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vom 08.05.2018, aktuelle Version,

Kraftwerk Duisburg-Walsum

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Kraftwerk Duisburg-Walsum
Kraftwerk Duisburg-Walsum: Block 9 (links) und Neubau Block 10 (rechts) im laufenden Betrieb
Kraftwerk Duisburg-Walsum: Block 9 (links) und Neubau Block 10 (rechts) im laufenden Betrieb
Lage
Kraftwerk Duisburg-Walsum (Nordrhein-Westfalen)
Kraftwerk Duisburg-Walsum
Koordinaten 51° 31′ 43″ N,  42′ 43″ O
Land Deutschland  Deutschland
Gewässer Rhein
Daten
Typ Kohlekraftwerk
Primärenergie Fossile Energie
Brennstoff Steinkohle
Leistung 1.200 MW Brutto / 1.095 MW Netto
Eigentümer STEAG und EVN AG (Energieversorgung Niederösterreich)
Betreiber STEAG
Betriebsaufnahme 1959 (Block 7)
Kessel 1 Kohlenstaub-gefeuerter Benson-Kessel – flüssige Entaschung, Schmelzkammer (475 t/h) &

2 Kohlenstaub-gefeuerte Benson-Kessel – trockene Entaschung (1.206 t/h & 2.143 t/h) & 2 Öl-gefeuerte Hilfsdampfkessel (40 MW)

Schornsteinhöhe 300 m (Block 7 und Block 9)
181 m Naturzug-Nasskühlturm mit kombinierter Nutzung als Schornstein (Neubau Block 10) m
Eingespeiste Energie 2016 5.623 GWh
Website www.steag.com

Das Kraftwerk Walsum ist ein Steinkohlekraftwerk in Duisburg-Walsum und liegt auf dem Gelände der ehemaligen Zeche Walsum unmittelbar am Rhein.

Geschichte

Blöcke 6 bis 9

Am Standort Duisburg-Walsum wurde 1928 eine Kraftwerksanlage zur Deckung des Bedarfs der Zeche Walsum an Dampf errichtet. 1957 wurde es um einen Kraftwerksblock (Block 6) mit 68 MW erweitert, 1959 und 1960 folgten zwei Kraftwerksblöcke (Block 7 und 8) mit je 150 MW (129 MW elektrische Nettoleistung).

1988 ersetzte Block 9 die Blöcke 6 und 8. Er verfügt über eine elektrische Bruttoleistung von 410 MW (370 MW Nettoleistung) und eine Fernwärmeleistung von 295 MW[1].

Block 7[1] ist außer Betrieb (Kaltreserve), könnte allerdings theoretisch innerhalb einer Vorlaufzeit von sechs Monaten wieder in Betrieb gehen. Aufgrund des altersbedingt schlechten Wirkungsgrades ist eine Wiederinbetriebnahme nicht wirtschaftlich.

Block 10

Mit dem Bau des Blocks 10 wurde 2006[2] begonnen. Die ursprünglich für Anfang 2010 geplante Inbetriebnahme verzögerte sich jedoch wegen ca. 1.500 undichter Schweißnähte[3]. Der Probebetrieb musste im Mai 2011 wegen erneuter Undichtigkeiten im Verdampferteil des Kessels unterbrochen werden[4]. Schweißtechnische Probleme mit einem neuen niedrig legierten Stahl names T24 (Werkstoff 7CrMoVTiB10-10)[5][6], der für höhere Drücke und Temperaturen entwickelt worden war, machten den Austausch gegen bewährte T12-Stähle (Werkstoff 13CrMo4-5) notwendig.

Am 6. April 2013 wurde der Kessel nach dem Umbau erstmals angefeuert. Dabei wurde ausschließlich Öl verfeuert. Am 18. April 2013 folgte die erste Verbrennung von Steinkohle, zum sicheren Betrieb musste zunächst aber immer noch zusätzlich Heizöl verbrannt werden. Seit dem 24. April 2013 läuft die Anlage ausschließlich mit Steinkohle. Zunächst wurde der neue Block 10 mit maximal 60 Prozent Leistung genutzt, allerdings wurde kein Strom produziert. Die neue Dampfturbine durfte zunächst noch nicht zur Stromproduktion genutzt werden, weil der Hersteller Hitachi mit anderen Turbinen dieses Typs in Japan Schwierigkeiten hatte, ähnliche Probleme für die Anlage in Walsum vermutete und deshalb keine Freigabe zur Nutzung erteilte.[7] Im Juni 2013 wurde dann die Freigabe von Hitachi erteilt. Am 10. Juni erfolgte die erste Stromerzeugung mit einer Leistung von 175 MW, welche in das Netz eingespeist wurde.[8] Am 4. Juli erreichte die Anlage zum ersten Mal 100 % Last (bis zu 800 MW unter Überlast). In den darauffolgenden Monaten wurde die Leistung nach und nach hochgefahren. Der kommerzielle Betrieb wurde im Dezember 2013 begonnen.

Der niederösterreichische Energiekonzern EVN, der mit 49 % Anteilen am Kraftwerk beteiligt ist, und der Betreiber Steag erhielten in einem Schiedsgerichtsverfahren rund 200 Millionen Euro als Ausgleich für die verspätete Inbetriebnahme[9] – ursprünglich waren 600 Millionen Euro gefordert worden. Das Investitionsvolumen stieg durch die Verzögerungen beim Bau von geplanten 0,8 auf 1,1 Milliarden Euro.

Technische Daten

Kraftwerksblöcke und Gesamtleistung

Steag betreibt am Standort Walsum die Kraftwerksblöcke 7, 9 und 10 mit einer elektrischen Gesamtleistung von 1.335 MW Brutto (1.224 MW Netto).

Block 7 befindet sich als nicht aktives Reservekraftwerk bereits seit einigen Jahren in Kaltreserve, somit beträgt die tatsächlich verfügbare elektrische installierte Leistung der beiden aktiven Blöcke 9 und 10 zusammen 1.185 MW Brutto (1.095 MW Netto).[10][1]

Seit Block 7 abgeschaltet und in Kaltreserve versetzt wurde, produziert nur noch Block 9 Fernwärme. Block 10 produziert ausschließlich Strom ohne Nutzung der Restwärme zur Fernwärmeauskopplung.

Der Schornstein für die alten Blöcke 7 (Kaltreserve) und 9 ist mit 300 Metern Höhe einer der höchsten Schornsteine Deutschlands.

Der Schornstein für Block 10 ist in den 181 Meter hohen Kühlturm integriert (Reingaseinleitung). Nur aufgrund der Abgasableitung über den Kühlturm wurde ein so hoher Kühlturm gebaut. Die technische Alternativlösung mit einem niedrigeren Kühlturm ohne Abgaseinleitung und die Anbindung des Neubau-Blocks 10 an den vorhandenen Schornstein wurde durch den Betreiber Steag verworfen.

Auswirkungen des Neubaus (Block 10) auf das Umfeld

Beim neuen Block 10 (Baubeginn 2006[11]) wurde nach diversen technischen Problemen und Verzögerungen im April 2013 der Kessel nach dem Umbau erstmals angefeuert. Im Dezember 2013 begann der reguläre Betrieb mit einer Bruttoleistung elektrisch von 775 MW (Nettoleistung 725 MW elektrisch).

Die Abgase werden über den 181 Meter hohen – nur für Block 10 neu gebauten – Naturzug-Nasskühlturm mit den durch die Kühlung entstehenden Dampfschwaden zusammen abgeleitet. Dieses Verfahren wird als Reingaseinleitung bezeichnet.

Bisher war am Standort zum Betrieb der alten Kraftwerksblöcke kein Kühlturm erforderlich, die Kühlung der alten Kraftwerksblöcke wurde durch Durchlaufkühlung realisiert.

Mit der Inbetriebnahme von Block 10 und des Kühlturms mit kombinierter Nutzung als Schornstein wird es an diesem Standort voraussichtlich durch den Turm und die im Betrieb entstehenden Dampfschwaden zu unerwünschten Auswirkungen auf das Mikroklima, zum Beispiel lokal erhöhte Niederschlagsmengen und großflächige Verschattungen, kommen.

Aus Kostengründen hat sich der Betreiber Steag gegen den Bau eines Hybridkühlturms entschieden, der neben der deutlich geringeren Höhe – ca. 1/3 (60 Meter) – auch wesentlich weniger Dampfschwaden erzeugt hätte.

Leistungsdaten (Tabelle) der einzelnen Kraftwerksblöcke

Zechenkraftwerk Block 6 Block 8 Block 7 Block 9 Block 10
Status stillgelegt und abgebrochen stillgelegt und abgebrochen stillgelegt und abgebrochen stillgelegt in Betrieb in Betrieb
Inbetriebnahme[12] 1928 1957 1959 1959 1988 2013
Feuerungswärmeleistung unbekannt unbekannt unbekannt 398 MW[13] 980 MW[13] FWL bei Nennleistung: 1.575 MW / max. 1.750 MW inkl. Hilfsdampferzeuger[13]
Bruttoleistung[12] (Nominalleistung
Dampfturbine)
15 MW 68 MW 150 MW 150 MW 410 MW 775 MW / max. 790 MW
Eigenstromverbrauch[14] -- 21 MW 40 MW 50 MW
Netto-Nennleistung[14] -- 129 MW = 32,4 % 370 MW = 37,8 % 725 MW = 46 % [15]

(bei geplanter max. Fernwärme-Auskopplung mit einer typischen Stromverlustkennziffer von 0,21: 685 MW = 43,5 %)

Fernwärmeleistung[12] -- 95 MW = 23,9 % 150 MW = 15,3 %

(bis zu 295 MW möglich)[16]

0 MW

(in Planung: 190 MW = 12,1 %)

Prozessdampf -- keine Nutzung der Energie zur Erzeugung von Prozessdampf 75 MW = 7,7 %

[12]

Keine Nutzung der Energie zur Erzeugung von Prozessdampf
Kraft-Wärme-Kopplung[14] -- Fernwärme[12] Fernwärme und Prozessdampf für Papierfabrik[12] keine Nutzung der Energie zur Erzeugung von Fernwärme oder Prozessdampf
Energieverluste (ohne Eigenstromverbrauch) -- 153 MW = 38,4 % 345 MW = 35,2 % 800 MW = 50,8 %

(bei geplanter Fernwärmeproduktion: 650 MW = 41,3 %)

Energieverluste (mit Eigenstromverbrauch) -- 174 MW = 43,7 % 385 MW = 39,3 % 850 MW = 54,0 %

(bei geplanter Fernwärmeproduktion: 700 MW = 44,4 %)

Nutzungsgrad (Brennstoffausnutzungsgrad bei 12 Monaten Fernwärmenutzung pro Jahr) -- 56,3 % 60,7 % 46,0 % (in Planung: 55,6 %)
Nutzungsgrad (Brennstoffausnutzungsgrad bei 6 Monaten Fernwärmenutzung pro Jahr) -- 41,0 % 54,6 % 46,0 % (in Planung: 50,8 %)
Schornstein[17] (Höhe) Schornsteine abgebrochen 1 × 300 m Abgase werden über Kühlturm mit kombinierter Nutzung als Schornstein abgeleitet (181 m)
Kühlturm mit kombinierter Nutzung als Schornstein[17] (Höhe) Durchlaufkühlung (Rheinwasser), deshalb kein Kühlturm erforderlich 1 × 181-m-Kühlturm mit kombinierter Nutzung als Schornstein

Stromproduktion und Kohleverbrauch

Turbine Block 9

Das Kraftwerk (nur Block 9) liefert neben Strom für das örtliche Stromnetz auch für folgende Großverbraucher:

  • Prozessdampf und Strom für die angrenzende Papierfabrik der Norske Skog von 1962 bis zu deren Stilllegung im Jahr 2016,
  • Rauchgas, Strom, Prozessdampf, Druckluft und Wasser für die PCC-Anlage der Firma Specialty Minerals GmbH,
  • Fernwärme für die Fernwärmeschiene Niederrhein,
  • Strom, Wärme, Wasser und Druckluft für die Zeche Walsum.[13] von 1928 bis zu deren Stilllegung im Jahre 2008.

Zusätzlich zur nutzbaren Stromproduktion (2.260 GWh) wurden (im Jahr 2007) 33 GWh Fernwärme, 500.000 t Prozessdampf und 250 Mio. m³ Druckluft produziert. Durch die Schließung der benachbarten Zeche im Jahr 2008 wird mittlerweile ein Großteil der früher produzierten Druckluft nicht mehr vor Ort benötigt. Außerdem fehlt die Zeche Walsum als ein ehemaliger Großabnehmer des produzierten Stroms. Auch wegen der veränderten Bedingungen auf dem Strommarkt ging die produzierte Strommenge von 2.260 GWh im Jahr 2007 auf zunächst 2.014 GWh im Jahr 2008 zurück. Im Jahr 2011 reduzierte sich die Stromproduktion erneut deutlich auf 1.331 GWh.[18]

Stromproduktion und Kohleverbrauch des Kraftwerks Walsum (Block 9 und Block 10)
Jahr Block Nutzbare Stromabgabe in Gigawattstunden Kohleverbrauch pro Gigawattstunde Gesamtkohleverbrauch
2007[19] 9 2.260 GWh 398,23 Tonnen 900.000 Tonnen
2008[20] 9 2.014 GWh KAb
2009 9 KDa KAb
2010 9 KDa KAb
2011 9 1.331 GWh KAb
2012 9 KDa KAb
2013 9 KDa KAb
2014 9 KDa KAb
2015 9 KDa KAb
2016[21] 9 1.603 GWh KAb
2016[21] 10 4.020 GWh KAb
a keine Daten zur produzierten Strommenge vom Betreiber verfügbar
b keine Angaben zur verfeuerten Kohlenmenge

Bei einer jährlichen Stromproduktion (2007) in Höhe von ca. 2.260 GWh[19] verbrauchte nur der einzige aktive Kraftwerksblock 9 (ohne Neubau Block 10 und ohne abgeschaltete Kaltreserve Block 7) ca. 900.000 Tonnen[22] Steinkohle pro Jahr.

Somit ergibt sich für Block 9 (im Jahr 2007) ein theoretischer Verbrauch von 398,23 Tonnen Steinkohle pro GWh.

Die Kohlelagerhalle auf dem Gelände hat eine Kapazität von 34.000 Tonnen Steinkohle. Kohleantransport und Ascheabtransport erfolgen über die Schiene sowie über den Nordhafen Walsum. Der Netzanschluss des Kraftwerks erfolgt auf der 220-kV-Höchstspannungsebene in das Netz des Übertragungsnetzbetreibers Amprion.[14]

Betreiber, Eigentumsanteile und Strombezugsrechte

Der Betreiber Steag gehört einem Stadtwerkeverbund (Stadtwerke-Konsortium Rhein-Ruhr bestehend aus den Stadtwerken Bochum, Dinslaken, Dortmund, Duisburg, Essen und Oberhausen) und wurde in zwei Schritten von Evonik Industries übernommen. Betreiber Steag hat 51 % Eigentumsanteil an Block 10 und ist alleiniger Eigentümer der Altblöcke 7 und 9. Die EVN AG (Energieversorgung Niederösterreich) hält einen 49-prozentigen Eigentumsanteil an Block 10.

Wien Energie hat ein Strombezugsrecht am Block 10 in Höhe von 150 MW.[23] EnBW (Energie Baden-Württemberg) hat neben Wien Energie ein weiteres Strombezugsrecht am Neubaublock in Höhe von 250 MW für einen Zeitraum von 20 Jahren mit Option auf Verlängerung.[24][25] Somit gehen Strombezugsrechte in Höhe von 400 MW an Firmen in Österreich (Wien Energie) und Süddeutschland (Energie Baden-Württemberg).

Eigentumsrechte und Strombezugsrechte (Neubau Kraftwerksblock 10)
Eigentümer Eigentumsanteile Strombezugsrechte (Nettonennleistung: 725 MW el.)[13]
EVN AG (Energieversorgung Niederösterreich) 49 % 159 MW
Wien Energie 0 % 150 MW
EnBW (Energie Baden-Württemberg) 0 % 250 MW
Steag 51 % 166 MW

Emissionen

Kohlekraftwerke stehen aufgrund ihres Schadstoffausstoßes in der Kritik. Auch nach dem Einbau von Filteranlagen in den 1980er Jahren, die den Großteil des Schwefels aus den Abgasen entfernen, stoßen Kohlekraftwerke weiterhin relevante Mengen Schwefeldioxid aus. Neben Schwefeldioxid gelangen umwelt- und gesundheitsschädliche Stickstoffoxide sowie gesundheitsschädliche Feinstäube, darin enthaltene Schwermetalle und PAK in die Umwelt. In Deutschland trug die Energiewirtschaft 2010 mit 71 % (6,571 Tonnen) zur Gesamt-Quecksilberemission bei.[26]

Die Schadstoffemissionen aller großen Kohlekraftwerke sind im Europäischen Schadstoffemissionsregister (via deutschem Portal Thru.de) veröffentlicht.

Emissionen unterhalb der berichtspflichtigen Mengenschwelle sind in der Tabelle mit „<“ neben dem Grenzwert aufgeführt.

Kohlendioxid, Wasser- und Luftschadstoffe (Berichtsjahre 2007, 2010 und 2011) des Kraftwerks Walsum (Nur Block 9) [27]
Jahr Kraftwerk Produzierte Strommenge Kohle-verbrauch Kohlendioxid (CO2) Chloride –Abwasser– Stickoxide (NOx/NO2) Schwefeloxide (SOx/SO2) Feinstaub (PM10) Anorganische Fluor-verbindungen als HF Distickoxid (N2O) Fluoride (als Gesamt-F) –Abwasser– Benzol (C6H6) Blei (Pb) Chrom (Cr) Nickel (Ni) Queck-silber (Hg) Arsen (As) Cadmium (Cd)
2011 Kraftwerk Walsum

–Block 9-

1.331 GWh k. A. < 1.000.000 t < 2.000 Tonnen 1.090 t 971 t < 100 t 33.400 kg < 10.000 kg < 2.000 kg < 1000 kg < 200 kg < 100 kg < 50 kg 15,3 kg < 20 kg < 10 kg
2011 Menge pro GWh 1 GWh k. A. k. A. k. A. 0,819 t 0,729 t k. A. 25,093 kg k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. 0,0115 kg k. A. k. A.
2010 Kraftwerk Walsum

–Block 9–

k. A. k. A. 1.940.000 t < 2.000 t 1.410 t 1.240 t < 100 t 46.200 kg 10.400 kg < 2.000 kg < 1000 kg < 200 kg < 100 kg < 50 kg 26,2 kg <20 kg <10 kg
2010 Menge pro GWh 1 GWh k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. k. A.
2007 Kraftwerk Walsum

–Block 9–

2.260 GWh 900.000 t 2.120.000 t 2380 t 1.610 t 1.940 t < 100 t 10.500 kg 11.900 kg < 2.000 kg < 1000 kg < 200 kg < 100 kg 70,2 kg 15,9 kg < 20 kg < 10 kg
2007 Menge pro GWh 1 GWh 398,23 t 938,05 t 1,053 t 0,712 t 0,858 t k. A. 20,442 kg 5,265 kg k. A. k. A. k. A. k. A. k. A. 0,0070 kg k. A. k. A.

Siehe auch

  Commons: Kraftwerk Duisburg-Walsum  – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. 1 2 3 Kraftwerke in Deutschland Leistungsdaten in MW (Datenbank des Umweltbundesamt).
  2. N.N.: Informationsblatt Kraftwerk Duisburg-Walsum. STEAG GmbH, 9. März 2017, abgerufen am 25. Februar 2018.
  3. Ralf Ahrens: Beizen schwächte Schweißnähte im Kraftwerk. In: ingeneur.de. VDI Verlag GmbH, 13. August 2010, abgerufen am 25. Februar 2018.
  4. Stefan Endell: Pannenblock im Kraftwerk Duisburg-Walsum geht zwei Jahre später ans Netz. In: WAZ.de. Westdeutsche Allgemeine Zeitung, 14. Oktober 2011, abgerufen am 25. Februar 2018.
  5. Daniela Hünert: Korrosionsprozesse und Aufkohlung von ferritisch-martensitischen Stähle in H2O-CO2 Atmosphären. Dissertation an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung & TU Bergakademie Freiberg. In: BAM-Dissertationsreihe. Band 61. Berlin 2010, ISBN 978-3-9813550-4-8 (182 S., bam.de [PDF; 13,3 MB; abgerufen am 25. Februar 2018]).
  6. Klaus Metzger: Einsatz des warmfesten Stahles 7CrMoVTiB10-10 (T24) als Rohrwerkstoff im 600-Grad-Kraftwerk – Besondere Qualitätssicherungsmaßnahmen zur Vermeidung der Bildung von Spannungsrissen. Dissertation an der Materialprüfungsanstalt der Universität Stuttgart. OPUS, Stuttgart 2016 (157 S., uni-stuttgart.de [PDF; 11,8 MB; abgerufen am 25. Februar 2018]).
  7. Gregor Herberhold: Block 10 im Kraftwerk Walsum gibt noch immer keinen Strom. In: DerWesten. FUNKE MEDIEN NRW GmbH, 29. Mai 2013, abgerufen am 25. Februar 2018.
  8. Gregor Herberhold: Neuer Kraftwerkblock in Duisburg-Walsum liefert ersten Strom. In: DerWesten. FUNKE MEDIEN NRW GmbH, 13. Juni 2013, abgerufen am 25. Februar 2018.
  9. APA: EVN enthält für Mängel bei „Walsum 10“ Entschädigung. Die EVN und ihr Partner Steag erhalten für Mängel beim Bau des Kraftwerkes Duisburg-Walsum rund 200 Millionen Euro Schadensersatz. "Die Presse" Verlags-Gesellschaft, 24. November 2016, abgerufen am 25. Februar 2018.
  10. emw-online.com Gesamtleistung Standort Walsum 1.310 MW
  11. steag.com Webseite des Kraftwerkbetreibers STEAG
  12. 1 2 3 4 5 6 Steag: Kraftwerk Walsum. pdf-Datei.
  13. 1 2 3 4 5 Steag: Kraftwerksstandort Walsum. pdf-Datei.
  14. 1 2 3 4 Kraftwerksliste Bundesnetzagentur (bundesweit; alle Netz- und Umspannebenen) Stand 2. Juli 2012. Archiviert vom Original am 22. Juli 2012; abgerufen am 21. Juli 2012 (Microsoft-Excel-Datei, 1,6 MB).
  15. Steag aktuell / Walsum 10
  16. umweltbundesamt.de Leistungsdaten in MW (Datenbank des Umweltbundesamtes)
  17. 1 2 vdv-online.de
  18. steag.com
  19. 1 2 Kraftwerk Walsum auf kohlekraftwerke.de
  20. Jahrbuch der europäischen Energie- und Rohstoffwirtschaft 2010. VGE Verlag, Essen, ISBN 978-3-86797-046-4, S. 356 ff.
  21. 1 2 Kraftwerk Walsum auf steag.com
  22. Kraftwerk Walsum auf metropoleruhr.de
  23. Wien Energie, Geschäftsbericht 08/09, S. 47.
  24. strom-magazin.de
  25. enbw.com
  26. Emissionsentwicklung 1990–2010, Schwermetalle Nationale Trendtabellen für die deutsche Berichterstattung atmosphärischer Emissionen seit 1990, Umweltbundesamt (Excel-Tabelle), 2012
  27. Thru.de – Daten zum Evonik Steag GmbH Heizkraftwerk Walsum