Die aktuelle Ausgabe  der innovation & energie (Fachmagazin der EnergieAgentur.NRW), gibt einen Überblick über die Energieforschung in NRW und stellt einige prägnante Beispiele vor. Dazu gehört natürlich auch unser Verein Rhein Ruhr Power und die aktuellen innovativen RRP-Projekte und -Aktivitäten, die in einem längeren Artikel vorgestellt werden.

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Additive Fertigung, Digitalisierung, Power-to-X u.v.m. …. lesen Sie selbst den interessanten Bericht mit dem Titel:

„Rhein Ruhr Power- Ein Verein im Portrait: Power for the Future“.

Der Verein Rhein Ruhr Power (RRP) steht für umfangreiches Know-how in Forschung und Entwicklung von Energieversorgungstechnologien und -konzepten. Die Kompetenzen der etwa 35 Mitglieder sind sehr breit gefächert. RRP bündelt dieses Know-how, analysiert die Erfordernisse einer fortschreitenden Energiewende und setzt dieses Wissen und den Bedarf in konkreten Projekten um. Grund
genug, den Verein hier einmal vorzustellen.

Thinktank

Der Verein beschäftigt sich in seinen Projekten mit sehr unterschiedlichen Themen wie Flexibilitätssteigerung bei der disponiblen Erzeugung, solarthermischen bis hin zu Hybrid-Konzepten, aber auch mit ökonomischen Fragestellungen im Zusammenhang mit Neuanlagen. Gegenwärtig arbeiten die Mitglieder an Innovationen und Entwicklungen für eine nachhaltige, wirtschaftliche und sichere Energiebereitstellung der Zukunft wie Wasserstoff, P2X, Sektorenkopplung, Digitalisierung und Additive Fertigung.

CO2 + Wasserstoff = neue chemische Produkte

RRP hat fünf Mitglieder des Vereins zu dem Projekt „P2X-Plattform Herne“ zusammengebracht, um im Rahmen des Spitzenclusters Industrielle Innovationen (SPIN) des Landes NRW gelebte Sektorenkopplung von Energiewirtschaft und Chemie zu demonstrieren. Hier wird CO2 abgetrennt und zur Schließung von Stoffkreisläufen in chemische Produkte eingebunden. Der hierfür notwendige Wasserstoff bzw. ein Synthesegas wird mit Strom in zwei parallelen Verfahren (katalytische Co-Elektrolyse und Plasmalyse) hergestellt. Die nachgeschaltete Synthese produziert aus all diesen Edukten einen höheren Alkohol. Ziel des Projektes, das vom NRW-Wirtschaftsministerium gefördert wird, ist die Erarbeitung eines wirtschaftlich tragfähigen Geschäftsmodells für eine Sektorenkopplung von Industrie und Energie. Ohne Digitalisierung wird die zunehmend komplexer werdende Energieversorgung nicht funktionieren. Das sagten sich die Partner im SPIN-Projekt „Digital Service Center“, das ebenfalls von RRP initiiert wurde. In diesem Projekt werden digitale Lösungen für die Energieversorgung von morgen und das Anlagen- Monitoring mit innovativen Werkzeugen wie Machine Learning untersucht. Schon längst ist die Additive Fertigung mit dem 3D-Druck keine Zukunftsvision mehr und dennoch gibt es viel zu tun, um diese Technologie für Industrie und Forschung zugänglicher zu machen. RRP unterstützt daher die Planung eines Fertigungszentrums im Duisburger Hafen, das von DuisPort und Prof. Witt (Universität Duisburg-Essen) mit NRW-Förderung aufgebaut wird. Damit verschafft RRP seinen Mitgliedern den Zugang zu dieser innovativen Technologie und bietet vor allem für die kleineren und mittleren RRP-Mitgliedsunternehmen ein wertvolles Dienstleistungsangebot.

10 Jahre RRP

Alle Projektaktivitäten des Vereins mit unterschiedlichen Mitgliedern und Partnern setzen Impulse für innovative Produkte. Die in den verschiedenen, aufeinander abgestimmten Verbundprojekten erzielten Ergebnisse werden nicht nur fachspezifisch, sondern auch technologieübergreifend den Mitgliedsunternehmen zum gemeinsamen Nutzen zur Verfügung gestellt. In 2020 blickte Rhein Ruhr Power
auf 10 Jahre erfolgreiche Projektarbeit und symbiotische Zusammenarbeit seiner Mitglieder zurück, was im Herbst 2021 gefeiert wird.
Zum Artikel RRP-Power for the Future.

Die gesamte Ausgabe kann online eingesehen und heruntergeladen werden.

Zur i&e Ausgabe 1/2021.

Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert im Rahmen des Förderaufrufs „Technologieoffensive Wasserstoff“ Forschungsprojekte zur Erzeugung, zum Transport, zum Speichern, zur Nutzung und der Weiterverwendung von Wasserstoff sowie Vorhaben zur Integration einer Wasserstoffinfrastruktur in das Energieversorgungssystem im Rahmen der Sektorkopplung und Forschung zu übergreifenden techno-ökonomischen und gesellschaftlichen Fragestellungen.

Kurzübersicht
 

  • Verbundvorhaben unter industrieller Federführung
  • F&E Vorhaben mit wirtschaftlicher Verwertungsmöglichkeit
  • 5 Themenfelder: Erzeugung H2 (alle Farben) und Folgeprodukte; Speicherung/Transport; Nutzung; Standardisierung; Systemanalytische Aspekte
  • Projektlaufzeiten 3 Jahre
  • Förderquote nach AGVO üblicherweise max. 50 Prozent
  • Erste Skizzenrunde: 28.02.2021

Projektskizzen können bis zum 30.04.2021 beim beauftragten Projektträger Jülich eingereicht werden. Das BMWi begrüßt die Beteiligung von Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft. Insbesondere kleinere und mittlere Unternehmen (KMU) sowie Start-ups werden zur aktiven Teilnahme ermutigt. Ebenso bewerben können sich Hochschulen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen sowie Gebietskörperschaften beziehungsweise Einrichtungen der öffentlichen Verwaltung, Vereine, Verbände und Stiftungen.

Vergangene Woche fand die erste digitale Veranstaltung des ChemSite e.V. zum Thema „Wasserstoffstrategie Emscher-Lippe“ statt. Der ChemSite e.V. blickt auf einen Workshop mit bis zu 65 Teilnehmerinnen und Teilnehmern zurück. „Die große Zahl an Teilnehmerinnen und Teilnehmern aus ganz Deutschland zeigt die Relevanz des Themas Wasserstoff für die gesamte Region und den ChemSite e.V.“, freut sich Prof. Dr. Michael Dröscher, Vorstadsvorsitzender des ChemSite e.V. nach der erfolgreichen Veranstaltung.

Die Wasserstoffstrategie Emscher-Lippe verknüpft die Handlungsfelder Industrie, Quartiersentwicklung, Qualifizierung, Forschung und Entwicklung und Mobilität strategisch miteinander. „Wir sensibilisieren und vernetzen die Akteure in diesen Handlungsfeldern“, so Dr. Klaus Rammert-Bentlage, Wasserstoffkoordinator der Emscher-Lippe-Region. Dadurch entsteht ein flexibles Akteursnetz, das thematisch eine Vielzahl von Aspekten der Wasserstoff-Wertschöpfungsmatrix aufnimmt und abbildet.

Unser Rhein Ruhr Power Vorstandsmitglied Prof. Dr. Klaus Görner referierte über die Sektorenkopplung auf Basis der H2-Infrastruktur in NRW. Das Zusammenwirken von disponibler Erzeugung, Speicherung, Sektorenkopplung und Digitalisierung ist entscheidend, um die Energiewende zum Erfolg zu führen. Sektorenkopplung ist dabei ein zentrales Element der Lösung für die Herausforderungen für die Sektoren „Energie“ und „Chemie“. Dr.-Ing. Bernd Pitschak berichtete über die Aktivitäten der zu Cummins Inc. gehörenden Hydrogenics GmbH. Das Unternehmen ist führender Hersteller von Brennstoffzellen und Wasserstofftechnologie, hat seinen Deutschlandsitz in der Emscher-Lippe-Region und baut dort gerade seine Produktionskapazitäten aus. Über die Wasserstoffwirtschaft aus Sicht eines Spezialchemieunternehmens sprach Dr. Christof Grüner von Evonik Industries. Er verwies auf die vielen Aspekte der Wasserstoffwirtschaft, die Bezugspunkte zu Evonik haben – Mobilität, Energie/Wärme, Speicherung, Rohstoffe und Chemikalien. Wasserstoff kann dabei auf vielfältige Weise Energieträger, Enabler, Prozesselement oder Synthesebaustein sein.

Die Potentiale der Region als wichtiger Chemie- und Raffinerie-Verbundstandort mit Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette (Maschinenbauer, Energieversorger, Ingenieurbüros, Hersteller von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren) und einer guten Infrastruktur (Wasserstoff- und Produktpipelines, leistungsfähiges Strom- und Gasnetz, Hafenanbindung) sowie die exzellente geographische Lage zeigen, dass hier schnellere, kostengünstigere und synergetischere Lösungen geschaffen werden können als in anderen Regionen.

Weitere Referenten zum Thema Wasserstoff und Wasserstoffwirtschaft waren: Dr. Klaus Rammert-Bentlage von der WiN Emscher-Lippe GmbH, Prof. Dr.-Ing. Klaus Görner vom Rhein Ruhr Power e.V., Dr.-Ing. Bernd Pitschak von Hydrogenics GmbH / Cummins Inc. und Dr. Christof Grüner von Evonik Industries AG.

Das Gas- und Wärme-Institut Essen e. V. (GWI) und die Mitsubishi Power Europe GmbH haben Ende September 2020 die Verträge für die Errichtung eines Hybrid-SOFC-Systems unterzeichnet. Mit dem Auftrag für die neue Demonstrationsanlage wurde laut einer Mitteilung des Gas- und Wärmeinstitutes Essen ein bedeutender Schritt im öffentlich geförderten Projekt „KWK.NRW 4.0“ unter dem Dach des Virtuellen Instituts / KWK.NRW gemacht. Damit wird am Standort des GWI in Essen das europaweit
erste Hybrid-SOFC-System installiert.

Das Hybrid-SOFC-System besteht aus einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle vom Typ einer tubularen SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) mit nachgeschalteter Mikro-Gasturbine. Durch die Kombination mit der Turbine können höhere elektrische Wirkungsgrad von 60 bis 70 Prozent realisiert werden, weil zum einen mittels des Gasturbinenkompressors die Prozessluft für die SOFC verdichtet wird und zum anderen am Austritt der SOFC bis zu 850 °C heiße, wasserstoffhaltige Abgase für die Gasturbine verwendet werden.

Mit dem Ziel, die Anlage 2022 in Betrieb zu nehmen, ist der Baubeginn bereits für den Sommer 2021 geplant. Von Beginn an wird der Betrieb des Hybrid-SOFC-Systems mit einer elektrischen Leistung von rund 200 kW wissenschaftlich begleitet. Durch die Integration der neuen Demonstrationsanlage in die Forschungsinfrastruktur
des GWI können ökologische und systemische Potenziale ermittelt werden. Die hocheffiziente Energiebereitstellung und CO2-Einsparungen auf Basis der SOFC-Technologie im realen Anlagenbetrieb sollen demonstriert und neue Betriebsstrategien wie der flexible Betrieb der integrierten Gasturbine oder die Nutzung von Wasserstoff erprobt werden. Dabei werden auch die Auswirkungen des Hybrid-SOFC-Systems auf die vor- und nachgelagerten Netze untersucht.

Die Flexibilitäts- und CO2-Minderungspotenziale bei der Energieversorgung von Quartieren, mittelständischen oder kleinen Unternehmen und auf der Landesebene von NRW sind aufgrund des hohen Innovationsgrades von besonderer Bedeutung.

Mehr Informationen

Auch in diesem Jahr vergab die VGB-FORSCHUNGSSTIFTUNG den VGB Innovation Award. Der Preis für das Jahr 2020 ging zu gleichen Teilen an Dr. Florian Möllenbruck (35) für die Flexibilisierung eines Erdgaskraftwerks durch Integration einer Methanol­synthese (Kategorie: Zukunftsorientierung) und an Martin Skala (30) für die Entwicklung Zeolith-basierter Sorbentien zur Quecksilberabscheidung (Kategorie: Anwendungsorientierung).

Der insgesamt mit 10.000 Euro dotierte Award wurde bei der Veranstaltung 100 YEARS VGB becomes VGB OnLine am online übergeben.

Die Mitgliederversammlung des Rhein Ruhr Power e.V. hat auf seiner 19. Sitzung Prof. Dr. Klaus Görner (Universität Duisburg-Essen) und Margit Thomeczek (EnergieAgentur.NRW) als Vorstandsmitglieder bestätigt. Neu hinzu kommen Dr. Rolf Albus (Gas- und Wärme-Institut Essen), Dr. Thomas Polklas (MAN Energy Solutions) und Andreas Steidle (Evonik Industries), die erstmals in den fünfköpfigen Vorstand gewählt wurden. Auch der neue Vorstand spiegelt mit Vertretern aus Wirtschaft, Wissenschaft und Verbänden die Zusammensetzung der Mitglieder wieder.

v.l.n.r. Dr. Rolf Albus, Margit Thomeczek, Andreas Steidle, Prof. Dr. Klaus Görner und Dr. Thomas Polklas
v.l.n.r. Dr. Rolf Albus, Margit Thomeczek, Andreas Steidle, Prof. Dr. Klaus Görner und Dr. Thomas Polklas

Nicht mehr zur Wahl stellten sich Dr. Manfred Kehr, Dr. Hermann-Josef Korte und Dr. Reinhard Maaß. Dr. Manfred Kehr war seit Gründung des Vereins im Februar 2011 Vorstandsvorsitzender des Rhein Ruhr Power e.V. und schaut damit auf rund 10 Jahre Vereinsverantwortung zurück: „Mit Rhein Ruhr Power haben wir für die Energiebranche eine Plattform geschaffen, die mit zukunftsweisenden Projekten die Energiewende aktiv mitgestaltet.“

Die Projekte beschäftigen sich mit systemrelevanten Themen der konventionellen wie erneuerbaren Energiebereitstellung im Rahmen des energiepolitischen Dreiklangs der Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit.

In Rhein Ruhr Power arbeiten über 30 Unternehmen, wissenschaftliche Einrichtungen und Verbände gemeinsam an der Energieversorgung der Zukunft. Als aktives Netzwerk von Unternehmen und Einrichtungen aus der Energieversorgung, der Industrie, dem Anlagenbau und Zuliefererbetrieben deckt Rhein Ruhr Power die Wertschöpfungskette von der Idee über die Umsetzung bis zum Betrieb ab.

Damit ergeben sich für die bei Rhein Ruhr Power organisierten Unternehmen und Einrichtungen vielfältige Synergie- und Spin-Off-Effekte, die zu einer erfolgreichen Positionierung auf dem globalen Wachstumsmarkt der Energieversorgung beitragen. Durch Projektaktivitäten mit wechselnden Mitgliedern und Partnern werden Impulse für innovative Produkte gesetzt.

Die Mitglieder des Rhein Ruhr Power e.V. bedanken sich bei den drei bisherigen Vorstandsmitgliedern für die geleistete Arbeit, das große Engagement und vielen eingebrachten Impulse für die Weiterentwicklung des Vereins.

Alle Mitglieder des Vereins wurden zu unserem Vereinsmitglied der Fraunhofer Umsicht nach Oberhausen eingeladen, um dort die erste Sitzung des Jahres, unter Berücksichtigung von Abständen und Hygienemaßnahmen, einzuberufen. Neben den Vereinsinterna, wie der Jahresabschluss des Geschäftsjahres 2019, wurden die Mitglieder über die laufenden und geplanten Aktivitäten informiert. Alle Termine sind in der Rubrik „Termine“ aufgeführt.

Zentrales Thema waren die gerade angelaufenen Projekte sowie die zukünftige Projektbeantragungen, was zu diversen Überlegungen für die weitere strategische Ausrichtung führte. Zudem fand ein Aufruf des Lenkungskreisvorsitzenden Herrn Prof. Benesch statt, sich Gedanken über neue Projektthemen zu machen, hierbei spielen Wasserstoff, Sektorenkopplung und Additive Fertigung eine ganz besonderer Rolle.

Am Ende der Sitzung fanden dann die Neuwahlen des Vorstandes statt. Nach 10 Jahren als Vorstandsvorsitzender des Rhein Ruhr Power Vereins, verabschiedete sich Herr Dr. Manfred Kehr und stellte sich nicht erneut zur Wahl. Auch Herr Dr. Hermann-Josef Korte und Herr Dr. Reinhard Maaß haben sich nicht erneut zur Wahl gestellt. Frau Margit Thomeczek und Herr Prof. Görner wurden erneut in den Vorstand gewählt und bleiben somit der Vorstandsarbeit treu. Als neue Vorstandsmitglieder dürfen wir die Herren Dr. Rolf Albus, Dr. Thomas Polklas und Andreas Steidle begrüßen.

Einen ausführlichen Bericht zu den Vorstandswahlen und dem neuen Vorstand finden Sie hier.

v.l.n.r. Dr. Rolf Albus, Margit Thomeczek, Andreas Steidle, Prof. Dr. Klaus Görner, Dr. Thomas Polklas

Wir danken Herrn Prof. Deerberg (Fraunhofer Umsicht) und allen Mitgliedern des Vereins, für einen spannenden Tag in Oberhausen und freuen uns auf die
19. Mitgliederversammlung am 18. Mai 2021 beim Gas- und Wärme-Institut Essen e.V..

Herzlich Willkommen 4-stream consulting GmbH! Wir freuen uns, ein Neumitglied im Rhein RUhr Power Verein vorstellen zu dürfen. Seit diesem Jahr wird 4-stream, vertreten durch Herrn Wolfgang Schreier, offiziell bei der Erreichung der gemeinsamen Ziele unterstützen.

Kurz zu 4-stream consulting GmbH:

4-stream consulting bietet Ihnen Ingenieurs- und Unternehmensberatung für Kraftwerksbetreiber und Anlagenbauer an. Auch bei der Umsetzung Ihrer EPC- Projekte unterstützen wir Sie gerne. Dabei steht der Name unseres jungen Unternehmens, 4-stream, für ganzheitliche Lösungen. Denn wir betrachten Ihre Aufgabe aus technischer, kommerzieller, vertrieblicher und organisatorischer Perspektive.

Auf eine erfolgreiche Zusammenarbeit!

Zur Homepage von 4-stream consulting GmbH.

Die Unternehmen Open Grid Europe (OGE), TÜV SÜD und Horváth & Partners haben die Gründung eines gemeinsamen Unternehmens bekannt gegeben. Mit „evety“ will das Konsortium seine Kompetenzen bündeln und Lösungen für die Anwendungen von Wasserstofftechnologien anbieten.

Angesichts stockender Energiewende und drängender Klimaziele steht Wasserstoff (H2) als Energieträger in vielen Branchen in den Startlöchern. In etlichen Regionen gibt es bereits vielversprechende Pilotprojekte. Das neue Unternehmen evety bietet als Erster im Markt ein umfassendes Portfolio für die Realisierung von Wasserstoffprojekten in verschiedenen Anwendungsbereichen an. Ziel ist es, die Zukunftschance Wasserstoff für die Wirtschaft zu erschließen, grüne Energie voranzubringen und sektorenübergreifend die Dekarbonisierung zu fördern.

Das neue Unternehmen bietet ein umfassendes Portfolio für die Realisierung von Wasserstoffprojekten in verschiedenen Anwendungsbereichen an. Es umfasst die Erarbeitung technisch und wirtschaftlich umsetzbarer Wasserstoff-Konzepte, die Begleitung bei der Projektentwicklung und -umsetzung von Wasserstoffprojekten bis zur Inbetriebnahme sowie die Schaffung neuer Ökosysteme durch eine branchenübergreifende Vernetzung.

Die OGE nutzt hier ihre Expertise aus dem Bereich der Gasnetze einbringen, wie Dr. Jörg Bergmann, Sprecher der Geschäftsführung der OGE, betont: „Der Bau und Betrieb von Gasnetzen sind unser Kerngeschäft. In Zukunft werden wir immer mehr grüne Gase – insbesondere Wasserstoff – transportieren. Wasserstoff ermöglicht CO2-Neutralität und ist ein Schlüssel zur Sektorenkopplung.“

Ziel des neugegründeten Unternehmens ist es, die Zukunftschance Wasserstoff für die Wirtschaft zu erschließen, grüne Energie voranzubringen und sektorenübergreifend die Dekarbonisierung zu fördern, wie Dr. Klaus Altfeld, Geschäftsführer der evety GmbH, betont: „Wir haben mit evety die Chance, einen entscheidenden Beitrag für eine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft zu leisten. Unsere Bündelung von Kompetenzen ist im Markt einzigartig und wird für viele unserer Kunden der Schlüssel zur Wasserstoffzukunft sein.“

Das Unternehmen sitzt in Essen und wird bis Ende des Jahres einen weiteren Standort in München eröffnen.

Zur evety Homepage.

Kurzfassung

Die Flexibilisierung konventioneller Kraftwerke ist eine der zentralen Herausforderungen bei der Transformation des Energiesystems in Richtung eines möglichst hohen Anteils Erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung. In diesem Zusammenhang bietet die dynamische Kraftwerkssimulation ein effizientes Werkzeug, um verschiedene Flexibilisierungsmaßnahmen zu analysieren.

In dem Artikel werden auserwählte Flexibilisierungsmaßnahmen für kohlegefeuerte Dampfkraftwerke hinsichtlich ihres Flexibilisierungspotenzials und der thermodynamischen Auswirkungen auf den Kraftwerksprozess bewertet. Zu diesem Zweck wurde unter Nutzung der Modelica-Bibliothek ClaRa ein detailliertes dynamisches Kraftwerksmodell aufgebaut. Die erste betrachtete Flexibilisierungsmaßnahme ist der Ein-Mühlenbetrieb, in dem die Mindestlast bis auf 10% reduziert werden kann. Anschließend wird die mögliche Lastflexibilisierung durch die Nachrüstung eines indirekten Feuerungssystems bewertet. Hierbei zeigt sich eine Verdoppelung der erreichbaren Laständerungsgeschwindigkeiten. Eine weitere innovative Maßnahme ist die Integration eines thermischen Energiespeichers in den Kraftwerksprozess. In diesem Zusammenhang wird das Integrationskonzept eines Dampfspeichers vorgestellt. Die Ergebnisse der dynamischen Simulation zeigen eine Flexibilisierung hinsichtlich einer zeitweisen Reduzierung der (Mindest-) Last durch Beladen des Ruths-Speichers und die Möglichkeit, sehr schnell eine zusätzliche Leistung von 4,3% zu aktivieren (z.B. zur Teilnahme am viertelstündlichen Intraday-Markt).

Zum gesamten Artikel Dynamische Simulation von Flexibilitätsmaßnahmen für Kohlekraftwerke.

Dieser Artikel wurde im VGB PowerTech Journal 4/2020 veröffentlicht (www.vgb.org).

——————————————–—–– Autoren ——————————————–—––

Dr.-Ing. Marcel Richter*,
STEAG Energy Services GmbH Essen, Germany

Dr.-Ing. Gerd Oeljeklaus & Prof. Dr.-Ing. habil. Klaus Görner
Chair of Environmental Process Engineering and Plant Design University of Duisburg-Essen Essen, Germany

* The VGB-FORSCHUNGSSTIFTUNG awarded Dr. Marcel Richter with the VGB Innovation Award 2019 for the dynamic modelling of a coal-fired power plant for evaluation of flexibility measures (award category: future-oriented)