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Digitalisierung, Additive Fertigung, Sektorenkopplung, P2X, Wasserstoff und Ammoniak – dies sind einige der Themen, mit denen sich die Mitglieder des Verein Rhein Ruhr Power aktuell beschäftigen. Die 41 Mitglieder – Unternehmen, Verbände und Forschungseinrichtungen entlang der Wertschöpfungskette haben sich zu Rhein Ruhr Power zusammengeschlossen, um gemeinsam die Energieversorgung in der Region und Deutschland zukunftssicher zu machen.

Auf der Mitgliederversammlung konnten wir neue Mitglieder begrüßen: Claus Brinkmann, der sein Know-how und seine langjährigen Erfahrungen aus der Energiebranche in die Vereinsarbeit mit einbringen will, und die 2G Energy aus Heek, einer der weltweit führenden Hersteller von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, der gerade mit seiner Wasserstoff-KWK-Anlage für Furore sorgt. Das dritte Neu-Mitglied, Welland & Tuxhorn AG, ein führendes Unternehmen der deutschen Armaturenindustrie mit Sitz in Bielefeld, das sowohl in der konventionellen wie regenativen Energiebereitstellung tätig ist, war leider verhindert und wird sich im November in der Mitgliederversammlung vorstellen.

Rhein Ruhr Power will im Verbund der Mitglieder, mit deren Beteiligung an Forschungsprojekten und/oder bei der Konzeption und Entwicklung von Instrumenten und Konzepten, zu einer nachhaltigen Energieversorgung beitragen und damit den Industriestandort Deutschland stärken. Zu nennen sind hier zum Beispiel zwei aktuelle Projekte, die von RRP initiiert und vom Land NRW gefördert werden: das „Digital Service Center“ und die „P2X-Plattform“.

www.rhein-ruhr-power.net

Wasserstoff, Power-to-Products, Sektorenkopplung, Additive Fertigung und Digitalisierung sind die Themen, die die Energiewende in Deutschland und den Transformationsprozess hin zu nachhaltigen Energiegewinnung mittels erneuerbarer Energien vorantreiben. Seit 10 Jahren beschäftigt sich der Verein Rhein Ruhr Power mit diesen und weiteren Energiethemen und füllt sie mit Leben.

„Gemeinsam für die Energieversorgung der Zukunft“, dies ist das Leitmotiv des Vereins Rhein Ruhr Power, der seit 10 Jahren mit seinen Mitgliedsunternehmen einen starken Verbund bildet und mit seinen Projekten die Energiewende aktiv mitgestaltet.

Projects for Future – diese auf den Weg zu bringen, ist das Anliegen des Vereins Rhein Ruhr Power und seiner 40 Mitglieder. Unternehmen und wissenschaftliche Einrichtungen entlang der Wertschöpfungskette haben sich in diesem Verein zusammengefunden, um gemeinsam Lösungen für die Herausforderungen der Energieversorgung der Zukunft zu erarbeiten. In verschiedenen Projekten forschen sie zu Themen der Zukunft, wie Wasserstoff, Power-to-X, Sektorenkopplung, Additive Fertigung, Digitalisierung u.v.a.m. und setzen durch ihre Projektaktivitäten Impulse für innovative Produkte.

„Es ist gut, dass es Rhein Ruhr Power gibt“, so Bundesumweltministerin Svenja Schulze. In ihrer Videobotschaft zum 10jährigen Jubiläum des Vereins erläutert sie die Bedeutung der Energiewende als Schlüssel für eine klimaneutrale Zukunft. Diese gehe allerdings mit einem erhöhten Strombedarf einher, was einen massiveren und schnelleren Ausbau der Erneuerbare Energien erfordere als bisher. Ministerin Schulze sieht daher eine der zentralen Aufgaben der neuen Bundesregierung, dafür die besten Voraussetzungen zu schaffen, z.B. durch schnellere Planungs- und Genehmigungsverfahren. Ministerin Schulze: „Denkfabriken wie Rhein Ruhr Power wird dabei ein wichtiger Partner, weil sie Innovationsprojekte für die Energiewende bündeln und für viele nutzbar machen.“

Auch NRW-Wirtschaftsminister Prof. Andreas Pinkwart weist in seinem digitalen Grußwort auf die Bedeutung des Vereins bei der Bewältigung der Energiewende hin und betont vor allem dessen Engagement bei der Initiierung entsprechender Projekte und deren Begleitung bis zur Durchführung: „Wir wissen Ihren Verein und seine Mitgliedsunternehmen bei der anstehenden Transformations¬aufgabe unseres Energiesystems als wichtigen und kompetenten Partner an unserer Seite.“

Frau Thomeczek, Vorstandsvorsitzende des Vereins verweist auf die technischen und wirtschaftlichen Herausforderungen auf dem Weg in eine klimaneutrale Energieversorgung der Zukunft und richtet ihren Dank an die Mitglieder und Unterstützer des Vereins: „Mit Ihrem Engagement im Verein, durch Ihre Beteiligung an Forschungsprojekten und/oder bei der Konzeption und Entwicklung von Instrumenten und Konzepten, tragen Sie maßgeblich zu einer nachhaltigen und wirtschaftlich tragfähigen Energieversorgung bei und stärken damit den Industriestandort Deutschland.“

Rund 50 geladene Gäste feierten unter 2G-Rahmenbedingungen am 9. November 2021 im Hotel Franz in Essen das 10jährige Jubiläum des Vereins. Den Reigen der Grußworte eröffnete Frau Julia Jacob, 1. Bürgermeisterin der Stadt Essen, die vor Ort war. Neben Bundesumweltministerin Schulze und NRW-Wirtschaftsminister Pinkwart, übermittelten auch VCI NRW-Präsident Thomas Wessel und VGBE-Präsident Dr. Georg-Nikolaus Stamatelopoulos dem Verein ihre virtuellen Glückwünsche zum Jubiläum. Darüber hinaus nutzten alle Teilnehmenden die Gelegenheit zum Networken, sich aus erster Hand über die aktuellen Projekte des Vereins zu informieren und – (vielleicht auch) neue gemeinsame Projektideen zu entwickeln.

Pressemitteilung des Gas- und Wärme-Instituts Essen e.V.:

Das Gas- und Wärme-Institut Essen e.V. und die Mitsubishi Power Europe GmbH haben zur Grundsteinlegung des in Europa einzigartigen Hybrid-SOFC-Systems eingeladen. Die Demonstrationsanlage ist ein wichtiger Baustein hin zu einer klimaneutralen und CO₂-armen Zukunft und wird öffentlich gefördert im Rahmen des Projektes „Demo Hybrid-SOFC“ des Verbundprojektes „KWK.NRW 4.0“ unter dem Dach des Virtuellen Instituts | KWK.NRW.

Nachdem am 30.09.2020 das Gas- und Wärme-Institut Essen e.V. (GWI) die Mitsubishi Power Europe GmbH (MPW) mit der Errichtung des neuen europaweit ersten Hybrid-SOFC-Systems beauftragt hat, begannen die Planung und die ersten vorbereitenden Arbeiten. Am 01.06.2021 konnte der Baubeginn planmäßig starten, sodass am 02.07.2021 der Grundstein gelegt wurde und die Demonstrationslange voraussichtlich Anfang 2022 in Betrieb genommen werden kann.

Für die Stadt Essen als Energiehauptstadt Europas ist dieses Leuchtturmprojekt ebenfalls ein wichtiger Meilenstein. Durch das Hybrid-SOFC-System werden die lokale Wirtschaft, Innovationen und die Wissenschaft gestärkt. Deutlich wurde dies bei der Rede des Oberbürgermeisters der Stadt Essen Thomas Kufen: „Essen ist Energiestandort Nr. 1 in der Region. Alle Bereiche des Energiesektors sind hier vertreten: von vielen kleinen und mittelständischen Unternehmen bis hin zu den Konzernzentralen der deutschen ‚Energie-Riesen‘. Mittendrin agiert das GWI – als Zusammenschluss Essener Unternehmen, wie RWE, E.ON, DMT und den Stadtwerke Essen. Heute wird durch das GWI der Grundstein für die Verwirklichung einer innovativen Brennstoffzelle gelegt – und dieser Grundstein ist auch ein Meilenstein in ressourcenschonender Energie-Technologie. Denn hier wird das europaweit erste Hybrid-SOFC-System als Ergebnis einer exzellenten Forschungsinfrastruktur installiert, die das Gas- und Wärme-Institut Essen bietet.“

Der geschäftsführender Vorstand des GWI Herr Dr. Rolf Albus macht ebenfalls deutlich, dass das GWI mit der vorhandenen Forschungsinfrastruktur der richtige Standort für das Hybrid-SOFC-System ist: „Das GWI hat sich mit der Energiewende zu einem technologieoffenen Energie-Institut weiterentwickelt und gestaltet mit seinen Mitgliedern, Partnern und Kunden die Energiethemen der Zukunft.“

Herr Prof. Dr.-Ing Klaus Görner, wissenschaftlicher Vorstand des GWI ergänzt: „Das GWI unterstreicht mit dieser Hybrid-Anlage seine Spitzenposition in der gasbasierten Energiebereitstellung in den Sektoren Strom und Wärme und liefert mit dieser Anlage in den Bereichen KWK und Sektorenkopplung wichtige Beiträge für die Energiewende.“

Die Mitsubishi Power Europe GmbH agiert bei dem Projekt als Generalunternehmer unter Einbindung der konzerneigenen Technologie. Neben der Planung, Fertigung und Lieferung ist Mitsubishi Power auch dafür zuständig, das Hybrid-SOFC-System an die Strom- und Wärmeversorgung des GWI anzuschließen. „Wir freuen uns sehr, gemeinsam mit dem Gas- und Wärme-Institut Essen e.V. den Grundstein für diese hocheffiziente und einzigartige SOFC-Anlage legen zu können. In Partnerschaft mit dem GWI können wir den flexiblen Betrieb des Hybrid-SOFC-Systems und den anteiligen Einsatz mit verschiedenen Brennstoffen – von Erdgas über Biogas bis hin zu Wasserstoff – unter realen Bedingungen erforschen. Die Nachfrage nach sauberen und nachhaltigen Energiequellen wächst stetig. Gerade in diesem Bereich verfügt Mitsubishi Power über langjährige Erfahrung
und die modernsten Technologien und Lösungen, um die Energiewende erfolgreich zu begleiten und umzusetzen.“ sagt Markus Brügmann, Head of BU New Business and Sales bei Mitsubishi Power.

Für das Teilprojekt „Demo Hybrid-SOFC“ werden rund 5,8 Mio. € aus Mitteln des Operationellen Programms EFRE NRW 2014-2020 und Mitteln des Landes Nordrhein-Westfalen bereitgestellt. Koordiniert wird die Förderung vom Projektträger Jülich im Auftrag vom Wirtschaftsministerium in Zusammenarbeit mit den Mini-sterien für Kultur und Wissenschaft, für Arbeit, Gesundheit und Soziales, für Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz und für Verkehr des Landes Nordrhein-Westfalen.

Anprechpartnerin:
Nadine Lucke
Gas- und Wärme-Institit Esse e.V.
+49 201 3618-251
info@vi-kwk.nrw

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.

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)