neue Technologien wie Wind-, Solar-, Geothermie- und Gezeitenkraftwerke spielen eine entscheidende Rolle bei der Verringerung der Treibhausgasemissionen und der Sicherung einer grüneren Zukunft des Energiesektors. Außerdem werden neue Energietechnologien, z.B. für die Speicherung und den Transport, mit großem Tempo bis zur Marktreife entwickelt. Um die Effizienz und Lebensdauer dieser Energieanlagen zu optimieren, ist es unerlässlich, der Instandhaltung Priorität einzuräumen und ihre Planung und Umsetzung zu optimieren. Dieses Editorial befasst sich mit der Bedeutung von Instandhaltung und optimiertem Betrieb für neue Energieanlagen und zeigt die damit verbundenen Vorteile und Strategien auf.
Maximierung der Leistung durch proaktive Wartung: Regelmäßige und kontinuierliche Instandhaltung sind entscheidend für den zuverlässigen und effizienten Betrieb von Energieanlagen. Proaktive Wartungsstrategien, einschließlich präventiver und vorausschauender Instandhaltung, können dazu beitragen, potenzielle Probleme zu erkennen und zu beheben, bevor sie auftreten. Durch Routineinspektionen, die Überwachung der Anlagenleistung und die Umsetzung proaktiver Wartungsmaßnahmen können Anlagenbetreiber Ausfallzeiten minimieren, die Produktivität steigern und die Lebensdauer ihrer Anlagen verlängern.
Nutzung von Daten und Analysen für die Zustandsüberwachung: Neue Energieanlagen liefern große Mengen an Betriebsdaten, die zur Optimierung genutzt werden können. Durch die Implementierung fortschrittlicher Datenanalyse- und Zustandsüberwachungsverfahren können Betreiber in Echtzeit Einblicke in den Zustand ihrer Anlagen gewinnen. Durch den Einsatz von Technologien wie IoT-Sensoren (Internet of Things), künstlicher Intelligenz (AI) und Maschinelles Lernen (ML) können Betreiber Anomalien erkennen, Ausfällen vorbeugen und Instandhaltungsmaßnahmen effizienter planen. Dieser Daten gesteuerte Ansatz ermöglicht eine proaktive Entscheidungsfindung und gewährleistet einen optimalen Anlagenbetrieb.
Vorrang für Sicherheit und Compliance: Sicherheit hat beim Betrieb von Energieanlagen seit jeher oberste Priorität und wird beim Umgang mit neuen Energiequellen noch wichtiger. Eine sachgemäße Wartung und ein optimierter Betrieb tragen zu einem sichereren Arbeitsumfeld bei, indem sie potenzielle Gefahren minimieren und ausschließen. Regelmäßige Inspektionen, Sicherheitsaudits und die Einhaltung von Branchenvorschriften und -standards sind wichtige Prinzipien. Darüber hinaus sollten die Wartungsaktivitäten mit den Umweltvorschriften in Einklang gebracht werden, um einen nachhaltigen und verantwortungsvollen Betrieb der Anlagen zu gewährleisten.
Steigerung der Effizienz und des Energieertrags: Wartung und optimierte Betriebsstrategien wirken sich direkt auf den Wirkungsgrad und die Energieausbeute von Anlagen in der Stromerzeugung aus. Effektive Wartungspraktiken, wie zum Beispiel die Reinigung von Solarmoduloberflächen, die exakten Ausrichtung von Windturbinen „in den Wind“ oder die Optimierung der Leistung von geothermischen Bohrungen, können die Gesamteffizienz und -leistung verbessern. Durch die Beseitigung von Ineffizienzen, die zeitnahe Behebung von Problemen und die Feinabstimmung der Betriebsparameter können die Betreiber die Stromerzeugung optimieren und die finanzielle Rentabilität der Anlage verbessern.
Partnerschaftliche Zusammenarbeit und Wissensaustausch: Die Instandhaltung und Optimierung neuer Energieanlagen erfordert das Fachwissen und die Zusammenarbeit verschiedenster Beteiligter. Anlagenbetreiber, Technologieanbieter und Wartungsspezialisten sollten starke Partnerschaften eingehen, um den Zugang zu den neuesten Technologien, bewährten Verfahren und Schulungen zu gewährleisten. Der Wissensaustausch durch Branchenveranstaltungen, Foren und Forschungskooperationen erleichtert das kontinuierliche Lernen und die Innovation in der Instandhaltung und im Betrieb von Kraftwerken. vgbe energy befasst sich mit all diesen Themen und unterstützt hier seine Mitglieder weltweit – seit mehr als 100 Jahren, und ist damit auch ein Vorreiter. Die neue Arbeitsstruktur des Verbandes, die sich derzeit in der Umsetzung befindet, wird eine effiziente und flexible Unterstützung der Mitglieder und aller Energietechnologien weiter angepasst ermöglichen.
Wartung und optimierter Betrieb sind entscheidend für die Maximierung der Leistung, Effizienz und Langlebigkeit von Energieanlagen. Durch die Einführung proaktiver Wartungspraktiken, die Nutzung von Daten und Analysen, die Priorisierung von Sicherheit und Compliance, die Verbesserung der Effizienz und die Förderung von Kooperationspartnerschaften können Anlagenbetreiber das Wachstum sauberer und nachhaltiger Energiequellen vorantreiben. Mit kontinuierlichen technologischen Fortschritten und einem gemeinsamen Engagement für Spitzenleistungen können wir sicherstellen, dass neue Energieanlagen eine zentrale Rolle bei der Gestaltung einer grüneren und nachhaltigeren Zukunft spielen.