WILLIBALD FISCHER STRAHLT: „Das war der absolute Höhepunkt in meinem bisherigen Arbeitsleben.” Soeben wurde wahr, was er und die Entwicklungs- und Projektteams seines Unternehmens seit Jahren erhofft hatten. In bild der wissenschaft 12/2007 („Rüsten für den Weltrekord”) hatte der Siemens-Programm-Manager vor fast vier Jahren noch vorsichtig formuliert: „Erst beim Test wird sich herausstellen, ob im Betrieb tatsächlich die Werte erreicht werden, die wir simuliert und berechnet haben.” Bereits 2001 hatte sein Arbeitgeber das ehrgeizige Ziel definiert: Ein erdgasbetriebenes Kraftwerk auf die Beine stellen, das eine Gas- und Dampfturbine kombiniert und netto auf mindestens 60 Prozent elektrischen Wirkungsgrad kommt. „Netto” heißt: Der Strom für den Eigenbedarf des Kraftwerks ist abgezogen.
Am 11. Mai 2011 war der Weltrekord erreicht: Vor den Augen des Technischen Überwachungsvereins TÜV Süd und des künftigen Kraftwerkbetreibers E.on wurden in Block 4 des Kraftwerks Irsching an der Donau 60,75 Prozent des Energiegehalts von Erdgas in Strom umgewandelt. Die Basis des Erfolgs: Die Eintrittstemperatur der Gasturbine konnte durch filigrane Materialverbesserungen an den Turbinenschaufeln um knapp 100 Grad Celsius erhöht, der Abhitze-Dampferzeuger verbessert, der Wellenstrang Gasturbine–Generator–Dampfturbine optimiert werden.
Siemens hat in die Entwicklung und Erprobung dieser Prototypanlage insgesamt eine halbe Milliarde Euro gesteckt. Die höheren Kosten – auch für die Kunden dieses Kraftwerkstyps – rechnen sich, weil dadurch die Betriebskosten sinken, was die Stromerzeugung verbilligt. „Über die gesamte Laufzeit gerechnet, gehen etwa zwei Drittel der Gesamtkosten eines solchen Kraftwerks auf das Konto des Brennstoffs”, erklärt Fischer. Mitte Juli wird das Kraftwerk, das in der Nähe von Ingolstadt liegt, an den Betreiber E.on übergeben. Der Block wird eine Nennleistung von über 550 Megawatt (MW) haben, im Regelbetrieb einen maximalen Wirkungsgrad von 60,4 Prozent erzielen und bei 4000 bis 5000 geschätzten Betriebsstunden im Jahr rund 2,75 Millionen Kilowattstunden Strom produzieren. In der Summe entspricht das etwa dem, was 300 Offshore-Windenergieanlagen mit einer Leistung von 3 MW jährlich erzeugen – allerdings weniger kalkulierbar.
Strom aus Wind und Sonne sowie aus Erdgas werden einander künftig verstärkt die Bälle zuspielen. Wenn es zu elektrischen Leistungsabfällen aufgrund von Windflauten oder Schlechtwetterperioden kommt, sollen erdgasbetriebene Kraftwerke in die Lücke springen. „Innerhalb einer halben Stunde können wir das Kraftwerk Irsching 4 nach einem Warmstart von null auf die Nennleistung hochfahren”, erklärt Programm-Manager Fischer.
Zwei Drittel der 550 MW-Kraftwerksleistung steuert die Gasturbine bei, in die ein 1500 Grad Celsius heißes Luft-Gas-Gemisch einströmt. Das ausströmende Abgas ist mit 625 Grad Celsius heiß genug, um in einem Abhitzekessel Dampf für eine Dampfturbine zu erzeugen – sie sorgt für die übrige Leistung. Kombinierte Gas- und Dampf-Kraftwerke gibt es seit den 1970er-Jahren. Noch vor 20 Jahren lag der Wirkungsgrad der Kombikraftwerke bei 50 Prozent – die 60-Prozent-Marke zu erreichen, hatte bisher keiner geschafft.
Nach den erfolgreichen Tests will Siemens das Geschäft mit den neuen Kombikraftwerken kräftig vorantreiben. Schon in den kommenden Jahren sollen sechs Einheiten in zwei Kraftwerken in Florida in Betrieb gehen – davon drei in Cape Canaveral und drei in Riviera Beach. Ein weiterer 60-Prozenter wurde nach Südkorea verkauft. Die Konkurrenten Alstom, Mitsubishi und General Electric beginnen derweil mit der Aufholjagd. Wolfgang Hess ■
