Eigenstromversorgung
Energiekosten mit Gasturbine eindampfen?
Ist es wirtschaftlich, den Anteil des selbst produzierten Stroms zu erhöhen? Vor dieser Frage stand ein deutscher Molkerei-Großbetrieb, der mit einem älteren Dampfkessel mit Dampfturbine Wärme und Strom für die Produktion betreibt. Lohnt es, die Eigenenergieversorgung durch eine neue Gasturbinenanlage mit Abhitzekessel zu ergänzen?
Antworten liefert eine detaillierte Wirtschaftlichkeitsanalyse.
Hohe Wirkungsgrade, kurze Startzeiten und rasche Lastwechsel: Gas- und Dampfturbinen-Anlagen nutzen den Brennstoff sehr effizient und können flexibel betrieben werden. Diese Vorteile sind für die Molkerei sehr interessant, denn die betriebseigenen Produktionsanlagen verbrauchen sowohl elektrischen Strom als auch große Mengen Prozessdampf, der beispielsweise zum Erhitzen und Sterilisieren der Milchprodukte gebraucht wird. Der Dampfbedarf wird bislang über mehrere eigene Dampfkessel gedeckt. Die Molkerei hat schon Erfahrung mit eigener Stromerzeugung, denn der Dampf wird teilweise in einer Dampfturbine entspannt und so auf das in der Produktion benötigte Druck- und Temperaturniveau abgesenkt. Die dabei gewonnene elektrische Energie fließt ebenfalls in die Produktionsprozesse und kann einen Teil des Strombedarfs decken. Den darüber hinaus benötigten Strom bezieht die Molkerei von einem externen Energieversorger.
Einer der bestehenden Dampfkessel muss nun modernisiert werden. Hier bietet sich auch eine technische Alternative an: Der Ersatz des Dampfkessels durch eine neue Gasturbinenanlage mit Abhitzekessel und Zusatzfeuerung. Zusammen mit der vorhandenen Dampfturbine entsteht so eine Gas- und Dampfturbinen-Anlage (GuD-Anlage). Dieses alternative Konzept könnte wirtschaftliche Vorteile bieten, denn durch die zusätzliche Gasturbine mit hohem Wirkungsgrad und die noch effizientere Brennstoffausnutzung könnte der Anteil an selbst produziertem Strom erhöht und so der stetig teurer werdende Fremdstrombezug verringert werden.
Dampfkessel modernisieren oder durch GuD-Anlage ersetzen?
Doch wie steht es um die Investitions- und Betriebskosten? Sind Kosteneinsparungen absehbar, die eine Entscheidung für die teure GuD-Anlage rechtfertigen? Oder ist es letztlich doch wirtschaftlicher, lediglich den bestehenden Dampfkessel zu modernisieren? Um eine Investitionsentscheidung zu ermöglichen, hat die Molkerei drei Angebote von Anlagenherstellern eingeholt und die Energieexperten der TÜV SÜD Industrie Service GmbH mit einer Wirtschaftlichkeitsrechnung und Szenarien-Analyse beauftragt.
Berechnungsbasis waren die tatsächlichen Bedarfs-Lastgänge der Molkerei für Strom und Dampf aus dem Vorjahr. Aus diesen wurden Bedarfslastgänge für die Zukunft entwickelt, denn der künftige Bedarf der Molkerei wird sich unter anderem durch geplante Produktionssteigerungen sowie dem zusätzlichen Strom- und reduzierten Dampfbedarf aufgrund eines neuen mechanischen Verdampfers ändern.
Auf Basis der Bedarfslastgänge wurden anschließend die beiden möglichen Zukunftsszenarien für die Energieversorgung der Molkerei abgeleitet – die reine Modernisierung des alten Dampfkessels (Modernisierungskonzept) oder die Installation einer zusätzlichen Gasturbinenanlage mit Abhitzekessel (GuD-Konzept). Die beiden Konzepte ermöglichten die Simulation von Erzeugungslastgängen für Strom aus der Gas- und Dampfturbine sowie für den restlichen Strombezug aus dem Netz.
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