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Technologiepfade der zukünftigen Stromerzeugung bei RWE Dr. Johannes Heithoff, Dr. Johannes Ewers, RWE Power AG Neue Wege in der Kraftwerkstechnik RWTH.

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Präsentation zum Thema: "Technologiepfade der zukünftigen Stromerzeugung bei RWE Dr. Johannes Heithoff, Dr. Johannes Ewers, RWE Power AG Neue Wege in der Kraftwerkstechnik RWTH."—  Präsentation transkript:

1 Technologiepfade der zukünftigen Stromerzeugung bei RWE Dr. Johannes Heithoff, Dr. Johannes Ewers, RWE Power AG Neue Wege in der Kraftwerkstechnik RWTH Aachen, 2. Mai 2006 RWE Power

2 2 RWE Power PKR-N - 2 Die von RWE verfolgten Technologiepfade stehen im Zeichen der Sicherung einer klimaverträglichen Stromerzeugung Clean Coal Power Kernenergie Regenerative Energien Dezentrale Stromerz. Innovationen für heute, morgen und übermorgen Sicherer Betrieb Weiterentwicklung in ausgewählten Bereichen Entwicklung von Versorgungskonzepten für Endkunden

3 3 RWE Power PKR-N - 3 Innovationslinien zu Clean Coal Power von RWE … für heute WTA-Prototyp für morgen Erstes Trocken- kohle-KW 700 °C-Testanlagen 700 °C Demo-KW für übermorgen Erster CO 2 - freier IGCC Neues Projekt: CO 2 -freies 450 MW IGCC mit Speicherung Neues Projekt: CO 2 -Wäsche für konv. Kraftwerk Erster Retrofit/ Neubau mit CO 2 - Wäsche Kraftwerkspark: kontinuierliche Erneuerung Effizienzsteigerung durch Erneuerung, aktuell BoA 2/3, SK-Doppelblock …

4 4 RWE Power PKR-N - 4 Das RWE-Projekt des CO 2 -freien 450-MW-Kohlekraftwerks mit CO 2 -Speicherung Basistechnologie: IGCC El. Leistung: 450 MW brutto 360 MW netto Nettowirkungsgrad: 40% CO 2 -Speicherung: 2,3Mio. t/a CO 2 -Speicher in alter Gaslager- stätte oder in salinem Aquifer Inbetriebnahme: 2014 RWE-Budget: ca. 1 Mrd.

5 5 RWE Power PKR-N - 5 Unter den Optionen CO 2 -freier Kraftwerkstechnik ist IGCC die belastbarste mit dem breitesten Spektrum Konv. KW / WäscheIGCCOxyfuel Stand der Technik Pilotanlage Wäsche (Start) KW mit Abtrennung techn. verfügbar Technikum Belastbarkeit der technischen und wirtschaftlichen Aussagen geringhochgering Kraftwerk ohne Abtrennung effizient betreibbar ja nein Für Nachrüstung konv. KW geeignetjanein Besondere Reserven zur Reduzierung klassischer Emissionen neinjanein Brennstoffflexibilitätniedrighochniedrig Produktflexibilitätnein ja, Synthesegas, Treibstoffe nein RWE Engagement: Pilot-/DemoanlageCO 2 -freiesStudien IGCC-Kraftwerk

6 6 RWE Power PKR-N - 6 Designbasis: Über 30-jährige RWE-eigene Vergasungserfahrungen Lessons Learned aus bish. IGCC-Projekten (COORETEC-Projekt COORIVA, BMWi) IGCC-Design, Entwicklung GT-Brenner für H 2 -reiches Gas (ENCAP-Projekt, EU 6.RP) GT-Brennerentwicklung (HEGSA-Projekt, EU 5.RP) Das CO 2 -freie IGCC-Kraftwerk

7 7 RWE Power PKR-N - 7 Die Entwicklung des CO 2 -Speichers muss schrittweise und auf mehreren Ebenen erfolgen Parallel müssen in Angriff genommen werden: Schaffung von Standards zur Bewertung von CO 2 -Lagerstätten und ihrer Langzeitdichtigkeit Schaffung rechtlicher und regulatorischer Rahmenbedingungen –Rechtsnorm muss geregelt werden –Regelwerke unterhalb der Gesetzesebene müssen geschaffen werden Erzielung öffentliche Akzeptanz Screening: Screening potentieller Lagerstätten Bewertung und Feasibility Studie für 2 – 3 Standorte Erkundung: Erkundung (3D-Seismik) Auswahl eines Speichers Genehmigungen Ausbau: Abteufen der Bohrungen und Ausbau des Speichers Übertageeinrichtungen Gemeinschaftsaufgaben von Unternehmen, Politik und Behörden Phase 1Phase 2Phase 3

8 8 RWE Power PKR-N - 8 IGCC-Kraftwerk CO 2 -Speicher Screening, Erkundung, Genehmigung Bau, Inbetriebnahme Genehmigung, Bauentscheidung Betriebsbeginn GenehmigungBetriebsbeginn heute2007 Entscheidung Energieträger/Standort Die im Speicher vorgefundenen geologischen Verhältnisse werden darüber entscheiden, welche CO 2 -Mengen zu Beginn eingebracht und wie sie gesteigert werden können. Projektentwicklung Die zügige Realisierung bis 2014 erfordert parallele Entwicklung von Kraftwerk und CO 2 -Speicher 2008 Planung, Genehmi- gung

9 9 RWE Power PKR-N - 9 Das parallele RWE-Programm zur Entwicklung der CO 2 -Wäsche für das Dampfkraftwerk Mit RWE-Beteiligung: Erste Pilotanlage in KW Esbjerg (DK) im Rahmen EU-Projekt CASTOR für SK in Betrieb RWE-Entwicklungen: RWE Power für Braunkohle: – bis 2008: Pilotprojekt – ab 2009: Demonstrationsanlage RWE npower für Steinkohle: – Pilot-Testanlage – Studie 1000 MW Tilbury mit CO 2 -Wäsche Z. Z. Bildung von Partnerschaften mit Anlagenbauern und chem. Industrie Budget: ca. 90 Mio. AbsorptionRegeneration CO 2 Rauchgas nach REA Rauchgas zur Atm. Dampf Foto: CO2-Pilotwäsche KW Esbjerg

10 10 RWE Power PKR-N - 10 Effizienzsteigerung durch neue Kraftwerkstechnik Trockenbraunkohle-Kraftwerk η: + 4 %-Punkte 700°C-Kraftwerk (BK u. SK) η: + 4 %-Punkte RWE-Projekt WTA-Prototyp: 1:1-Prototyp der Trocknungsanlage im Verbund mit dem BoA-Block in Niederaußem Budget 50 Mio. Verbundprojekt COMTES700 der Betreiber- und Herstellerindustrie: Tests aller Komponenten für 700°C im Kraftwerk Scholven Budget 24 Mio., RWE rd. 4 Mio. Eigene Entwicklung von RWE Trockenkohleanteil rd. 300 MW el η BoA: +1,4 %-Pkte. Erster Spatenstich im Juni 2006 rotglühende Frischdampf- leitung Quelle: Eon BoA Niederaußem

11 11 RWE Power PKR-N - 11 Die von RWE verfolgten Technologiepfade stehen im Zeichen der Sicherung einer klimaverträglichen Stromerzeugung Clean Coal Power Kernenergie Regenerative Energien Dezentrale Stromerz. Innovationen für heute, morgen und übermorgen Sicherer Betrieb Weiterentwicklung in ausgewählten Bereichen Entwicklung von Versorgungskonzepten für Endkunden

12 12 RWE Power PKR-N - 12 FuE für Kernkraftwerke Kraftwerks- und Betriebstechnologie sichern Kompetenz erhalten Nukleare Option offen halten Gemeinschaftsprojekte mit den anderen deutschen Kernkraftwerksbetreibern, um für den laufenden Betrieb insbesondere Anlagensicherheit Brennstoffeinsatz Materialwissenschaft Kooperation mit Universitäten und wissenschaftlichen Instituten, um kontinuierliche Fortbildung von Wissenschaft- lern in angewandter nuklearer Forschung zu sichern. Kooperation mit Herstellern/ Dienstleistern, um einen Markt für nuklearspezifische Dienstleistungen zu fördern. Bisher Beteiligung an Basic Design Entwicklung von EPR und SWR Aufgrund des Neubauverbots in D derzeit keine weiteren Aktivitäten an Kernkraftwerken der so genannten III. Generation. In der Vergangenheit von RWE mit aufgebrachten Entwicklungskosten können nur durch Aktivitäten im Ausland zurückverdient werden. Zur Zeit keine aktive Beteiligung an Entwicklung der IV. Kraftwerksgeneration. auf dem neuesten Stand der Technik zu halten.

13 13 RWE Power PKR-N - 13 FuE für Erneuerbare Energien Geothermie: Analyse von Potenzial, Chancen und Risiken der Geothermie D. Studie zur Geothermische Stromerzeugung im Oberrheingraben Einbringen des Know-how von RWE Dea und RWE Power in das EU-Projekt ENGINE (ENhanced Geothermal Innovative Network for Europe) Biomasse: Bau eines 700kW el Biomasse-Kraftwerks in Neurath. Anbau und Test unterschiedlicher Energiepflanzen und Substratzusammensetzungen, Einsatz von Enzymen Optimierung der Anlagentechnik und Logistik Windkraft: Keine eigene F&E Es existiert ein reifer Anbietermarkt, RWE entwickelt kommerziell aussichtsreiche Projekte in EU. Beobachtung technologischer Entwicklung, insbesondere Wind offshore Wasserkraft: F&E für Umweltverträglichkeit und Leistungssteigerung Aal-Schutzprogramm Hydraulische und elektrische Optimierung, koordinierter Anlagensteuerung Neben dem Engagament zur kommerzielle Nutzung in dargebotsreichen europäischen Regionen ist RWE dort in F&E aktiv, wo eigene Technologienentwicklung Wettbewerbs- differenzierung ermöglicht.

14 14 RWE Power PKR-N - 14 FuE für Dezentrale Energieversorgung Labor- und Praxistests bei Endkunden oder mit Stadtwerken Innovative Kleinst-BHKWs stehen noch am Anfang und benötigen noch deutliche Entwicklungsfortschritte, ehe sie einen interessanten Massenmarkt erschließen können. Stirling-Motor, Mikro-Gasturbine, Mikro-Dampfmaschine und kleinere Fuel Cell Einheiten sind mögliche Technologien RWE hat durch die Erprobung von Technologien für dezentale Energieversorgung, insbesondere Fuel Cells, frühzeitig eigene Bewertungskompetenz aufgebaut. Bei Erreichen der Technologiereife ist RWE damit in der Lage, zukunftsweisende Versorgungslösungen einzusetzen und anzubieten. Kleingewerbebetriebe, Ein-/Mehrfamilienhäuser (ca kW el ) Gewerbe/Industrie, öffentliche Einrichtungen (ca. 250 kW el ) Lieferung und technische Betreung von Brennstoffzellen Industriestandort (Festo/St.Ingbert), Erdgasbasis Kläranlage (Ahlen), Biogas aus Faulschlamm Wohngebietsversorgung (Krefeld), Erdgas Energiegewinnung aus Bioabfall (Leonberg) HotModule MTU Mikro-Gasturbine

15 15 RWE Power PKR-N - 15 Für die zukünftige Stromerzeugung gilt bei RWE Handlungsmaximen Entwicklungstechnische und investive Schwerpunkte bei den fossilen Energieträgern setzen mit dem Clean Coal Power-Programm. Den Beitrag der Kernenergie zur Klimavorsorge durch Weiterentwicklung der betrieblichen Sicherheit und Erhalt der Option Kernenergie absichern. Regenerative Energie dort zum Einsatz bringen, wo das größte Potential vorhanden ist. Für dezentrale Versorgung zukunftsweisende Lösungen entwickeln. Informationen: Generelle Zielorientierung Sicherung einer wettbewerbsfähigen und umweltverträglichen Stromerzeugung. Ausgewogener Primärenergiemix. Mix an Technologien, insb. im Bereich der Kohle zur Sicherung aller Optionen.

16 16 RWE Power PKR-N - 16 Vorteil:Ein Vergasungsverfahren für BK und SK FlugstromvergasungWirbelschichtvergasung Hohe Temperatur (1500°C) Für Braunkohle und Steinkohle geeignet Niedrige Temperatur ( °C) Nur für Braunkohle geeignet Vorteil:Sehr effizientes Verfahren zur BK-Vergasung Zwei Vergasungsprinzipien stehen zur Verfügung ShellFuture EnergyHTW

17 17 RWE Power PKR-N - 17 Entwicklung der Braunkohlenvergasung bei RWE HTW-Pilotanlage 1) Durchsatz 1 t/h 3) HTW-Druckvergasung 1) Durchsatz 13 t/h 3) HTW-Demonstrationsanlage 1) Durchsatz 60 t/h 3) HKV-Versuchsanlage 2) Durchsatz 1t/h 3) 1) HTW – Hochtemperatur Winkler-Vergasungsverfahren 2) HKV – Hydrierende Vergasung 3) Durchsatz Rohkohle

18 18 RWE Power PKR-N - 18 Ein IGCC mit 450 MW elektrischer Leistung benötigt 2 HTW Vergaser mit einem Scale up-Faktor von jeweils 4. Braunkohle-IGCC mit HTW-Vergasung, die großtechnisch erfolgreich erprobt wurde in der Demonstrationsanlage für Syngasproduktion Betrieb: 12/ / h Thermische Leistung:160 MW Eingesetzte Braunkohle:3,9 Mio. t Syngasproduktion:2,1 Mio. m 3 für t Methanol Abgetrenntes CO 2 2 Mio. t Verfügbarkeit:85 % (im Mittel)

19 19 RWE Power PKR-N - 19 IGCC eröffnet zusätzliche Möglichkeiten zur Portfoliooptimierung. CO 2 Vergaser Gasauf- bereitung CO 2 - Abtrennung GuD Erdgas Kohle Biomasse Reststoffe Strom Wärme H2H2 Synthesegas (CO+H 2 ) SNG (Erdgas) Methanol Treibstoffe BrennstoffflexibilitätProduktflexibilität alternativ oder zusätzlich Brennstoff- und Produktflexibilität des IGCC ohne Abtrennung als no regret

20 20 RWE Power PKR-N - 20 Vergasung Gas- und Dampfturbine Wasserstoff IGCC CO 2 -freies IGCC-Kraftwerk mit CO 2 -Speicherung Strom CO 2 H2OH2O ca. 100 – m ca – m Aquifer, alte Öl-, Gaslagerstätte (Norddeutsche Tiefebene) 450 MW brutto Kohle

21 21 RWE Power PKR-N - 21 Das IGCC-Projekt und die anderen FuE-Maßnahmen laufen parallel zur Kraftwerkserneuerung und werden sukzessive in den Kraftwerkspark eingeführt Kraftwerkspark BoA 2/3 TBK Doppelblock Zeitachse BoA 1 CCS Retrofit FuE weitere BK/ST IGCCs 700°C Komp. Tests CO 2 -Wäsche Pilotanlage CO 2 -Wäsche Demoanlage 700°C Demoanlage Rechter Rand = IBN ST Tilbury IGCC BK CO 2 Abtr., Speicher WTA Prototyp CTF Wäsche ST Doppelblock Feasibility Study für Tilbury CCS Retrofit CCS Retrofit Mögliche Nachrüstung mit CO 2 - Wäsche BK-Verga- sungstests für IGCC


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