Technologiepfade der zukünftigen Stromerzeugung bei RWE

Präsentation zum Thema: "Technologiepfade der zukünftigen Stromerzeugung bei RWE"—  Präsentation transkript:

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

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

3 Innovationslinien zu Clean Coal Power von RWE …
für heute Effizienzsteigerung durch Erneuerung, aktuell BoA 2/3, SK-Doppelblock … Kraftwerkspark: kontinuierliche Erneuerung für morgen Erstes Trocken- kohle-KW Erster CO2- freier IGCC Erster Retrofit/ Neubau mit CO2-Wäsche WTA-Prototyp 700 °C Demo-KW 700 °C-Testanlagen für übermorgen Neues Projekt: CO2-freies 450 MW IGCC mit Speicherung Neues Projekt: CO2-Wäsche für konv. Kraftwerk RWE Power • PKR-N - 3

4 Das RWE-Projekt des CO2-freien 450-MW-Kohlekraftwerks mit CO2-Speicherung
Basistechnologie: IGCC El. Leistung: MWbrutto 360 MWnetto Nettowirkungsgrad: % CO2-Speicherung: 2,3 Mio. t/a CO2-Speicher in alter Gaslager- stätte oder in salinem Aquifer Inbetriebnahme: RWE-Budget: ca. 1 Mrd. € RWE Power • PKR-N - 4

5 Unter den Optionen CO2-freier Kraftwerkstechnik ist IGCC die belastbarste mit dem breitesten Spektrum Konv. KW / Wäsche IGCC Oxyfuel Stand der Technik Pilotanlage Wäsche (Start) KW mit Abtrennung techn. verfügbar Technikum Belastbarkeit der technischen und wirtschaftlichen Aussagen gering hoch Kraftwerk ohne Abtrennung effizient betreibbar ja nein Für Nachrüstung konv. KW geeignet Besondere Reserven zur Reduzierung klassischer Emissionen Brennstoffflexibilität niedrig Produktflexibilität ja, Synthesegas, Treibstoffe  RWE Engagement: Pilot-/Demoanlage CO2-freies Studien IGCC-Kraftwerk RWE Power • PKR-N - 5

6 Das CO2-freie IGCC-Kraftwerk
Designbasis: Über 30-jährige RWE-eigene Vergasungserfahrungen Lessons Learned aus bish. IGCC-Projekten (COORETEC-Projekt COORIVA, BMWi) IGCC-Design, Entwicklung GT-Brenner für H2-reiches Gas (ENCAP-Projekt, EU 6.RP) GT-Brennerentwicklung (HEGSA-Projekt, EU 5.RP) RWE Power • PKR-N - 6

7 Die Entwicklung des CO2-Speichers muss schrittweise und auf mehreren Ebenen erfolgen
Phase 1 2008 Phase 2 2010 Phase 3 2014 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 Parallel müssen in Angriff genommen werden: Schaffung von Standards zur Bewertung von CO2-Lagerstätten und ihrer Langzeitdichtigkeit Schaffung rechtlicher und regulatorischer Rahmenbedingungen Rechtsnorm muss geregelt werden Regelwerke unterhalb der Gesetzesebene müssen geschaffen werden Erzielung öffentliche Akzeptanz  Gemeinschaftsaufgaben von Unternehmen, Politik und Behörden RWE Power • PKR-N - 7

8 Screening, Erkundung, Genehmigung
Die zügige Realisierung bis 2014 erfordert parallele Entwicklung von Kraftwerk und CO2-Speicher heute 2007 2008 2010 2014 Planung, Genehmi- gung IGCC-Kraftwerk Projektentwicklung Bau, Inbetriebnahme Entscheidung Energieträger/Standort Genehmigung, Bauentscheidung Betriebsbeginn CO2-Speicher Screening, Erkundung, Genehmigung Bau, Inbetriebnahme Genehmigung Betriebsbeginn Die im Speicher vorgefundenen geologischen Verhältnisse werden darüber entscheiden, welche CO2-Mengen zu Beginn eingebracht und wie sie gesteigert werden können. RWE Power • PKR-N - 8

9 Das parallele RWE-Programm zur Entwicklung der CO2-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 CO2-Wäsche Z. Z. Bildung von Partnerschaften mit Anlagenbauern und chem. Industrie Budget: ca. 90 Mio. € Absorption Regeneration CO2 Rauchgas zur Atm. Rauchgas nach REA Dampf Foto: CO2-Pilotwäsche KW Esbjerg RWE Power • PKR-N - 9

10 Trockenbraunkohle-Kraftwerk
Effizienzsteigerung durch neue Kraftwerkstechnik 2015 2020 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 Verbundprojekt COMTES700 der Betreiber- und Herstellerindustrie: Tests aller Komponenten für 700°C im Kraftwerk Scholven Eigene Entwicklung von RWE Trockenkohleanteil rd. 300 MWel η BoA: +1,4 %-Pkte. Erster Spatenstich im Juni 2006 BoA Niederaußem rotglühende Frischdampf-leitung Quelle: Eon Budget 50 Mio. € Budget 24 Mio. €, RWE rd. 4 Mio. € RWE Power • PKR-N - 10

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

12 FuE für Kernkraftwerke
Kraftwerks- und Betriebstechnologie sichern Gemeinschaftsprojekte mit den anderen deutschen Kernkraftwerksbetreibern, um für den laufenden Betrieb insbesondere Anlagensicherheit Brennstoffeinsatz Materialwissenschaft auf dem neuesten Stand der Technik zu halten. Nukleare Option offen halten Bisher Beteiligung an “Basic Design” Entwicklung von EPR und SWR 1000. 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. Kompetenz erhalten 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. RWE Power • PKR-N - 12

13 FuE für Erneuerbare Energien
Neben dem Engagament zur kommerzielle Nutzung in dargebotsreichen europäischen Regionen ist RWE dort in F&E aktiv, wo eigene Technologienentwicklung Wettbewerbs-differenzierung ermöglicht. 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 700kWel 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 RWE Power • PKR-N - 13

14 FuE für Dezentrale Energieversorgung
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. Gewerbe/Industrie, öffentliche Einrichtungen (ca. 250 kWel) 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 Kleingewerbebetriebe, Ein-/Mehrfamilienhäuser (ca kWel) 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 Mikro-Gasturbine RWE Power • PKR-N - 14

15 Für die zukünftige Stromerzeugung gilt bei RWE
Generelle Zielorientierung Sicherung einer wettbewerbsfähigen und umweltverträglichen Stromerzeugung. Ausgewogener Primärenergiemix. Mix an Technologien, insb. im Bereich der Kohle zur Sicherung aller Optionen. 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: RWE Power • PKR-N - 15

16 Zwei Vergasungsprinzipien stehen zur Verfügung
Flugstromvergasung Wirbelschichtvergasung Shell Future Energy HTW Hohe Temperatur (1500°C) Für Braunkohle und Steinkohle geeignet Niedrige Temperatur ( °C) Nur für Braunkohle geeignet Vorteil: Ein Vergasungsverfahren für BK und SK Vorteil: Sehr effizientes Verfahren zur BK-Vergasung RWE Power • PKR-N - 16

17 Entwicklung der Braunkohlenvergasung bei RWE
HTW-Pilotanlage1) Durchsatz 1 t/h3) HKV-Versuchsanlage2) Durchsatz 1t/h3) HTW-Druckvergasung1) Durchsatz 13 t/h3) HTW-Demonstrationsanlage1) Durchsatz 60 t/h3) 1) HTW – Hochtemperatur Winkler-Vergasungsverfahren 2) HKV – Hydrierende Vergasung 3) Durchsatz Rohkohle RWE Power • PKR-N - 17

18 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. m3 für t Methanol Abgetrenntes CO2 2 Mio. t Verfügbarkeit: 85 % (im Mittel) Ein IGCC mit 450 MW elektrischer Leistung benötigt 2 HTW Vergaser mit einem Scale up-Faktor von jeweils 4. RWE Power • PKR-N - 18

19 Brennstoff- und Produktflexibilität des IGCC
Brennstoffflexibilität Produktflexibilität Erdgas CO2 Gasauf-bereitung CO2-Abtrennung Kohle Vergaser GuD Strom Wärme H2 Biomasse ohne Abtrennung als “no regret” Synthesegas (CO+H2) alternativ oder zusätzlich SNG (Erdgas) Reststoffe Methanol Treibstoffe IGCC eröffnet zusätzliche Möglichkeiten zur Portfoliooptimierung. RWE Power • PKR-N - 19

20 CO2-freies IGCC-Kraftwerk mit CO2-Speicherung
H2O IGCC Wasserstoff 450 MWbrutto Vergasung Gas- und Dampfturbine Strom Kohle CO2 ca. 100 – m ca – m Aquifer, alte Öl-, Gaslagerstätte (Norddeutsche Tiefebene) RWE Power • PKR-N - 20

21 Das IGCC-Projekt und die anderen FuE-Maßnahmen laufen parallel zur Kraftwerkserneuerung und werden sukzessive in den Kraftwerkspark eingeführt Zeitachse BoA 1 CCS Retrofit BoA 2/3 CCS Retrofit Mögliche Nachrüstung mit CO2-Wäsche TBK Doppelblock CCS Retrofit Kraftwerkspark Rechter Rand = IBN ST Doppelblock CCS Retrofit ST Tilbury CCS Retrofit WTA Prototyp weitere BK/ST IGCCs IGCC BK CO2 Abtr., Speicher BK-Verga-sungstests für IGCC CO2-Wäsche Pilotanlage CO2-Wäsche Demoanlage FuE CTF Wäsche Feasibility Study für Tilbury CCS Retrofit 700°C Komp. Tests 700°C Demoanlage RWE Power • PKR-N - 21