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Gasmotoren

Dezentrale, modulare Kraftwerksanlagen mittlerer Leistungsklasse gewinnen durch die Energiewende an Bedeutung. Im Januar 2020 ist mit dem Küstenkraftwerk Kiel Deutschlands  flexibelstes Kraftwerk ans Netz gegangen. 20 Gasmotoren treiben die stromproduzierenden Generatoren an. Die dabei entstehenden heißen Abgase erhitzen wiederum Wasser für Fernwärme. Je nach Bedarf wird dieses entweder direkt ins Fernwärmenetz eingespeist oder in einem Wärmespeicher zwischengelagert. Die Motoren können je nach Bedarf zu- oder abgeschaltet werden. Das Kraftwerk kann demzufolge flexibel eingesetzt werden, um entweder ausschließlich Wärme oder aber Wärme und Strom gleichzeitig zu produzieren.

Gesamtwirkungsgrade von 90 Prozent

Gasmotorenkraftwerke punkten in einem modernen, umweltfreundlichen Energiesystem mit diversen Vorteilen. Sie können als Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen  mit einem Gesamtwirkungsgrad von rund 90 Prozent betrieben werden. Gasmotoren sind zudem flexibel, was den Brennstoff anbelangt (Erdgas, Biogas, Prozessgase, Schwachgase) und stoßen rund 70 Prozent weniger Kohlendioxid aus als vergleichbare Kohlekraftwerke. Zudem bieten sie mit Startzeiten von weniger als fünf Minuten eine hohe Betriebsflexibilität und bringen stabile Leistungen – im Gegensatz zu den witterungsabhängigen Erneuerbaren-Energien-Anlagen.

Forschungsfokus: flexiblerer Brennstoffeinsatz und Simulation

Forschungsarbeiten müssen nun dazu beitragen, die elektrischen Wirkungsgrade der Motoren und die Brennstoffflexibilität zu erhöhen. Durch innovative Sensorik, Datenanalysen und lernende Verfahren ließe sich der Kraftwerksbetrieb optimieren. Außerdem gilt es, die Gasmotorenkraftwerke mit Erneuerbaren-Energien-Anlagen und Speichern zu vernetzen. Diese Vernetzung dient dazu, die dezentralen Kraftwerke so zu verknüpfen, dass sie wie ein großes Kraftwerk ¬ quasi als virtuelles Kraftwerk ¬gesteuert werden können. Im Forschungsfokus stehen daher die Modellierung und Simulation von Komponenten, Anlagen und Systemen.

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