Prüfung

Fallbeispiel Küstenkraftwerk

Wirtschaftlichkeit durch Kraft-Wärmekopplung im modernsten Gaskraftwerk Europas

Daten und Fakten

Auftraggeber:

Stadtwerke Kiel AG

Objekt:

Neubau und Betrieb eines Gasmotorenheizkraftwerkes

Entwurf:

Kraftanlagen München GmbH

Leistungen:

Prüfung

Prüfung Standsicherheit, Bauüberwachung

Besonderheiten:

Prüfung folgender Bauelemente:

Wärmespeicher
E-Kesselhalle
Rohrbrücke
Schornsteine
Kühlgrube
Lagerhalle
Motorenhallen
Werkstatthalle
Leitstelle
Gasübergabestation

Klimafreundliche Wärmeversorgung in Kiel

Mit einem Gesamtinvestitionsvolumen von rund 290 Millionen Euro ist das Küstenkraftwerk das größte Investitionsprojekt in der Geschichte der Stadtwerke Kiel. Seit 2020 sorgt das Leuchtturmprojekt für eine Einsparung von jährlich ca. 1 Mio. Tonnen CO². Im Vergleich zum kohlebasierten Vorgängerkraftwerk werden die Emissionen somit um 70 % reduziert!

Kraft-Wärmekopplung

Für die flexible und nachhaltige Wärmeversorgung setzen die Kieler Stadtwerke auf die Kraft-Wärme-Kopplung mit einem Wirkungsgrad von 46 Prozent thermisch und 45 Prozent elektrisch. Das Konzept beruht auf dem Zusammenspiel von Gasmotoren, Elektrodenkessel sowie Wärmespeicher und ermöglicht, unmittelbar auf die Nachfrage nach Strom und Wärme zu reagieren: Der Speicher wird befüllt, wenn das Gasmotorenheizkraftwerk produziert, die Wärme zu diesem Zeitpunkt allerdings nicht benötigt wird – oder wenn der Elektrodenkessel Wärme produziert, die gerade nicht erforderlich ist. Mit dem gespeicherten heißen Wasser können die ca. 73.000 Fernwärmekunden bis zu acht Stunden zuverlässig versorgt werden.

In 5 Minuten von Null auf 191 Megawatt

Benötigte das einstige Kohle-Gemeinschaftskraftwerk mindestens vier Stunden, um hochzufahren, dauert es bei den 20 Gasmotoren weniger als fünf Minuten, um eine Nennleistung von 191 MWh zu erreichen. Gleichzeitig lässt sich eine Wärmeleistung von 200 MWh erzeugen. Dabei ist jedes Modul für mehrere Starts pro Tag ausgelegt, so dass die Leistungsabgabe der einzelnen Motoren dem aktuellen Energiebedarf angepasst und entsprechend direkt in das Fernwärmenetz eingespeist werden kann.

Bindeglied zwischen Motoren, Netz und Speicher

Die Pumpenhalle ist das verfahrenstechnische Bindeglied zwischen dem Wärmespeicher, der Wärmeauskopplung der Gasmotoren und dem Fernwärmenetz.

Elektrodenkessel

Er ist 6,50 Meter hoch und 3,90 Meter breit: der Elektrodenkessel. Mit 17 Elektroden und einem Gesamtgewicht von 18.000 Kilogramm erreicht er eine elektrische Leistung von 30 MW. Hier wird das Überangebot von elektrischer (Wind-/Solar-)Energie genutzt, um Wasser mit Strom zu erhitzen. Die erzeugte Wärme wird unmittelbar in den Wärmespeicher gepumpt, welche dann wiederum – in Form heißen Wassers – zeitversetzt genutzt werden kann.

Wärmespeicher

Der Wärmespeicher des Küstenkraftwerks ist 60 m hoch, hat einen Durchmesser von 30 m, ein Fassungsvermögen von 42.000 m³ und eine garantierte Wärmespeicherkapazität von ca. 1.500 MWh. Der zylindrische Flachboden-Stahltank steht auf 121 Bohrpfählen und wurde vor Ort in Spiralbauweise errichtet. Die Stahlkonstruktion des Tanks besteht aus thermomechanisch gewalzten schweißgeeigneten Feinkornbaustählen S 460 ML. Er ist für einen Betriebsüberdruck von 190 mbar mit einer maximalen Betriebstemperatur des Lagermediums Wasser von 120 °C ausgelegt.