Gaskraftwerk "Fortuna"

Block „Fortuna“ unseres Gaskraftwerkes unterstützt intelligentes Fernwärmenetz

Klimaschutz für die Menschen in Düsseldorf

Die Stadt Düsseldorf hat sich zum Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2035 klimaneutral zu sein. Mit dem neuen Erdgaskraftwerk Block „Fortuna“ am Standort Lausward ist ein wesentlicher Meilenstein auf dem Weg dorthin erreicht.

Das Gaskraftwerk ist durch seine klimaschonende Strom- und Wärmeproduktion auf Erdgasbasis und seine hohe Flexibilität eine ideale Ergänzung zu den stetig an Bedeutung gewinnenden erneuerbaren Energien. Dabei sind die technischen Eigenschaften des Kraftwerks von besonderer Bedeutung. Durch die gleichzeitige Erzeugung von Fernwärme nach dem Verfahren der Kraft-Wärme-Kopplung erhöht sich die Brennstoffausnutzung auf bis zu 85 %.

Die Fernwärmeversorgung in der Stadt wird kontinuierlich ausgebaut. Gerade die Fernwärme spielt zum Erreichen der Klimaziele eine wesentliche Rolle, weil ein Großteil der Energie in städtischen Ballungsräumen als Wärme genutzt wird.

Die Bautätigkeiten auf dem Gelände des Kraftwerk Lausward wurden auch visuell dokumentiert. Ein hochauflösendes Kamerasystem erzeugte Bilder vom neuen Erdgaskraftwerk mit dem darüber hinaus gehenden spektakulären Blick auf den Düsseldorfer Medienhafen. Zusätzlich gestatteten wir den Blick in die Maschinenhalle, wo seit Januar 2016 aus Gas hocheffektiv Strom und Wärme erzeugt wird.

Zusätzliche Flexibilität für Block "Fortuna"

Weil sich der Bedarf nach den im Block „Fortuna“ produzierten Energien Strom und Wärme nicht immer gleichzeitig einstellt, ist seit 2017 ein Fernwärmespeicher im Einsatz, der die Einsatzmöglichkeiten des Kraftwerks erheblich erweitert. Der 57,5 m hohe Speicher mit 30 m Durchmesser kann rund 35.700 Kubikmeter Wasser speichern, das sind umgerechnet bis zu 1.340 Megawattstunden Wärme Diese Menge reicht aus, um die Stadt Düsseldorf über einen Zeitraum von mehreren Stunden bis zu einigen Tagen – je nach Witterung – vollständig mit Wärme zu versorgen.

Das Prinzip des Speichers ist simpel: Sobald bei der Stromerzeugung mehr Wärme ausgekoppelt wird als die Stadt Düsseldorf zu diesem Zeitpunkt benötigt, nimmt der Speicher diese überschüssige Wärmeenergie auf. Besteht umgekehrt geringer Strom-, gleichzeitig aber hoher Wärmebedarf, wird dieser über den Speicher gedeckt. So ist eine zeitliche Entkoppelung der Strom und Fernwärmeerzeugung vom Wärmebedarf der Stadt möglich, der Betrieb der Anlage kann gezielt und klimafreundlich auf die jeweilige Marktsituation ausgerichtet werden.

Versorgungssicherheit für Düsseldorf bei höchster Effizienz

Die eingesetzte Technik im neuen Erdgaskraftwerk, insbesondere im Hinblick auf die Kraft-Wärme-Kopplung, vereint Standardisierung und Anpassung vor Ort. „Block Fortuna“ wird in sogenannter Ein-Wellen-Anordnung ausgeführt. Der Unterschied zu den früheren Verfahrensweisen ist die, dass die Gasturbine und die Dampfturbine kombiniert auf einer Welle arbeiten und damit auch nur einen Generator antreiben. Damit werden die Generatorverluste minimiert und der elektrische Wirkungsgrad erhöht. Das Herz des Kraftwerks ist eine Gasturbine. Sie dient als Wärmequelle für einen Abhitzekessel, der wiederum als Dampferzeuger für die Dampfturbine wirkt. Elektrischer Strom wird im Generator produziert, der in einer einwelligen Konstruktion zwischen Gas- und Dampfturbine installiert ist. Die Dampfturbine und die Verbindungsleitungen haben außerdem mehrere Extraktionsstufen, um den Dampf an die Kondensatoren des Fernwärmesystems abzugeben. Um die Nutzung des erzeugten Dampfes zu maximieren, wurde das Design der Dampfturbine daraufhin angepasst, eben dieses zu ermöglichen: Die neue Turbine unterstützt höchstmögliche Dampfextraktion bei äußerst geringen Stromverlusten.

Block "Fortuna" hat eine elektrische Leistung von rund 595 Megawatt und einen Wirkungsgrad von mehr als 61 Prozent bei der reinen Stromerzeugung. Mit der Nutzung der vorhandenen Wärmeenergie für das Fernwärmenetz der Stadt Düsseldorf wird der Gesamtnutzungsgrad auf 85 % erhöht. Damit ist die Anlage eine der effizientesten weltweit.

Energieflussdiagramm der Einwellenanlage im Block "Fortuna"

Szenario „Schwarzfall“

Mit einem sogenannten Schwarzfall bezeichnet man einen bundes- oder sogar europa­weiten Zusammenbruch des Versorgungsnetzes. Mit dem neuen Erdgasblock sind die Stadtwerke Düsseldorf mit Unterstützung des Gasturbinenkraftwerkes in Flingern in der Lage, die Stadt Düsseldorf auch zu Zeiten des maximalen Stromverbrauchs vollständig und autark mit Strom versorgen zu können.

Das besondere Bauwerk im Düsseldorfer Hafen: Ästethische Landmarke der Energie

Für das neue Gebäude des Kraftwerks sollte eine attraktive Gestaltung entwickelt werden, die sowohl den inneren optischen Betriebsab­läufen als auch den Bedürfnissen an eine Repräsentation nach außen gerecht wird. Mit einem Gestaltungswettbewerb sollte eine äußere Form gefunden werden, die sowohl das Stadtbild wie auch den Bereich des Düssel­dorfer Hafens positiv an seinem auch zukünftig eher industriell geprägten westlichen Rand stärkt. Die Außenarchitektur des Bauwerks muss zahl­reiche technische Funktionen erfüllen, darunter auch einen erforderlichen und wirkungs­vollen Emissionsschutz, aber auch ein wartungsarmes, wetterfestes und raumabschlie­ßendes Gehäuse bilden. Zugleich muss sie den außerordentlich hohen Gebrauchs­wert einer Industriefassade besitzen, der einen wirtschaftlichen Betrieb ermöglicht und einen minimalen Pflegeaufwand erfordert, ohne dabei den gestalterischen Anforderungen zuwider zu laufen.

Rund 40 Beiträge wurden eingereicht und von einer Jury in einem zweistufigen Gutachter­verfahren bewertet. Das Aachener Architekturbüro kadawittfeldarchitektur hat gewonnen und wird die Fassade des neuen Erdgaskraftwerkes gestalten.

Der Neubau geht in zweifacher Hinsicht einen Dialog mit der Stadt ein: Die rhythmisierte Fassade gliedert das Volumen maßstäblich und verleiht dem Bauwerk aus vielen Blick­punkten in der Stadt seine Identität stiftende, logo-artige Gestalt. Gleichzeitig bietet das „Stadtfenster“ den Besuchern des neuen, hochmodernen Kraftwerks eine grandiose Aussicht auf die Stadt. Dies schärft das Bewusstsein, woher die Energie kommt, die die Stadt zum Leben braucht!

Bildnachweis: kadawittfeldarchitektur gmbh

Die Lausward im Düsseldorfer Hafen

Die Lausward im Düsseldorfer Hafen ist der traditionelle Standort der Düsseldorfer Energie­versorgung, wo bereits seit 1957 Strom und Fernwärme erzeugt wird. Die Lausward als Kraftwerksstandort bietet enormes Potenzial: Die notwendige Infrastruktur für einen Kraft­werksbetrieb ist bereits vorhanden und die stadtnahe Lage ermöglicht einen weiteren Ausbau der umweltfreundlichen Fernwärmeauskopplung. Zudem ermöglicht die direkte Lage am Rhein eine Flusswasserkühlung. Übrigens wird auch durch den hocheffizienten Kraftwerksneubau die bisher genehmigte Kühlwasserentnahme nicht erhöht. Unter­suchungen über die Wärmeausbreitung der Kühlwassereinleitung haben gezeigt, dass der Grenzwert für Wassertemperaturen im Rhein an der Mischungsgrenze nicht überschritten wird.

Von der Lausward aus wird die erzeugte elektrische Energie direkt ins 110 kV-Netz der Netzgesellschaft Düsseldorf mbH eingespeist, so werden Netznutzungsentgelte vermieden.

Die neue Anlage wird als zentrales Standbein die Erzeugungsanlagen im Kraftwerk Lausward ergänzen. Durch das Zentralwartenkonzept werden vom Kraftwerk Lausward aus auch die Anlagen in Flingern und Garath betreut.

Wichtige Meilensteine und Ereignisse