Ressourcenschonend und effizient:
die Technologie im Heizkraftwerk
Das Heizkraftwerk Römerbrücke steht seit den 1960er-Jahren für eine effiziente, dezentrale Erzeugung von Energie auf besonders ressourcenschonende Weise. Hier werden gleichzeitig Strom und Wärme produziert – in der sogenannten Kraft-Wärme-Kopplung. Der Vorteil dieses Prozesses: Es geht nahezu keine produzierte Energie verloren. Während konventionelle Kraftwerke bis zu zwei Drittel der eingesetzten Energie ungenutzt lassen, wird die bei der Kraft-Wärme-Kopplung gewonnene Wärme zusätzlich für die Fernwärmeversorgung verwendet. Dadurch hat das Heizkraftwerk einen Brennstoffnutzungsgrad von bis zu 85 Prozent. Das sind Bestwerte in Sachen Effizienz. Die Kraft-Wärme-Kopplung vermindert den Einsatz von Brennstoffen und spart CO2-Emissionen ein.
Erzeugung von Strom und Fernwärme gleichzeitig – wie funktioniert das?
Im Heizkraftwerk wird in Kraft-Wärme-Kopplung gleichzeitig Strom und Wärme erzeugt.
Das passiert in vier Schritten:
- Gas wird in Kesseln verbrannt.
- Die durch die Verbrennung entstehende Wärme wird genutzt, um Dampf zu erzeugen. Dazu wird Wasser in Rohren massiv erhitzt.
- Der heiße Dampf treibt die Schaufelräder einer Dampfturbine an – mit 3.000 Umdrehungen pro Minute. So entsteht eine mechanische Energie in Form von Kraft. Diese Kraft wird in einem Generator in Strom umgewandelt und über einen Transformator mit der richtigen Spannung ins Stromnetz eingespeist. Der Strom ist erzeugt!
- Der immer noch heiße Dampf wird genutzt, um über sogenannte Heizkondensatoren das Wasser für das Fernwärmeleitungsnetz auf eine Temperatur von bis zu 120 °C aufzuheizen. Die Fernwärme ist erzeugt!
Das Heizkraftwerk kann auf zwei Dampfturbinen zurückgreifen: die rund 460 Tonnen schwere und 17 Meter lang Wirbelschichtturbine (WiTu) mit einer elektrischen Leistung von 56 Megawatt und die Dampfturbine DT3, die eine elektrische Leistung von 34 Megawatt vorweist.
Was ist der Gas- und Dampfturbinenprozess im Heizkraftwerk?
Im Jahr 2005 wurde im Heizkraftwerk eine neue Gasturbinenanlage in Betrieb genommen. Sie besteht aus einer Gasturbine, einem Abhitzekessel mit Zusatzfeuerung und einem Generator. Die Gasturbine ist aus einem Flugtriebwerk abgeleitet. Die Gasturbinenanlage ermöglicht eine noch effizientere Kraft-Wärme-Kopplung durch einen Gas- und Dampfturbinenprozess.
Das funktioniert so:
- Gas wird in Brennkammern geleitet und auf über 1.000 °C erhitzt.
- Die heißen Verbrennungsgase treiben die Schaufeln der Gasturbine an.
- Sie bringen die Welle im Generator in Gang. Hier wird in einem Magnetfeld Strom erzeugt, der über einen Transformator in das Stromnetz geleitet wird.
- Die immer noch ca. 450 °C heiße Abwärme der Gasturbine gelangen anschließend in den Abhitzekessel und erzeugen dort aus Wasser Dampf – der Beginn des Prozesses der Kraft-Wärme-Kopplung.
Durch den Gas- und Dampfturbinenprozess wird quasi zweimal Strom erzeugt: einmal über den Generator der Gasturbinenanlage und dann noch mal im Zuge der Kraft-Wärme-Kopplung über den Generator der Dampfturbine.
Die Gasturbine arbeitet mit einem elektrischen Wirkungsgrad von 42 %. In der Gesamtkonstellation von Gasturbine, Abhitzekessel und Dampfturbine wird Gas zur Strom- und Fernwärmeerzeugung im Gas- und Dampfturbinenprozess mit einem Nutzungsgrad von bis zu 85 % effizient genutzt. Das ist top!
Technische Daten
| Gasturbine | 42 Megawatt elektrisch (MWel) |
| Dampfturbine WiTu | 56 MWel |
| Dampfturbine DT3 | 34 MWel |
| Gesamte installierte elektrische Leistung (brutto) | 132,6 MWel |
| Installierte Dampfkesselleistung | 369,5 MWth |
| Installierte thermische Wärmetauscher | 418,5 MWth |
| Gesamtnutzungsgrad der kompletten Anlage | maximal 85 % |
| Elektrischer Wirkungsgrad der Gasturbine | maximal 42 % |
| Erzeugung Strom 2022 | 194,1 Gigawattstunden (GWh) |
| Erzeugung Fernwärme 2022 (thermisch) | 314,4 GWh |
| Primärenergie | Gas |
| Anzahl Turbinen im HKW | 3 = 2 Dampfturbinen und 1 Gasturbine |
| Jährliche Betriebsstunden Turbinen (Juni 2021 – Juni 2022) | gesamt 258.843 |
Wie kommt die Fernwärme in die Haushalte?
Die am Ende des Vorgangs der Kraft-Wärme-Kopplung gewonnene Wärme wird zur Erhitzung des Wassers für die Fernwärme verwendet. Dabei wird das Wasser auf Temperaturen von bis zu 120 °C erhitzt, abhängig von der Außentemperatur. Durch den hohen Druck, mit dem das Wasser ins Fernwärmenetz eingespeist wird, bleibt das Wasser aber in flüssigem Zustand.
Über das Saarbrücker Fernwärmenetz erreicht die Wärme über viele Kilometer spezielle, isolierte Rohre die angeschlossenen Haushalte und Unternehmen. Die Länge des Fernwärmenetzes in Saarbrücken beträgt 180 Kilometer. In den Häusern angekommen, wird die Fernwärme mit Hilfe von Übergabestationen für die Heizung und für warmes Wasser genutzt. Das bei der Wärmeabgabe auf ca. 60 °C abgekühlte Wasser fließt anschließend wieder in die Kraftwerke zurück. Es handelt sich also um einen geschlossenen Wasserkreislauf zwischen Kraftwerken und Haushalten.
