Fels in der Brandung:
Die Bedeutung der Gasspeicher steigt
Erneuerbare Energien liegen bei einigen europäischen Ländern im Trend. Allerdings zeigen sie sich - je nach Wetterlage - als launische Diven. Um Engpässe zu vermeiden, werden die Netze daher zunehmend mit Strom aus Gas versorgt.
Dabei gewinnen Gasspeicher an Bedeutung. Sie könnten sogar zukünftig auch überschüssige Energie aus den Erneuerbaren aufnehmen und sie bei Bedarf wieder einspeisen. Womit die Speicher in wechselhaften Zeiten so etwas wie der Fels in der Energie-Brandung sind.
Unstrittig ist, dass der Bedarf an Erdgas in Europa weiter steigt - gerade auch in Zeiten der Abkehr von der Atomkraft und CO2-intensiven Energieträgern. Lag der Erdgasverbrauch beispielsweise in Deutschland laut der Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen 2015 noch bei 20,9 Prozent am gesamten Energiemix, stieg er 2016 auf 22,6 Prozent. Damit gehört Gas mit einem Zuwachs von 9,5 Prozent zu den großen Gewinnern beim Primärenergieverbrauch, auf Platz 2 folgen die Erneuerbaren mit 2,8 Prozent.
EU wird mehr Gas importieren
Das Thema Gasversorgung beschäftigt - fast - ganz Europa. "Die Europäische Union wird zukünftig immer mehr Erdgas importieren müssen, um den heimischen Bedarf abzudecken. Damit 
steigt auch der Bedarf an zusätzlichen Erdgasspeichern", erklären die Unternehmen Astora und EWE, Projektpartner beim Erdgasspeicher Jemgum.
Um das Projekt Energiewende abzusichern, wird die Gasspeicherung eine zentrale Rolle einnehmen, "weil sie die einzige Möglichkeit darstellt, überschüssige Energie der erneuerbaren Energien - Wind und Sonne - im großem Maßstab chemisch in Form von Wasserstoff oder grünem Methan zu speichern und so den fluktuierenden Ausgleich sicherzustellen", erläutert Maurice Walter, Verkauf/Leiter Service bei Hartmann Valves. Oder anders ausgedrückt: Wenn der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint, gleicht Gas die Schwankungen der Erneuerbaren Energien aus. "Erdgasspeicher sorgen für die stabile Verfügbarkeit und flexible Einsetzbarkeit des Energieträgers", betont Astora.
Im Sommer Gas einspeichern
Hierzu liefert beispielsweise der deutsche Speicherbetrieb Wolfersberg einen wichtigen Beitrag. In den Sommermonaten wird in der oberbayerischen Lagerstätte überschüssiges importiertes Gas eingespeichert und im Winter wieder in das Versorgungsnetz abgegeben. Wolfersberg verfügt über eine maximale Einspeicherleistung von 140.000 Nm³/h, eine Ausspeicherleistung von maximal 240.000 Nm³/H und eine Arbeitsgaskapazität von 365.000.000 Nm³. Kapazitäten, die die Metropole München tatkräftig bei der Energieversorgung unterstützen.
Da der Erdgasspeicher Wolfersberg bereits seit 1973 in Betrieb ist, werden regelmäßig alte Absperrarmaturen ausgetauscht um ein äußerst hohes Sicherheitsniveau und eine maximale Verfügbarkeit zu gewährleisten. Hartmann Valves entwickelte hierzu besonders kompakte Twin Ball Valves, die nicht nur extrem gasdicht sind, sondern auch Platzprobleme lösen. Sie erfüllen für den Betrieb eine wichtige Aufgabe: "Wir müssen jeden Bereich der Anlagen, an dem wir Reparatur- oder Instandhaltungsarbeiten ausführen, abtrennen können. Über zwei Absperrarmaturen als Sperrstrecke mit Zwischenentspannung können wir 100-prozentig ausschließen, dass Gas in den Arbeitsbereich strömt", sagt DEA-Betriebsleiter Markus Schuster.
Sperrstrecken problemlos erneuern
Die meisten der installierten Hartmann-Kugelhähne sind Single Ball Valves mit einer Kugel. Bei besonders 
hohen Sicherheitsanforderungen wurden zudem rund 40 Kugelhähne vom Typ TBV (Twin Ball Valve) eingesetzt. Sie bieten eine doppelte Leitungsabsperrung mit zwei vollständig voneinander unabhängigen Abschlusssystemen in einem Gehäuse. Das 0-Blasen-dichte System schafft mit wenig Aufwand zweifache Sicherheit. "Und es spart Platz", so das Unternehmen.
Eine besonders kompakte Sonderlösung des TBV entstand, als die Erneuerung einer alten Sperrstrecke aus einem eingeschweißten und einem geflanschten Kugelhahn an der Haupteinpressleitung anstand. Der Austausch der eingeschweißten Armatur hätte einen längeren Stillstand bedeutet. Daher entwickelte Hartmann Valves eine TBV-Variante DN 250 PN 250 mit der gleichen Baulänge der zuvor eingesetzten Standardarmatur. Nach der Erprobung des ersten, extra-kompakten TBV-Kugelhahns wurden ähnliche, passgenaue Ausführungen auch im Bereich der Gastrocknung eingesetzt. Vorteilhaft war die extreme Verkürzung des TBV-Systems.
Zwei Dichtungen in Flussrichtung
Eine weitere Spezialausführung ist für die Saugleitungen bestimmt. Selbst die kompaktesten TBVs waren zu groß. Hartmann nutzte daher ein Double Piston-System, bei dem die Armatur doppelt abgedichtet ist. Das System arbeitet mit zwei Dichtungen in Flussrichtung: eine eintritts-, die andere austrittsseitig. So erfüllt es die Forderung nach einer doppelten Barriere mit der Möglichkeit zur Druckentlastung zwischen den Barrieren.
Heute befinden sich in dem Speicherbetrieb Wolfersberg insgesamt 800 Kugelhähne von Hartmann Valves - verteilt auf diverse Anlagen. Zehn Förderstellen werden hier betrieben, außerdem Gastrocknungsanlagen, Anlagen zur Verdichtung und Entspannung sowie zur Temperierung des Gases. Der Porenspeicher ist mit 2.900 bis 3.000 Meter Tiefe europaweit der tiefste Gasspeicher.
15 Kavernen in Jemgum
Die Anlage von Wolfersberg gehört zu den betagten, aber gut funktionierenden Gasspeichern. Der erhöhte Bedarf an Gas macht jedoch weitere Anlagen notwendig. Wie beispielsweise im deutschen Jemgum, wo 2013 mit der Gasbefüllung des Speichers begonnen wurde. Insgesamt wollen EWE und Astora in den nächsten Jahren 33 Kavernen im Salzstock Jemgum errichten. EWE plant, 15 Kavernen mit einem Volumen von jeweils bis zu 700.000 Kubikmeter zu bauen. Astora wird zunächst 18 Kavernen mit einem geometrischen Volumen von bis zu 750.000 Kubikmetern realisieren.
"Das vermarktbare Arbeitsgasvolumen beträgt ca. 4,1 TWh. Die Einspeicherleistung beläuft sich auf 2,3 GW (= 55 GWh/Tag) und die Ausspeicherleistung 2,875 GW (= 69 GWh/Tag)", berichtet Ralf Riekenberg (EWE), Projektleiter und Abteilungsleiter Obertagetechnik beim Gasspeicher Jemgum. Das bei Jemgum gelagerte Erdgas ist insbesondere für den deutschen und den nordwesteuropäischen Markt bestimmt.
Hohe Drücke und Druckunterschiede
Die Wahl fiel auf das Areal von Jemgum, weil es durch die unterirdischen Salzstöcke für die Speicherung von Erdgas besonders gut geeignet ist. Die entstehenden Kavernenspeicher sind riesige Hohlräume in Salzstöcken, die durch das Ausspülen mit Wasser gebildet werden. Tief unter der Erdoberfläche lagert das Gas sicher in der Salzformation. Der Vorteil von Salzwänden: Sie schließen besonders dicht ab. "Kavernenspeicher eignen sich vor allem für das schnelle Ein- und Ausspeichern von Erdgas. Dadurch lassen sich die tageszeitlich unterschiedlichen Bedarfsschwankungen optimal ausgleichen", erklären die Projektpartner EWE und Astora.
Den reibungslosen Betrieb bei Jemgum sichern die unverzichtbaren Armaturen. "Sie werden bei uns zur Druckregelung, Druckabsicherung und Fahrwegssteuerung eingesetzt", erläutert Projektleiter Riekenberg. Dabei sind die vornehmlich aus Stahl gefertigten Armaturen "in den meisten Fällen hohen Drücken und hohen Druckunterschieden ausgesetzt." Die Druckbereiche liegen zwischen 40 und 170 bar, die Temperaturbereiche zwischen -20 und 150 °C und die Fördermenge zwischen 20.000 m³/h und 250.000 m³/h. Bei der Gasspeicheranlage sind die Armaturen den Medien Glykol zur Trocknung des Erdgases und Wasser zur Vorwärmung ausgesetzt. Herausforderungen, die es für Sicherheits-, Regel- und Absperrventile zu meistern gilt.
Bilder: R. Eberhard, messekompakt.de, EBERHARD print & medien agentur gmbh
Quelle: Messe Düsseldorf
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Phaesun wird mit dem AFSIA Solar Award ausgezeichnet - 19.11.2020
2 Mrd. Euro für Zukunftsinvestitionen in der Fahrzeugindustrie - 19.11.2020
Neuer Termin für die HOGA 2021: Die HOGA zieht in den Herbst - 19.11.2020
HolyGrail2.0: Mit Arburg in die nächste Runde - 19.11.2020
EuroBLECH 2021 verschoben - 19.11.2020
Führungswechsel bei drei Airlines der Lufthansa Group - 18.11.2020
BITKOM: Fast 3 von 10 Unternehmen kompensieren CO2-Emissionen - 18.11.2020
Kyocera übernimmt SLD Laser zu 100 % - 18.11.2020
electronica zeigt mit digitalem Format starke Präsenz am Markt - 18.11.2020
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BWE: Ohne Brücke für den Weiterbetrieb verliert das EEG an Kraft - 18.11.2020
Software AG erhöht Prognose für 2020 - 17.11.2020
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Stone+tec findet 2021 nicht statt