Kraftwerk Lippendorf
| Kraftwerk Lippendorf | |||
|---|---|---|---|
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| Lage | |||
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| Koordinaten | 51° 10′ 59″ N, 12° 22′ 22″ O | ||
| Land | Deutschland | ||
| Daten | |||
| Typ | Thermisches Kraftwerk / Braunkohlekraftwerk | ||
| Primärenergie | Fossile Energie | ||
| Brennstoff | Braunkohle (Mitteldeutsches Braunkohlerevier) | ||
| Leistung | siehe Tabellen | ||
| Betreiber | Vattenfall Europe Generation AG | ||
| Betriebsaufnahme | Oktober 1999 | ||
Das Kraftwerk Lippendorf ist ein mit Braunkohle befeuertes Dampfkraftwerk am Nordwestrand des Ortes Lippendorf der Gemeinde Neukieritzsch im Landkreis Leipzig. Es liegt etwa 15 km südlich von Leipzig, das auch über eine Fernwärmeleitung vom Kraftwerk mit Wärme versorgt wird.
Das Kraftwerk wird von der Vattenfall Europe Generation AG (früher VEAG) betrieben, die auch Eigentümerin eines Blockes (Block R) ist. Der Block S gehört der EnBW. Das Kraftwerk wurde am 22. Juni 2000 mit einer Rede des damaligen deutschen Bundeskanzlers Gerhard Schröder eingeweiht. Die Investitionen für das Kraftwerk (ohne Tagebaubetrieb) betrugen 2,3 Mrd. Euro.
Geschichte
Der erste Kraftwerksbau am Standort Lippendorf, das Industriekraftwerk Böhlen, entstand 1926. Dieses Kraftwerk versorgte die Chemiefabrik Böhlen. 1965 wurde ein neues Kraftwerk neben dem IKW Böhlen errichtet. Es diente der Versorgung des Böhlener Chemiewerkes und der Grundlastversorgung der südlichen DDR. Dieses Kraftwerk bestand aus einem Kondensationskraftwerk mit vier Kraftwerksblöcken je 100 MWel Nennleistung und aus einem Industriekraftwerk, welches hauptsächlich Dampf zur Chemiefabrik Böhlen lieferte, mit vier Sammelschienenturbosätzen je 50 MWel.
Wegen der nach 1990 gültigen Umweltgesetze entschieden die Eigentümer, dass eine Nachrüstung mit moderner Umwelttechnik aus technischen wie wirtschaftlichen Gründen nicht realisierbar sei. Deshalb planten die Vereinigten Energiewerke AG (VEAG) und die Bayernwerk AG auf dem Gelände des früheren Industriekraftwerkes Böhlen die Errichtung einer optimierten braunkohlengefeuerten Doppelblockanlage. Die VEAG beauftragte hierzu die Arbeitsgemeinschaft VEBA Kraftwerke Ruhr AG (VKR) und die Energie- und Umwelttechnik GmbH Radebeul (EUT) mit der Planung. Die erste Fassung der Planung wurde im Juli 1992 ausgeliefert. Es folgten Untersuchungen zur Wirkungsgradsteigerung durch Anhebung der Temperaturen für Frischdampf und ZÜ-Dampf sowie zur Abwärmenutzung durch Rohgaskühlung. Diese Ergebnisse wurden am 16. November 1992 der VEAG vorgestellt. In der Planungsphase wurde vorerst ein Block-Nettowirkungsgrad von 39 % als Ziel gesetzt. Dieser konnte jedoch durch Optimierung nachträglich auf etwa 42,55 % gesteigert werden. Der Grundstein wurde am 29. November 1995 vom damaligen Ministerpräsidenten Sachsens, Kurt Biedenkopf, gelegt. Die erste Netzschaltung des Kraftwerkblockes S erfolgte am 18. Juni 1999 um 15:42 Uhr. Der baugleiche Block R ging am 15. Dezember desselben Jahres in den ersten Testbetrieb. Am 22. Juni 2000 wurde das Kraftwerk schließlich durch den damaligen Bundeskanzler Gerhard Schröder feierlich eingeweiht.
Mit der Inbetriebnahme der beiden Neubaublöcke erfolgte die schrittweise Stilllegung und der Rückbau des Altkraftwerkes Lippendorf. Der erste Kühlturm wurde am 6. Dezember 1997 gesprengt, der zweite wurde 2005 mittels hydraulischer Abbruchzange rückgebaut. Am 27. August 2005 wurde der Schornstein gesprengt, am 5. September 2005 folgte das Kesselhaus.
Die Erstbesetzung der Betriebsmannschaft wurde aus den im Umkreis bestehenden Kraftwerken Lippendorf und Thierbach gestellt.
Technische Beschreibung
Das Kraftwerk besteht aus zwei Blöcken mit je 933,6 MWel Bruttonennleistung. Die beiden von Babcock errichteten Kessel mit je 2420 t/h Dampfleistung stellten zu ihrer Inbetriebnahme die modernste Großfeuerungstechnik für Braunkohle der Welt dar. Der Dampf jedes dieser Kessel treibt je einen Turbosatz, eine ABB-Turbinen-Generatoreinheit mit 1167 MVA, an. Zugleich verfügte das Kraftwerk bei Inbetriebsetzungszeitpunkt über die größten und effektivsten braunkohlebefeuerten Kraftwerksblöcke und die leistungsstärksten Einwellenturbinen. Sie hatten einen (zur Zeit der Errichtung technisch machbaren höchsten) Wirkungsgrad von 42,55 %. Die Nettoleistung der Kraftwerksblöcke beträgt jeweils 891 MWel. Aufgrund der Größe der Anlagen wurden diese für den Grundlastbetrieb ausgelegt. Durch die zusätzliche Auskopplung von Wärme zu Heizzwecken wird ein Brennstoffnutzungsgrad von insgesamt 46 Prozent erzielt. Die ausgekoppelte Fernwärmeleistung beträgt maximal 330 MWth. Sie wird der Stadt Leipzig sowie einigen Umlandkommunen zur Verfügung gestellt. Die für eine Wärmeübertragungsleistung von 330 Megawatt ausgelegte Fernwärmeleitung nach Leipzig hat eine Länge von 15 Kilometern.
Die für das Kraftwerk benötigte Braunkohlenmenge von durchschnittlich 10 Millionen Tonnen pro Jahr (2003: 11,7 Millionen Tonnen) wird aus dem Tagebau Vereinigtes Schleenhain der MIBRAG geliefert. Die Kohle gelangt über eine etwa 14 Kilometer lange Bandanlage zum Kraftwerk – dort zunächst zu einem Kohlemisch- und Stapelplatz, wo sie auf 50 Millimeter Korngröße gebrochen und damit die unterschiedlichen Kohlequalitäten der Flöze durch Mischung ausgeglichen wird. Dort können bis zu 400.000 t Rohbraunkohle auf Vorrat gehalten werden, was etwa dem Verbrauch von 15 Tagen Kraftwerksbetrieb entspricht. Die vorgesehene Betriebsdauer des Tagebaus von 40 Jahren entspricht der technischen Lebenserwartung des Kraftwerks.
Durch die moderne Feuerungstechnik sowie umfangreiche Luftreinigungs- und Filteranlagen werden alle gesetzlichen Bestimmungen zur Luftreinhaltung erfüllt bzw. unterschritten. Da die zum Einsatz kommende Braunkohle einen relativ hohen Schwefelgehalt aufweist, kommt der Rauchgasentschwefelung eine besondere Bedeutung zu. Diese wird durch ein Nasswaschverfahren realisiert, welches als Endprodukt Gips liefert. Dabei wird angelieferter Branntkalk (ca. 1000 t/d) in einer Kalklöschstation abgelöscht, d.h. aus Branntkalk (CaO) wird durch Zugabe von Wasser Kalziumhydroxid (Ca(OH)2. Diese Kalkmilchsuspension wird in großen Absorbern in den Rauchgasstrom eingesprüht und reagiert mit dem enthaltenen SO2 zu CaSO3, welches anschließend durch Oxidationsluftgebläse zu CaSO4 (Gips) aufoxidiert und durch Vakuumbandfilter entwässert und ausgeschleust wird. Der anfallende Gips (ca. 1 Mio. t/a) dient als Rohstoff für eine nebenliegende Gipsfabrik (Gipskartonplatten) und für eine Firma, welche zahntechnischen Gips herstellt. Der restliche Gips wird per Bahn in verschiedene Länder Europas exportiert oder in einem Tagebaurestloch zur späteren Verwendung zwischengelagert. Die Bahnlogistik der benötigten Zusatzstoffe und des anfallenden Gipses führt die Mitteldeutsche Eisenbahn durch.
Seit 2004 werden jährlich etwa zwischen 300.000 und 320.000 Tonnen Klärschlamm (ca. 2,5 % des Gesamtbrennstoffbedarfes) mitverbrannt. Durch die KSMV (Klärschlamm-Mitverbrennung) werden die Klärschlämme der Braunkohlenfeuerung zudosiert, verbrannt und durch die Filteranlagen des Kraftwerkes weitestgehend unschädlich gemacht. Mit dieser Mitverbrennung werden etwa 41.000 Tonnen Braunkohle pro Jahr eingespart. Durch diese Brennstoffzugabe wird kein zusätzliches CO2 in den natürlichen Kreislauf eingebracht, jedoch verringert sich der Nettowirkungsrad um etwa 0,05 % auf 42,5 %. Dieser Nachteil steht aber im Bezug auf die Wirtschaftlichkeit (Einsparung der Braunkohlemenge und Entsorgungsvergütung) der Klärschlamm-Mitverbrennung im Hintergrund.
Technische Daten (Auslegungsdaten, wenn nicht anders benannt)
Gesamtübersicht
| Bruttoleistung in MWel | 1867,2 |
| Kurzzeitbruttoleistung in MWel | 1940 |
| Scheinleistung in MVA | 2334 |
| Dampferzeuger | 2 (baugleich) |
| Turbosätze | 2 (baugleich) |
| Feuerungsart | primär Braunkohlestaub, sekundär Kläranlagenrückstände, Anfahrbetrieb Heizöl Extra Leicht |
| Einsatzart | Grundlast, bedingt durch EEG auch Mittellast |
| Rauchgasentstaubung | Elektrofilter (2 Filter mit je 16 Einzelfeldern je Dampferzeuger) |
| Rauchgasentschwefelung | Nasswaschverfahren (2 Rauchgasentschwefelungsanlagen je Dampferzeuger) |
| Rauchgasentstickung | nicht benötigt, da Grenzwerte durch NOx-arme Feuerung unterschritten werden |
| CO2-Verminderung1 | durch Wirkungsgradsteigerung und teilweiser Primärbrennstoffsubstitution mit CO2-neutralem Sekundärbrennstoff 2 |
| Fernwärmeauskopplung in MWth | 330 |
| Nettowirkungsgrad in % | 42,5 |
| Brennstoffausnutzungsgrad in % | 46 |
1 nur bei Grundlastbetrieb
2 Kläranlagenrückstände
Dampferzeuger
| Art | Zwangdurchlauf |
| Bauart | Turmbauweise 1 |
| Höhe in m | 163 |
| Dampfleistung in t/h | 2420 |
| Brennkammerhöhe in m | 90 |
| FD Druck in bar | 267,5 |
| FD Temp. in °C | 554 |
| ZD Druck in bar | 52 |
| ZD Temp. in °C | 583 |
| Primärbrennstoffmenge in t/h | ca. 750 |
| Sekundärbrennstoffmenge in t/h | ca. 22 |
| Mühlen | 8× NV 110 2 |
1 alle Heizflächen befinden sich in einem einzigen Zug angeordnet nach oben, Abgasabführung erfolgt in einem Leerzug nach unten
2 Nassventilatormühlen mit je 110 t/h maximalen Kohledurchsatz
Turbinen
| Bauart | 5-gehäusige einwellige Hochtemperatur-Kondensationsturbine |
| Länge in m | 51,7 |
| Frischdampfmenge in kg/s | 672.2 |
| Druck v. HD-Teil in bar | 259,5 |
| Temp. v. HD-Teil in °C | 550 |
| Zwischendampfmenge in kg/s | 596,8 |
| Druck v. MD-Teil in bar | 50 |
| Temp. v. MD-Teil in °C | 582 |
| Kondensatordruck in barabsolut | 0,038 |
| Drehzahl in min−1 | 3000 |
Kondensatoren
| abzuführende Leistung in MWth1 | 890,76 |
| Kondensatordruck in barabsolut | 0,038 |
| Kühlwassermenge in m³/s | 20,9 |
| Kühlwassereintrittstemperatur in °C | 16,4 |
| Kühlwassergeschwindigkeit in m/s | 1,95 |
| Wärmeaustauschfläche in m² | 54.950 |
| Außenabmessungen (B/H/T) in m | 22/15/18 |
| Nettogewicht in t | 1140 |
1 zur Zeit technisch nicht nutzbare, aber für den Dampfturbinenprozess benötigte Abwärmeenergie
Generatoren
| Hersteller | ABB (Alstom) |
| Typ | 50WT25E-158 |
| Scheinleistung in MVA | 1167 |
| Wirkleistung in MWel | 933,6 |
| Schaltung | Stern |
| Spannung in kV | 27 |
| Strom in kA | 24,954 |
| Leistungsfaktor, übererregt | 0,8 |
| Leerlaufkurzschlussverhältnis | 0.505 |
| Erregereinrichtung | statisch |
| Erregerspannung in V | 757 |
| Erregerstrom in A | 6001 |
| H2-Überdruck in bar | 5 |
| Masse Stator in t | 430,3 |
| Masse Rotor in t | 97 |
| Frequenz in Hz | 50 |
| Drehzahl in min−1 | 3000 |
| Kühlung | H2/H2O |
Maschinentransformatoren
| Anzahl | 2 1 | 2 |
| Typ | TWSM (Siemens) | KDOR (ABB) |
| Scheinleistung in MVA | 1100 | 1100 |
| Übersetzung in kV | 27/410 | 27/410 |
| Stufen | 27 | 27 |
| Kühlart | ODWF 2 | ODWF |
| Schaltung | YNd5 | YNd5 |
| uk in % | 21–22 | 21–22 |
| max. Kurzschlussdauer in s | 8 | 8 |
| Gesamtmasse in t | 550 | 555 |
| Ölmasse in t | 92,5 | 102 |
1 Parallelschaltung eines Siemens- und eines ABB-Trafos je Block
2 O – Öl als inneres Kühlmittel, D – direkt gerichtete Strömung des inneren Kühlmittels (durch Ölpumpen und zielgerichtete Strömungsverteiler),
W – Wasser als äußeres Kühlmittel, F – forcierte Strömung (durch Kühlwasserpumpen)
Kühltürme
| Anzahl | 2 |
| Bauart | Naturzug Nasskühlturm |
| Kühlwasserdurchsatz in t/h | 86.400 |
| Höhe in m | 174,5 |
Abgasabführung
Die durch Elektrofilter und Rauchgasentschwefelungsanlagen gereinigten Abgase werden unter Ausnutzung der Konvektion über die beiden 174,5 m hohen Kühltürme an die Umwelt abgegeben.
Hilfsdampfversorgung
Durch eine Hilfsdampfschiene ist es möglich, dass ein Block den anderen versorgen kann. Für den Fall des Stillstands beider Dampferzeuger gibt es Hilfsdampferzeuger:
| Hilfsdampferzeuger | |
| Anzahl | 2 |
| Art | Naturumlauf mit zwei Trommeln |
| Brennstoff | Heizöl EL |
| Dampfparameter | 3,12 t/h, 500 °C, 30 bar |
Eigenbedarfsversorgung bei Netzausfall
| Lastabwurf auf Eigenbedarf (Inselbetrieb) |
| 12 Batterieanlagen 220 V− |
| 10 Batterieanlagen 24 V− |
| 16 unterbrechungsfreie Leistungsstromversorgungen |
| 1 Notstromdiesel 2000 kVA, 0,4 kV |
Das Kraftwerk ist nicht selbstschwarzstartfähig.
Netzanschluss
Das Kraftwerk ist über eine 380-kV-Hochspannungsleitung mit dem Umspannwerk Pulgar des Übertragungsnetzbetreibers 50Hertz Transmission verbunden.[1]
Sonstiges
Die beiden 164 Meter hohen Kesselhäuser waren bis zur Fertigstellung der 172 Meter hohen Kesselhäuser des Kraftwerkes Niederaußem im Jahr 2002 die höchsten Industriegebäude in Deutschland. Auf dem Kesselhaus R befindet sich eine Aussichtsplattform mit einer Windrose, welche besondere Ortsmarken in der Umgebung aufzeigt. Der höchste Punkt des Kraftwerkes ist der Schornstein der Hilfskesselanlage in einer Höhe von 180 m.
Umwelt- und Gesundheitsschäden
Kraftwerkskritiker bemängeln am Kraftwerk Lippendorf die hohen Emissionen an Stickstoffoxiden, Schwefeloxiden, Quecksilber und Feinstaub, an dem Krebs erzeugende Substanzen (Blei, Cadmium, Nickel, PAK, Dioxine und Furane) haften können.[2] Eine von Greenpeace bei der Universität Stuttgart in Auftrag gegebene Studie kommt 2013 zu dem Ergebnis, dass die 2010 vom Kraftwerk Lippendorf ausgestoßenen Feinstäube und die aus Schwefeldioxid-, Stickoxid- und NMVOC-Emissionen gebildeten sekundären Feinstäube statistisch zu 2.272 verlorenen Lebensjahren führen.[3] Auf der Liste der „gesundheitsschädlichsten Kohlekraftwerke Deutschlands“ rangiert das Kraftwerk Lippendorf daher auf Platz 3.[4] Vattenfall kritisiert an dieser Studie, dass sie „… wichtige Fakten und Erkenntnisse zum Thema Emissionen aus[blendet], mit der klaren Absicht, den Energieträger Kohle zu diskreditieren und den Menschen Angst zu machen“ und verweist auf die deutliche Unterschreitung der gesetzlichen Emissionsgrenzwerte durch seine Kraftwerke.[5]
Außerdem stehen angesichts des Klimawandels die CO2-Emissionen des Kraftwerks in der Kritik. Auf der im Mai 2007 vom WWF herausgegebenen Liste der klimaschädlichsten Kraftwerke in der EU rangierte das Kraftwerk Lippendorf mit 12,4 Mio. Tonnen Kohlendioxid im Jahr 2006 auf Rang 16 in Europa und auf Rang 8 in Deutschland (950 g CO2-Ausstoß pro erzeugter Kilowattstunde Strom), nach den Kraftwerken Niederaußem, Jänschwalde, Frimmersdorf, Weisweiler, Neurath, Boxberg und Schwarze Pumpe.[6]
Das Kraftwerk Lippendorf meldete folgende Emissionen im europäischen Schadstoffregister „PRTR“:
| Luftschadstoff | PRTR 2007 | PRTR 2010 | PRTR 2011 | PRTR 2012 | PRTR 2013 |
|---|---|---|---|---|---|
| Kohlendioxid (CO2) | 11.700.000.000 kg | 12.500.000.000 kg | 10.900.000.000 kg | 10.800.000.000 kg | 11.800.000.000 kg |
| Schwefeldioxide (als SOx/SO2) | 14.000.000 kg | 13.800.000 kg | 11.800.000 kg | 11.300.000 kg | 12.100.000 kg |
| Stickstoffoxide (NOx/NO2) | 8.240.000 kg | 8.570.000 kg | 7.330.000 kg | 7.140.000 kg | 7.910.000 kg |
| Kohlenmonoxid (CO) | 845.000 kg | 866.000 kg | keine Angabe | 621.000 kg | 755.000 kg |
| Distickstoffmonoxid (N2O) | 136.000 kg | 140.000 kg | 131.000 kg | 125.000 kg | 138.000 kg |
| Feinstaub (PM10) | 106.000 kg | 108.000 kg | 145.000 kg | 138.000 kg | 229.000 kg |
| Anorganische Chlorverbindungen (als HCl) | 63.200 kg | 55.500 kg | 226.000 kg | 173.000 kg | 228.000 kg |
| Nickel und Verbindungen (als Ni) | 512 kg | 1.960 kg | keine Angabe | 571 kg | 230 kg |
| Quecksilber und Verbindungen (als Hg) | 325 kg | 1.160 kg | 647 kg | 482 kg | 410 kg |
| Blei und Verbindungen (als Pb) | 591 kg | 789 kg | keine Angabe | keine Angabe | keine Angabe |
| Chrom und Verbindungen (als Cr) | 417 kg | 466 kg | 652 kg | keine Angabe | keine Angabe |
| Kupfer und Verbindungen (als Cu) | 266 kg | 356 kg | 385 kg | 124 kg | 455 kg |
| Cadmium und Verbindungen (als Cd) | keine Angaben | 68 kg | 116 kg | 61 kg | 614 kg |
| Arsen und Verbindungen (als As) | 31 kg | 21 kg | keine Angabe | keine Angabe | 72 kg |
Weitere typische Schadstoffemissionen wurden nicht berichtet, da sie im PRTR erst ab einer jährlichen Mindestmenge meldepflichtig sind, z.B. Dioxine und Furane ab 0,0001 kg, Cadmium ab 10 kg, Arsen ab 20 kg, Nickel ab 50 kg, Chrom ab 100 kg, Blei sowie Zink ab 200 kg, anorganische Fluorverbindungen ab 5.000 kg, Ammoniak ab 10.000 kg, Kohlenmonoxid sowie flüchtige organische Verbindungen außer Methan (NMVOC) ab 100.000 kg.[8]
Die Europäische Umweltagentur hat die Kosten der Umwelt- und Gesundheitsschäden der 28.000 größten Industrieanlagen in Europa anhand der im PRTR gemeldeten Emissionsdaten mit den wissenschaftlichen Methoden der Europäischen Kommission abgeschätzt.[9] Danach liegt das Kraftwerk Lippendorf auf Rang 14 der Schadenskosten aller europäischen Industrieanlagen.[10]
| Verursacher | Schadenskosten | Einheit | Anteil |
|---|---|---|---|
| Kraftwerk Lippendorf | 677–1107 | Millionen Euro | 0,7–1,1 % |
| Summe 28.000 Anlagen | 102–169 | Milliarden Euro | 100 % |
Siehe auch
- Mitteldeutsches Braunkohlerevier
- Braunkohle
- Kohlekraftwerk
- Liste deutscher Kraftwerke
- Liste von fossilen Kraftwerken in der Europäischen Union mit der höchsten Kohlenstoffdioxidemission
Weblinks
Einzelnachweise
- ↑ Netzbelastung in der Regelzone. 50Hertz Transmission GmbH, abgerufen am 29. Juni 2012.
- ↑ Feinstaub-Quellen und verursachte Schäden, Umweltbundesamt (Dessau)
- ↑ Assessment of Health Impacts of Coal Fired Power Stations in Germany – by Applying EcoSenseWeb (Englisch, PDF 1,2 MB) Philipp Preis/Joachim Roos/Prof. Rainer Friedrich, Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung, Universität Stuttgart, 28. März 2013
- ↑ Greenpeace: Die zehn gesundheitsschädlichsten Kohlekraftwerke Deutschlands (PDF 129 kB)
- ↑ Pressemitteilung von Vattenfall vom 3. April 2013
- ↑ Dirty Thirty Ranking of the most polluting power stations in Europe. WWF, Mai 2007 (PDF 1,1 MB)
- ↑ PRTR – Europäisches Emissionsregister
- ↑ PRTR-Verordnung 166/2006/EG über die Schaffung eines Europäischen Schadstofffreisetzungs- und -verbringungsregisters und zur Änderung der Richtlinien 91/689/EWG und 96/61/EG des Rates
- ↑ Kosten-Nutzen-Anlalyse zur Luftreinhaltepolitik, Clean Air for Europe (CAFE) Programm, Europäische Kommission
- ↑ a b Revealing the costs of air pollution from industrial facilities in Europe (Offenlegung der Kosten der Luftverschmutzung aus Industrieanlagen in Europa), Europäische Umweltagentur, Kopenhagen, 2011