Vom Gaswerk zur Energiezentrale
Der N-ERGIE Standort Sandreuth im Wandel: Nach dem Abriss der alten Kohleanlagen ist Platz für neue, nachhaltige Energieerzeugung.
Heizkraftwerk Sandreuth: Herzstück für effiziente Energieerzeugung und -versorgung
Flexibel sein – in unserem Heizkraftwerk ist das Tagesgeschäft und Erfolgsfaktor zugleich. Ziel der Energieerzeugung vor Ort ist es, auf schwankende Einspeisung aus erneuerbaren Quellen ebenso schnell reagieren zu können wie auf sich kurzfristig verändernde Bedarfe in der Strom- und Fernwärmeversorgung. Denn erst im Zusammenspiel von moderner Technik, kluger Steuerung und äußeren Signalen wird das System wirklich flexibel.
Hiervon war im Oktober 1904 bei der Inbetriebnahme des Gaswerks in Nürnberg-Sandreuth noch nicht viel zu erkennen. Heute ist der Wandel deutlich sichtbar. Der alte Wasserturm zeugt von der Anfangszeit des Gaswerks zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Ab dem Jahr 1982 wurde Kohle als Brennstoff genutzt. Doch von diesem fossilen Energieträger hat sich die N-ERGIE bereits 2005 verabschiedet; die alten Kohlebehälter wurden mittlerweile abgerissen (mehr dazu hier).
Das heutige Heizkraftwerk besteht im Wesentlichen aus einer modernen Gas-und-Dampfturbinen-Anlage (kurz: GuD-Anlage), einem Biomasse-Heizkraftwerk (BMHKW) sowie technischen Einrichtungen zur Nutzung der Abwärme aus der benachbarten Müllverbrennungsanlage der Stadt Nürnberg. Im hocheffizienten Kraft-Wärme-Kopplungsprozess (KWK) werden gleichzeitig Strom und Fernwärme erzeugt. Die beiden 2022 modernisierten Gasturbinen mit jeweils 56 Megawatt elektrischer Leistung können perspektivisch auch mit Wasserstoff betrieben werden.
Der Wärmespeicher wurde 2014 in Betrieb genommen. Mit rund 70 Metern Höhe, etwa 26 Metern Durchmesser und einem Fassungsvermögen von rund 33.000 Kubikmetern Wasser zählt er zu den größten und modernsten Anlagen seiner Art in Europa.
Wärmespeicher: Integration von mehr erneuerbaren Energien
Ein entscheidender Schritt hin zu mehr Flexibilität war die Inbetriebnahme des Wärmespeichers im Jahr 2014. Seine zentrale Funktion liegt in der zeitlichen Entkopplung von Strom- und Wärmeerzeugung. „Ist beispielsweise bei Windflaute oder bei trüber Witterung wenig Strom aus erneuerbaren Energien verfügbar, fährt das Kraftwerk die elektrische Leistung hoch und die dabei entstehende überschüssige Abwärme wird in den Speicher geladen – umso mehr, je geringer der aktuelle Bedarf im Fernwärmenetz ist“, erläutert Matthias Klopfer, Leiter Produktion im Heizkraftwerk.
„Wird dagegen an sonnen- und windreichen Tagen viel Ökostrom in das Netz eingespeist, wird die Leistung des Kraftwerks gedrosselt und die notwendige Fernwärmeversorgung erfolgt über die Entladung des Wärmespeichers. Dadurch sind wir deutlich flexibler im Betrieb und bei der Integration von Energie aus erneuerbaren Quellen.“ Neben dem innovativen Wärmespeicher ist eine zusätzliche Lösung geplant, um künftig auch Strom vor Ort zwischenzuspeichern und den Kraftwerksbetrieb noch flexibler gestalten zu können. Dies ist für eine nicht vermeidbare Stromerzeugung wichtig – insbesondere durch den Dauerbetrieb der Müllverbrennung und in Bezug auf mögliche Netzeinspeisung bei negativen Strompreisen. Die erzeugungsschwachen Sommermonate nutzen wir, um unsere Anlagen fit für den Winter zu machen, beispielsweise für die Vollrevision einer Dampfturbine.
Menschen, die flexibel agieren und Anlagen, die bedarfsgerecht schnell runter- bzw. hochegefahren werden könnnen: in flexiblen Betrieb liegt die Zukunft des Heizkraftwerks der N-ERGIE in Nürnberg-Sandreuth.
Flexibilität als Zusammenspiel – intelligente Steuerung
Moderne, flexibel einsetzbare Anlagen sind entscheidend für die Zukunft – vor allem für eine klimafreundliche Fernwärmeerzeugung. Unser Transformationsplan sieht u.a. den Bau eines Altholz-Heizkraftwerks, den Einsatz von Großwärmepumpen sowie die potenzielle Erschließung von Erdwärme als alternative sowie zusätzliche Energiequellen vor. „Der Erfolg innerhalb eines nachhaltigen Gesamtsystems beruht nicht nur auf einzelnen Technologien, sondern auf Anlagen, die technisch so ausgelegt sind, dass sie Flexibilität überhaupt ermöglichen – etwa durch schnelle Lastwechsel, Speicherintegration oder intelligente Steuerung“, meint Gregor Mannl, Leiter Anlagentechnik bei der N-ERGIE Kraftwerke GmbH.
Dr. Michael Kolloch, Leiter Steuerung Erzeugung, stimmt zu und verweist auf die hoch qualifizierten Kolleginnen und Kollegen, die die Anlagen bedienen und steuern. „Ob bei der Planung neuer Anlagen oder im laufenden Betrieb: Unsere Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter müssen immer die Wirkung eines Prozesses auf das Gesamtsystem mitberücksichtigen.“ Gefragt sei mehr denn je Agilität, sprich flexible Anpassungsfähigkeit innerhalb des zunehmend volatilen Energiemarkts mit großen Strompreisschwankungen und das immer häufigere Abrutschen der Preise ins Negative. „Die Herausforderung besteht darin, jeden Tag einen Spagat zwischen resilienter Systemstabilität und Versorgungssicherheit, kurzfristigen Bedarfen und Effizienz zu meistern“, fasst Michael Kolloch zusammen.
Was bedeutet Flexibilität in einem Kraftwerk?
Zum flexiblen Betrieb eines Kraftwerks gehört die Fähigkeit, die Erzeugung schnell und präzise an aktuelle und sich schnell wandelnde Bedingungen anzupassen.
Statt konstant auf gleicher Leistung zu laufen, reagiert es bedarfsgerecht und variabel auf
- schwankende Energiepreise
- sinkende oder steigende Nachfragen im Strom- und Wärmenetz sowie
- die fluktuierende Erzeugung erneuerbarer Energien (Wind und Sonne).
Die schnelleren Lastwechsel (Hoch- und Runterfahren der Leistung) sowie die Entkoppelung von Strom- und Wärmeerzeugung z.B. durch Wärmespeicher sind entscheidend, um die Versorgungssicherheit aufrechtzuerhalten und den hohen Anforderungen auch in Zukunft gerecht werden zu können.
