Innovative Kraftwerkstechnologien - Erforschung, Entwicklung und Vermarktung innovativer Kraftwerkstechnologien - Cottbus (2008-2013)

Das InnoProfile-Vorhaben

In den kommenden Jahren wird es, vor allem in den Schwellen- und Entwicklungsländern,  eine stetig wachsende Energienachfrage geben. Zur Deckung dieses Bedarfs ist laut International Energy Agency der weltweite Zubau bzw. Ersatz von rund 3.500 GW Kraftwerkskapazitäten bis 2030 notwendig. Gleichzeitig stellen die Reduzierung der vom Menschen verursachten CO2-Emissionen in den Industriestaaten und der schonende Umgang mit vorhandenen Ressourcen ein wesentliches Ziel der Klimaschutzpolitik dar.

Angesichts dieser Herausforderungen gilt es, das Entwicklungstempo innovativer Kraftwerkstechnologien zu erhöhen.

Dazu werden verschiedene Ansätze verfolgt. Durch konsequente Weiterentwicklung der Kraftwerkstechnologien stehen heute hocheffiziente Kohlekraftwerke mit einem Wirkungsgrad von ca. 45 Prozent zur Verfügung. Dadurch konnten in den letzten 15 Jahren die spezifischen CO2-Emissionen um bis zu 20 Prozent reduziert werden. Neben der Effizienzsteigerung wird intensiv an der Umsetzung neuer Technologien geforscht. Gegenwärtig werden drei verschiedene Innovationslinien zur Abscheidung und Speicherung von CO2 untersucht: Post-Combustion, Pre-Combustion und die Oxyfuel-Technologie. Die letztgenannte Technologie wird dabei als attraktivste Möglichkeit zur Reduzierung der CO2-Emissionen fossil gefeuerter Kraftwerke angesehen, da sie auf erprobten Kraftwerkstechnologien aufbaut und wirtschaftlich die besten Erfolgschancen bietet.

Das Bundesland Brandenburg, insbesondere der Wirtschaftsraum Südbrandenburg mit dem Zentrum Cottbus, ist strukturell stark auf den Bereich Energiewirtschaft ausgerichtet. Hierbei nehmen die BTU Cottbus und vor allem der Lehrstuhl Kraftwerkstechnik eine herausragende Rolle bei der Entwicklung und Erforschung neuester Kraftwerkstechnologien ein.

Im Rahmen des InnoProfile-Projektes „Innovative Kraftwerkstechnologien“ wird sich die Nachwuchsforschungsgruppe mit der Erforschung und Entwicklung des Oxyfuel-Prozesses, sowohl in technologischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht, befassen. Die Forschungsarbeiten werden einen signifikanten und konkreten Beitrag zur systematischen Entwicklung eines für die Wissenschaft und Wirtschaft in der Region gleichermaßen attraktiven Forschungs- und Ausbildungsprofils leisten. Darüber hinaus werden die bisher vorhandenen Stärken in der technologie- und themenspezifischen Kompetenz, sowohl an der BTU Cottbus als auch bei den beteiligten Industriepartnern nachhaltig gestärkt Die Entwicklung marktorientierter Lösungen wird der nachhaltigen Nutzung einheimischer Braunkohle einen weiteren Wachstums- und Entwicklungsschub verleihen.

Beteiligte Lehrstühle der BTU Cottbus: Lehrstuhl Kraftwerkstechnik, Lehrstuhl Hochspannungstechnik und Energieverteilung

Die Ziele

Das Gesamtziel des Forschungsvorhabens ist es, basierend auf der Oxyfuel-Technologie, ein klares und zugleich wirtschaftliches Gesamtkonzept eines modernen Braunkohlekraftwerksblocks zu entwickeln. Grundlage bildet dabei die Untersuchung fachspezifischer Einzelfragen. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in die weiteren Entwicklungsarbeiten zum CO2-armen Kraftwerk einfließen, wobei deren Umsetzung in einem Demonstrationskraftwerk und für kommerzielle Kraftwerke gleicher Bauart angestrebt wird.

Die thematischen Schwerpunkte

Das Gesamtvorhaben ist in sechs Arbeitspakete gegliedert, die thematisch ineinander greifen. Die Themenschwerpunkte reichen von der Grundlagenforschung über die angewandte Forschung bis hin zur konzeptionellen Umsetzung:

  • Grundlagenforschung für druckaufgeladene Trocknungsprozesse
  • Grundlagenforschung zur Verbrennung von Trockenbraunkohle einschließlich Modellierung
  • Oxyfuelprozess - Werkstoffuntersuchung zur Verhinderung von Korrosion durch Taupunktunterschreitung im Rauchgaskondensator des CO2-armen Kraftwerkes
  • Eigenbedarfseinsparung CO2-armer Kraftwerke durch Kurzschlussstrombegrenzer auf Basis der neuen Hochtemperatur-Supraleitertechnik
  • Konzeptentwicklung eines CO2-armen Kraftwerksblocks
  • Verfügbarkeitsanalyse und Instandhaltungsoptimierung für das CO2-arme Kraftwerk

Die Partner

  • Boxberger Kraftwerksreparaturgesellschaft mbH
  • CAT Cottbuser Anlagenbau & Technische Gebäudeausrüstung
  • ENERTRAG AG
  • ERK Eckrohrkessel GmbH
  • EWG GmbH
  • FAM Anlagen-Service GmbH
  • Forster Industrie- und Kesselreinigung GmbH
  • Griesbach Kesselreinigung & Industriemontagen GmbH
  • IEK Ingenieurgesellschaft für Energie- & Kraftwerkstechnik GmbH
  • KSC Anlagenbau GmbH
  • Sommer Verfahrenstechnik GmbH
  • Steinmüller Instandsetzung Kraftwerke GmbH
  • TÜV Rheinland Industrie Service GmbH
  • Vattenfall Europe Generation AG & Co. KG
  • Vattenfall Europe PowerConsult GmbH
  • CEBra – Centrum für Energietechnologie Brandenburg e.V.
  • EWET - GA-Netzwerk Energiewirtschaft/Energietechnologie

Kontakt

Dipl.-Ing. Alexander Lisk (Nachwuchsforschungsgruppenleiter)
Brandenburgische Technische Universität Cottbus
Lehrstuhl Kraftwerkstechnik
Walther-Pauer-Straße 5
03046 Cottbus
Tel.: 0355 69 34 40
E-Mail: alexander.findeisen[at]tu-cottbus.de
Internet: http://www.innoprofile-kwt.de/de/startseite.html

Prof. Dr.-Ing. H. J. Krautz
Tel.: 0355 69 45 01
Fax: 0355 69 40 11
E-Mail: krautz[at]tu-cottbus.de