ÜBERSCHÜSSIGER GASDRUCK WIRD ZU STROM

Ein Verfahren, das flexibel genug ist, um sich an die schwankenden Gasbezüge von Stadtwerken optimal anzupassen, das Kosten spart, den CO₂-Ausstoß reduziert und darüber hinaus zum Imagegewinn beitragen kann. Dank neuer Werkstoffe bei den Dichtungen, modernster Steuerungstechnik und Digitalisierung steht Stadtwerken mit dem Spilling Gasexpansionsmotor auch heute ein topaktuelles Tool zur hocheffizienten Stromerzeugung zur Verfügung.

Und so funktioniert die Gasexpansion: Das Erdgas, das die Stadtwerke in ihren Netzen verteilen, wird beim Vorlieferanten auf hohen Druck verdichtet. Nur so kann das Gas über weite Strecken transportiert werden. Für die Verteilung in den Netzen der Stadtwerke wird aber ein deutlich geringerer Druck benötigt, so dass der Gasdruck in Gasübergabestationen auf das gewünschte Druckniveau reguliert wird. In vielen Fällen lässt man dabei die zur Verfügung stehende überschüssige Druckenergie einfach verpuffen. Schade, denn bei Verwendung einer Gasexpansionsanlage wird das Druckgefälle zwischen Erdgastransportnetzen und Verteilersystemen bzw. Verbrauchern zur Auskopplung mechanischer oder elektrischer Leistung genutzt. Diese Art der Kraftanlagen bieten maximale Wirkungsgrade.

Ein Unternehmen in Norddeutschland setzt dieses Verfahren bereits seit 1988 erfolgreich ein. Die Anlage produziert jährlich gut 4800 Megawatt Stunden Strom. Rechnerisch reicht diese Menge für die Jahres-Stromversorgung von 1200 Vierpersonenhaushalten. Allein mit diesem Verfahren tragen die Stadtwerke jährlich zu einer Reduktion von rund 2500 Tonnen CO₂ bei.

Die erwähnte Maschine läuft seit über 30 Jahren ohne größere Störungen und wurde jetzt noch einmal modernisiert. Musste früher dem Gas etwas Öl für die Schmierung der Zylinder beigefügt werden, funktioniert dieses dank robuster neuer Polymerdichtungen nun ölfrei. Außerdem wurde die Steuerungstechnik modernisiert und entspricht nun ebenfalls wieder dem Stand der Technik.

Ganz ohne zusätzlichen Energieaufwand funktioniert das Verfahren dann allerdings doch nicht. Gas kühlt bei der Entspannung in einer Kraftmaschine stark ab. Damit es nicht zu einer Vereisung kommt, muss das Gas daher vor der Druckreduzierung vorgewärmt werden. Selbst wenn die Wärme dafür aus einem konventionellen Gasheizkessel käme, würden über 90 Prozent der zusätzlich für den Gasexpander aufzuwendende Wärmeenergie in Strom umgewandelt werden. Ein extrem hoher Gesamtwirkungsgrad. Die Stadtwerke der norddeutschen Großstadt haben die Gasvorwärmung noch eleganter gelöst: Dort wird zum Vorheizen des Gases Abwärme aus dem Blockheizkraftwerk (BHKW) auf dem Firmengelände genutzt. Insgesamt erreicht man so mit der Kombination aus Gasexpansionsmotor und BHKW eine hocheffiziente Stromerzeugung mit deutlich geringeren CO₂-Emissionen als im konventionellen bundesdeutschen Strommix. Steht ohnehin vorhandene, sonst nicht nutzbare Abwärme für die Gasvorwärmung zur Verfügung, wie es beispielsweise oft bei industriellen Anwendungen der Fall ist, so ergibt sich sogar eine komplett CO₂-freie Stromerzeugung.