Sektorenkopplung

Bivalente Gasverdichterstation koppelt Strom- und Gasnetz

Open Grid Europe GmbH

Mit der Installation einer bivalenten Verdichtereinheit am Standort Krummhörn schafft Open Grid Europe die technischen Voraussetzungen für die Kopplung der Gas- und Stromnetze.

Die Gasverdichterstation der Open Grid Europe GmbH (OGE) im niedersächsischen Krummhörn lässt sich sowohl elektrisch als auch mit Gas betreiben.

Nicht benötigter, erneuerbarer Strom von nahe gelegenen Windkraftanlagen kann so in Spitzenlast-Zeiten für den Weitertransport von Erdgas genutzt werden.

von Dr.-Ing. Thomas Hüwener, Open Grid Europe GmbH

Der Transport und die Verteilung von Gas erfordern den Einsatz von Energie, im Wesentlichen um den erforderlichen Transportdruck aufrechtzuerhalten. Als Brennstoff für die Gasturbinen, mit denen die Turboverdichter zur Druckerhöhung angetrieben werden, dient dabei meistens Gas. Der Antrieb der Verdichter lässt sich, wie in der Vergangenheit bereits realisiert, alternativ auch mit Elektromotoren erledigen. Bei der Erzeugung von Antriebsenergie über einen Gasturbinenprozess wird etwa ein Drittel der eingesetzten Energie mechanisch nutzbar, zwei Drittel werden in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben. Setzt man für den Zweck rein erneuerbaren Strom ein, so verdrängt jede Kilowattstunde Strom drei Kilowattstunden Erdgas.

Verdichteranlagen, die sowohl mit einer elektrisch angetriebenen Verdichtung als auch mit Gasturbinenantrieben ausgestattet sind, können den nur zeitweise verfügbaren erneuerbaren Strom ebenso wie Erdgas als Antriebsenergie nutzen. Dieses bivalente Versorgungskonzept bietet zwei Antworten auf wichtige Fragen der Energiewende: Erstens können durch eine stromnetzdienliche Betriebsweise des E-Verdichters abgeregelte Energiemengen (EISMAN) reduziert und zweitens CO2-Emissionen vermindert werden. Die Flexibilisierung der Gasverdichtung ist somit ein weiteres Beispiel dafür, dass eine intelligente Sektorenkopplung erreicht werden kann, wenn Strom- und Gasnetze sinnvoll zusammenwachsen.

Ein idealer, bereits existierender Verdichterstandort der OGE zur Nutzung von regenerativem Strom aus Windkraftanlagen ist z. B. Krummhörn an der Nordseeküste. Hier fällt quasi kontinuierlich Windstrom an, der zur Deckung des Energiebedarfs für den Weitertransport des Erdgases zur Verfügung steht. Durch eine elektrisch angetriebene Verdichtung lassen sich zwei Vorteile miteinander verknüpfen: Das lokale Mittelspannungsnetz kann in Spitzenlastzeiten entlastet werden und es wird Erdgas als Antriebsstoff für den Gastransport eingespart.

Open Grid Europe wird in der Verdichterstation Krummhörn nach einer aktuellen Umbaumaßnahme drei Verdichtereinheiten mit einer Antriebsleistung von jeweils 13 Megawatt (MW) betreiben. Einer der Verdichter, der sich zurzeit bereits im Bau befindet, verfügt über einen rein elektrischen Antrieb. Die Stromversorgung der Verdichterstation erfolgt über ein Umspannwerk im Mittelspannungsnetz der EWE NETZ GmbH (EWE).

OGE und EWE entwickeln gemeinsam Möglichkeiten, den Elektroverdichter der Verdichterstation Krummhörn stromnetzdienlich zur Entlastung des Umspannwerkes einzusetzen und zeitweise nicht benötigten Strom ökologisch sinnvoll zu verwenden. Das Projekt ergänzt die Aktivitäten der EWE NETZ GmbH in der vom Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) geförderten Initiative enera. Im Rahmen der Initiative soll auch geprüft werden, in welchem Umfang die Netzentlastung vergütet werden kann, die sich durch den Betrieb einer Elektromaschine bewirken lässt.

Bei der beschriebenen Kopplung müssen Beeinträchtigungen des Erdgastransports vermieden werden. Die Transportanforderungen liegen über Stunden im Voraus fest, sodass die Transportleistung nicht beliebig geändert werden kann. Die Anforderung der EWE NETZ GmbH zum Einsatz des Elektroverdichters bedarf daher einer ausreichenden Vorlaufzeit. Dies schließt den Einsatz des Verdichters im Regelenergiemarkt aus, reicht aber in Anbetracht der heutigen meteorologischen Prognosemöglichkeiten aus, um bei einem absehbar erhöhten Windstromaufkommen eine per Gasturbine angetriebene Verdichtereinheit rechtzeitig abzufahren oder in der Leistung zu reduzieren und den Elektroverdichter einzusetzen.

Die Anforderung zum Einsatz der Elektromaschine muss möglichst aufwandsneutral in die Prozesse des Dispatchings der OGE eingefügt werden. Neben dieser Aufgabe sind rechtliche und vertragliche Bedingungen zu klären, unter denen das hier vorgestellte Konzept langfristig umgesetzt werden kann.

Aufgrund der Ausstattung der Verdichteranlage Krummhörn mit zwei Gasturbinenantrieben und einem Elektromotor wird es möglich, auf Anforderungen der EWE NETZ GmbH mit den genannten Einschränkungen flexibel zu reagieren. Die Stromnetzentlastung beruht darauf, dass Erdgas als Energie ständig verfügbar ist und Schwankungen im Stromangebot kompensieren kann. Der Gas- und der Stromsektor der Energieversorgung lassen sich so auf vorteilhafte Art miteinander koppeln.

Über den Autor

Dr.-Ing. Thomas Hüwener ist Mitglied der Geschäftsführung der Open Grid Europe GmbH in Essen.

Tel.: 0201 3642-0
E-Mail: infoopen-grid-europecom
Internet: www.open-grid-europe.com