Gasturbinenkraftwerk

Das Gasturbinenkraftwerk Hamburg-Moorburg (2009 abgerissen)

Ein Gasturbinenkraftwerk ist ein Kraftwerk zur Stromerzeugung, das mit Erdölprodukten oder mit brennbaren Gasen wie beispielsweise Erdgas betrieben wird. Diese Gase sind der Brennstoff für eine Gasturbine, die ihrerseits einen angekoppelten Generator antreibt.

Beschreibung

Gasturbine für Erdgasbetrieb (Aeroderivate)

Gaskraftwerke zeichnen sich durch relativ niedrige Investitionen aus. Sie haben aber im Vergleich zu Kohlekraftwerken höhere Betriebskosten. Diese resultieren aus einem etwas geringen Wirkungsgrad und vor allem höheren spezifischen Energiepreisen des üblicherweise verwendeten Erdgases gegenüber denen der Kohle. Die Abgase der Turbine besitzen beim Verlassen der Turbine noch eine hohe Temperatur, sie können daher zur Beheizung eines Dampfkessels im GuD-Kraftwerk verwendet werden. Zusätzlich können die Abgase auch noch zum Betrieb von thermischen Meerwasserentsalzungsanlagen verwendet werden. Dies kommt häufig im Mittleren Osten vor, wie in Saudi Arabien, den Vereinigten Arabischen Emiraten oder Kuwait.

Die Anfahrzeit eines Gaskraftwerkes vom Stillstand auf Volllast ist sehr kurz^[1], Anlagen wie diese werden daher vor allem zum Abdecken von Lastspitzen im Stromnetz eingesetzt. Ausgeführte Gaskraftwerke haben je Einheit eine Leistung von bis zu 340 MW.

Kleinere Gaskraftwerke nutzen stattdessen Verbrennungsmotoren bis zu einigen 100 kW Nennleistung, häufig wird gleichzeitig auch Fernwärme bereitgestellt. Sehr kleine Einheiten bezeichnet man als Blockheizkraftwerk (BHKW).

Vorteile eines Gasturbinenkraftwerkes sind die Fähigkeit zum Schwarzstart und der schnelle Anlauf mit ca. 7 Minuten. Da dies aber Technik und Personal stark beansprucht, wird, wenn möglich, auf Ausweichmöglichkeiten zurückgegriffen. Zum Beispiel spielten die West-Berliner Gasturbinenkraftwerke Charlottenburg und Wilmersdorf bis 1989 (Fall der Mauer) eine wichtige Rolle. Im Falle eines Totalausfalles gab es einen Notfallplan der BEWAG, bei welchem die Gasturbinenkraftwerke die benötigte Leistung zur Wiederinbetriebnahme der Braun- und Steinkohlekraftwerke bereitstellen sollten.

Bauarten

Man unterscheidet zwischen der schweren Bauart (Heavy Duty) und der leichten Bauart (Aeroderivate). Gasturbinen des letzteren Typs sind abgeleitet aus Strahltriebwerken für Luftfahrzeuge.

Schwere Bauart

Diese Turbinen haben eine Leistung ab ca. 50 MW bis über 340 MW und sind besonders für den stationären Dauerbetrieb in großen Kraftwerken geeignet. Bei diesem Gasturbinentyp ist eine möglichst lange Lebensdauer ein wichtiges Auslegungskriterium.

Leichte Bauart

Diese Turbinen, mit einer Leistung von 100 kW bis 40 MW, sind meist Aeroderivative und werden bevorzugt in Industriekraftwerken eingesetzt. Hier sind diese Turbinen oft Bestandteil einer Kraft-Wärme-Kopplung bzw. einer GuD-Anlage. Auch als Notstromaggregat verwendet man sie, da ihre Startzeit nur wenige Minuten beträgt.

Eigenschaften der Gasturbine, die ihren Einsatz für die Stromerzeugung interessant machen, sind ihre hohe Leistungsdichte und ihre Schnellstartfähigkeit. Aus letzterem Grund wird sie zur kurzfristigen Spitzenlastabdeckung eingesetzt. Die hohe Leistungsdichte ermöglicht es, mit einer einzigen Gasturbine von der ungefähren Größe eines LKW-Anhängers eine Stadt mit 300.000 Einwohnern mit elektrischem Strom zu versorgen. Dies entspricht einer elektrischen Leistung von etwa 270 MW.

Große Gasturbinen, die in Kraftwerken für die Stromerzeugung eingesetzt werden, haben einen Wirkungsgrad von ca. 39 %. Durch die Kopplung von großen Gasturbinen mit Dampfturbinen zum GuD-Kraftwerk lassen sich Kraftwerke realisieren, die Strom mit Wirkungsgraden von ca. 60 % erzeugen.

Sicherheit

Gasturbinen-Kraftwerke gelten als relativ betriebssicher. Bei einem in Probebetrieb befindlichen, mit Erdgas betriebenen Kraftwerk in Middletown (Connecticut) geschah am 7. Februar 2010 allerdings ein schwerer Unfall. Bei einem Reinigungsvorgang in einer Leitung wurde versehentlich ein Gas-Luft-Gemisch gezündet. Die anschließende gewaltige Explosion war noch in einer Entfernung von über 20 km deutlich spürbar. ^[2]

Einzelnachweise

1. ↑ rwe.com Broschüre "Kraftwerke Lingen", Seite 10
2. ↑ wikinews vom 7. Februar 2010

Weblinks

• Technische Beschreibung eines Gasturbinen-BHKWs zur Wärme-, Strom- und Kälteerzeugung (Rögelein+Partner Ingenieurbüro für Versorgungstechnik)
• Lexikon Verband der Elektrizitätswirtschaft - VDEW- e.V.
• Arbeitskreis Gasturbinenbetreiber Deutschland