Duisburg: Flexiblere Erzeugung durch neuen Fernwärmespeicher

Die Stadtwerke Duisburg haben mit dem Probebetrieb des neuen Fernwärmespeichers begonnen. Mit der Investition in Höhe von 20 Millionen Euro soll ein wirtschaftlicherer Einsatz des Heizraftwerks Wanheim erreicht werden.

Aufgrund der veränderten Rahmenbedingungen im Energiemarkt haben die Stadtwerke Duisburg ihre Erzeugungsstrategie angepasst. Ende März 2018 wurde dazu das am Unternehmenssitz in Hochfeld betriebene Steinkohlekraftwerk stillgelegt und das mit Erdgas betriebene Heizkraftwerk in Duisburg-Wanheim um einen Fernwärmespeicher erweitert. Dafür haben die Stadtwerke Duisburg rund 20 Millionen Euro investiert. Die Wärmekapazität des Speichers beträgt rund 1.450 Megawattstunden und reicht aus, um in den Sommermonaten die Versorgung der 70.000 Duisburger Fernwärmekunden für 70 Stunden sicherzustellen.

Stadtwerke Duisburg, Fernwärmespeicher
Nahmen den neuen Fernwärmespeicher in Probebetrieb: Markus Eferdinger, Projektleiter Bilfinger VAM, Andreas Gutschek, Vorstand Stadtwerke Duisburg AG, Christian Höfurthner, Geschäftsführer Bilfinger VAM, Inno Behrens, Projektleiter Stadtwerke Duisburg AG(Quelle: Stadtwerke Duisburg)

Höhere Wirtschaftlichkeit durch Fernwärmespeicher

Ziel der Investition ist es, einen flexibleren und wirtschaftlicheren Einsatz des Heizraftwerks Duisburg-Wanheim zu ermöglichen. „Wärmespeicher ermöglichen die zeitliche Entkopplung der Strom- und Fernwärmeproduktion“, erläutert Andreas Gutschek, Vorstand der Stadtwerke Duisburg AG. „Auf diese Weise können wir den Betrieb unseres Heizkraftwerks besser nach dem eigentlichen Bedarf beziehungsweise gezielter an der Marktsituation
ausrichten“, so Gutschek weiter.

Dies bedeutet: Wenn der Strom profitabel an der Strombörse verkauft werden kann, aber die Fernwärmekunden zu diesem Zeitpunkt keine Fernwärme benötigen, dann können die Stadtwerke künftig die parallel erzeugte Wärme im neuen Fernwärmespeicher zwischenparken. Ist die Stromproduktion im Kraftwerk dagegen unrentabel, zum Beispiel weil große Mengen Strom aus erneuerbaren Energien vorrangig ins Netz eingespeist werden, dann lässt sich die gespeicherte Wärme für die Versorgung der Fernwärmekunden nutzen. „Unser Kraftwerk kann während dieser Zeit mit kleinerer Leistung laufen oder sogar ausgeschaltet werden. Im Sommer ist der neue Fernwärmespeicher in der Lage, bis zu 70 Stunden lang die Fernwärmeversorgung für die Stadt Duisburg aufrechtzuerhalten“, erläutert Inno Behrens, der bei den Stadtwerken Duisburg den Bau des Fernwärmespeichers als Projektleiter betreut.

Höhere Flexibilität durch neue Verbindungsleitung

Mit einer neuen Anschlussleitung zur Fernwärmeschiene Niederrhein wollen die Stadtwerke Duisburg die Flexibilität der Strom- und Wärmeerzeugung weiter steigern. Über die im Juni 2018 fertiggestellte Leitung wird zusätzlich der Zugang zu industrieller Abwärme ermöglicht, über die die Stadtwerke Duisburg dann in der wärmeren Jahreszeit Wärme an Kunden liefern können, ohne dass das Kraftwerk gleichzeitig Strom produzieren muss.

Moderne Technologie für sichere Wärmeversorgung

Der Fernwärmespeicher der Stadtwerke Duisburg gehört mit zu den ersten Wärmespeichern in Deutschland, bei denen die Zwei-Zonen-Speichertechnologie zum Einsatz kommt. Beim Zwei-Zonen-Speicher ist das Speichervolumen durch ein Zwischendach in eine obere und eine untere Zone geteilt, die über Leitungen miteinander verbunden sind.

In der oberen Zone befindet sich 60 bis 90 Grad Celsius warmes Wasser, das durch sein Eigengewicht einen Druck erzeugt. Dieser sorgt dafür, dass das über 100 Grad Celsius heiße Wasser in der unteren Zone nicht anfängt zu sieden. So kann durch die Zwei-Zonen-Bauweise Wasser mit Temperaturen über 100 Grad Celsius in einem drucklosen Behälter gespeichert werden. Die Speicherhöhe wurde so gewählt, dass der statische Druck dem notwendigen Ruhedruck des Duisburger Fernwärmenetzes entspricht.

Spezielles Bauverfahren

Bei der Errichtung des Speichers wurde ein spezielles Verfahren angewendet: Hierbei wurden in einem ersten Schritt zunächst Sockel und Deckel des Stahlbehälters gefertigt und aufeinander gelegt. Anschließend wurde der Deckel hydraulisch angehoben und dann laufend gedreht. Gleichzeitig wurde die Außenwand des Speichers wie eine Spirale abschnittsweise seitlich eingezogen und verschweißt. Dadurch verkürzte sich die Bauzeit erheblich.