15:10-15:30 Uhr - Forum 8

Effizienzsteigerung geothermischer Kraftwerke: Ergebnisse der Prozesssimulation zur technischen und ökonomischen Optimierung eines Geothermiekraftwerks

Simon Nigg

Simon Nigg

gec-co GmbH, Deutschland

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Wirtschaft geförderten Forschungsprojektes Effgeo wird die Effizienzsteigerung geothermischer Kraftwerke untersucht. Dabei geht es im Teilvorhaben um spezifische und allgemeine Effizienzsteigerungspotentiale geothermischer Kraftwerke. Da es sich bei der Tiefen Geothermie um eine relativ junge Technologie handelt und die Kraftwerke noch nicht die technische Komplexität ihrer fossilen Pendants aufweisen, gibt es einige Ansatzpunkte zur Wirkungsgradsteigerung. Eine technische Verbesserung, die wirtschaftlich rentabel umsetzbar ist, senkt zudem die spezifischen Kosten und leistet der Tiefen Geothermie im Allgemeinen Vorschub. In diesem Vortrag werden die Ergebnisse der Prozesssimulation zur technischen Optimierung eines Geothermiekraftwerks vorgestellt.

Das Teilvorhaben wird gemeinsam von der Firma gec-co Global Engineering & Consulting GmbH und der Geothermische Kraftwerksgesellschaft Traunreut mbH durchgeführt. Dafür werden am Beispiel der Geothermieanlage in Traunreut verschiedene Ansätze zur Kraftwerksoptimierung betrachtet. Das Kraftwerk wird mittels vorhandener Prozessfließbilder, Auslegungsdatenblätter und Betriebsdaten über den Zeitraum von einem Jahr analysiert.

Die Kondensation im Kraftwerk Traunreut erfolgt über Trockenluftkühler. Dabei wird die Umgebungsluft als Wärmesenke verwendet, was den Standort unabhängig von ausreichend vorhandenem Kühlwasser macht. Als nachteiliger Effekt ist das Temperaturniveau der Kondensation dagegen von den tageszeitlich und saisonal schwankenden Lufttemperaturen abhängig. Eine Möglichkeit zur Steigerung der Kühlleistung bei Trockenkühlern besteht darin, Wasser in die Kühlluft einzudüsen. Bei sehr feiner Zerstäubung verdunstet das Wasser in ungesättigter Luft und entzieht dieser dabei die zur Phasenänderung nötige Verdunstungsenthalpie, ohne dabei Partikel aus der Luft als Verschmutzung in die Kondensatoren einzutragen. Damit sinkt die Temperatur der Luft nach dem Prinzip der adiabaten Kühlung. Im Vortrag wird die adiabate Befeuchtung des Ansaugmassenstroms des luftgekühlten Kondensators als ein potenzieller Optimierungsansatz am Kreisprozess erörtert. Mit dieser Methode ergibt sich eine rechnerische Steigerung der Kraftwerksbruttostromerzeugung im voraussichtlich wirtschaftlichsten Fall von 1,64 %.

Die bisherigen Ergebnisse des Teilvorhabens zeigen, dass es sich lohnt, einige Zeit nach der Inbetriebnahme eines Geothermiekraftwerks unter Zuhilfenahme der dann vorliegen Betriebsdaten die Anlage auf noch brachliegendes Optimierungspotential zu untersuchen. Da diese Art von Kraftwerken stets auf die lokalen Randbedingungen zugeschnitten ist, muss für diese Betrachtung stehts eine detaillierte Analyse der spezifischen Gegebenheiten stattfinden. Der Aufbau eines Simulationsmodells ist dabei eine sehr hilfreiche Vorgehensweise. Dies ermöglicht, ohne aufwändige Versuche belastbare Vorhersagen über die Effekte von Änderungen im bestehenden Prozess zu treffen und somit denkbare Optimierungsmaßnahmen auf ihr Potential zu untersuchen. Zudem können damit historische Betriebsdaten verhältnismäßig einfach systematisch untersucht, und Messwerte auf Plausibilität geprüft werden.

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