Elektrokessel „Karoline“ – ein Beitrag zur Norddeutschen EnergieWende

von Hanna Naoumis, 
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Tag der offenen Tür bei Vattenfall Wärme

Vattenfall betreibt in Hamburg seit dreißig Jahren einen Elektrokessel für das Fernwärmesystem. Im Rahmen des Gemeinschaftsprojektes NEW 4.0 wurde dieser erneuert und kann ab Herbst 2018 als Power-to Heat-Anlage genutzt werden. Zusammen mit dem Cluster EEHH öffnete Vattenfall die Anlage für ca. 20 interessierte Besucherinnen und Besucher.

Tag der Offenen Tür von EEHH und Vattenfall Wärme GmbH. Foto: EEHH

Im Frühjahr 2017 fiel der Startschuss für den Umbau der Vattenfall-Anlage im Projekt NEW 4.0. Schon Ende November 2017 wurde dann der neue 45-Megawatt-Transformator geliefert und eingehoben.

Bernd Gross, Projektleiter der Karoline, erläutert vor der mit Spannung erwarteten Begehung den Hintergrund der „Karoline“: Der neue Kessel kann als flexibel einsatzbereite Anlage Wärme in Form von heißem Wasser erzeugen und bei Bedarf stromseitige Spitzenlastzeiten abdecken. So kann die Anlage bei einem kurzfristigen Überangebot von Strom aus regenerativen Energiequellen -insbesondere Windkraft aus Schleswig-Holstein- eingesetzt werden.

Ein neuer Kessel als Beitrag zur Sektorkopplung

Damit leistet die Anlage einen Beitrag zur Sektorkopplung. Das ist ein wichtiger Schritt beim Umbau unserer Energieversorgung und zur regionalen Verwertung von überschüssigem Windstrom – zwei wichtige Ziele des Großprojekts NEW 4.0.

Bei der Sektorkopplung werden drei Verbrauchssektoren unterschieden: Stromverbrauch, Mobilität und Wärmeverbrauch. Das Ziel der Kopplung dieser Sektoren mit ihren unterschiedlichen Infrastruktursystemen ist die Nutzung von erneuerbaren Energien aus z.B. Windkraft sowohl im Strom wie auch im Wärme- und Verkehrsbereich. Der Wärmeverbrauch macht aktuell etwa 50% des Endenergieverbrauchs in Deutschland aus, wobei ca. 80% aus fossilen sowie biogenen Brenn- und Kraftstoffen kommen. Um im Sinne der Sektorkopplung Strom aus Windkraft im Wärmesektor nutzen zu können, stehen unterschiedliche Wege offen. Einer dieser Wege ist die Power-to-Heat-Technologie, die Strom in Wärme umwandelt.

Die Anlage funktioniert im Prinzip wie ein Durchlauferhitzer, der überschüssigen Windstrom nutzt, um Wasser zu erwärmen, das dann in das Fernwärmenetz eingespeist werden kann. Dadurch verringern wir die Nutzung fossiler Energien zur Wärmeerzeugung und reduzieren gleichzeitig die CO2-Emissionen. Zudem kann damit Strom genutzt werden, der sonst bei bestimmten Bedingungen zwar vom Verbraucher bezahlt, aber gar nicht erzeugt worden wäre.

Bernd Gross, Projektleiter Karoline

In Schleswig-Holstein gibt es immer wieder ein Überangebot von regenerativem Strom -insbesondere aus Windenergie- was teilweise dazu führt, dass Windkraftanlagen abgeregelt werden müssen. Eine Power-To-Heat-Anlage hilft, das je nach Wetterlage schwankende Angebot der erneuerbaren Energien effizient in die vorhandene Energieerzeugung zu integrieren oder auch das Stromnetz zu stabilisieren.

Der Rundgang und aktueller Stand des Kessel-Einbaus

Zum Tausch des fünf mal sieben Meter großen Transformators wurde die Außenwand am Standort eingerissen, damit dieser über eine Schienen-Konstruktion in das Gebäude gebracht werden konnte. Wir Besucher hatten Glück und konnten sogar einen Blick auf den Transformator werfen – normalerweise werden die Eintrittstüren zu Transformatoren fernverriegelt. Und das aus gutem Grund: Der Trafo ist an das 110-kV Netz angeschlossen.

Nach der Besichtigung des Trafos wurden die Besucherinnen und Besucher einmal um das Gebäude geführt. Hier verfolgten wir den Weg des Stroms über die Schaltanlage zum Kessel.

Der Elektrokessel Karoline verfügt über eine Leistung von ca. 45 MW und kann damit rund 13.500 Kunden mit Wärme versorgen. Die Inbetriebnahme der Anlage ist für September 2018 geplant, so dass diese für die nächste Heizperiode zur Verfügung steht.

Bernd Gross, Projektleiter Karoline

Die PtH-Anlage kann auch Primärregelleistung erbringen. Innerhalb von 30 Sekunden kann die volle Leistung erbracht werden. Der Kessel konnte ohne „Umbauarbeiten“ eingesetzt werden. Der Hersteller hat den Kessel extra so gebaut, dass er durch das Eingangstor passt. Einmal im Gebäude, wurde er mit einem Kran durch das Dach senkrecht aufgestellt.

Wie oft die Anlage dann tatsächlich zum Einsatz kommt ist heute schwer zu sagen. Faktoren sind zum einen der Marktpreis für Strom und die aktuellen regulatorischen Rahmenbedingungen, die einer Wirtschaftlichkeit des Einsatzes der Anlage derzeit entgegenwirken. Im Rahmen von NEW 4.0 wird sie eingesetzt, um zu erforschen, wie Markt- und regulatorische Rahmenbedingungen aussehen müssen, um eine für die Energiewende sinnvolle Anlage wie diese wirtschaftlich betreiben zu können. Die Anlage dient auch der Absicherung der Wärmeversorgung bei besonders kaltem Wetter oder bei Ausfall anderer Wärmeerzeugungsanlagen.

Trafotransport. Foto: Vattenfall Wärme GmbH

Die „Karoline“ ist Teil der Norddeutsche EnergieWende 4.0

Die Erneuerung des Elektrokessels ist Teil des Förderprogramms „Schaufenster intelligente Energie – Digitale Agenda für die Energiewende“ (SINTEG) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Das Schaufenster bei uns im Norden heißt Norddeutsche EnergieWende –NEW 4.0 und ist eine Kooperation von 60 Partnern aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik, die länderübergreifend zeigt, wie die Gesamtregion mit 4,5 Millionen Einwohnern bis 2035 zu 100 Prozent sicher und zuverlässig mit regenerativem Strom versorgt werden kann. Dabei geht es in Norddeutschland vor allem um die Integration von Windenergie.

Das Cluster Erneuerbare Energien Hamburg

Vattenfall ist nicht nur Partner des Förderprojektes NEW 4.0, sondern schon langjähriges Mitglied der Erneuerbare Energien Hamburg Clusteragentur GmbH. Bei den Tagen der offenen Tür gewähren Mitglieder Einblicke in eigene, spannende Projekte. 2018 stehen noch weitere Besichtigungen auf dem Programm. Schauen Sie deshalb unbedingt einmal auf www.eehh.de vorbei.

Mehr Informationen zum NEW 4.0 Projekt „Elektrodenheizkessel Karoline“ von Vattenfall finden Sie auf der B2B-Webseite der Innovationsallianz.

Über die Autorin

Profilbild zu: Hanna Naoumis

Seit Anfang 2017 arbeite ich als B2B-Marketing Managerin von NEW 4.0 im Cluster EEHH. Ob auf dieser Webseite, bei Twitter, via Xing, auf Fachveranstaltungen und Messen - jeden Tag kann ich über das reden und schreiben, was mich am meisten interessiert: Die Entwicklung von innovativen Lösungen zum Voranbringen der Energiewende, des Klimaschutzes und damit einer nachhaltigen Entwicklung unserer Gesellschaft.

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