Warmlaufen für die Kapazitätsreserve

Totgesagte leben bekanntlich länger. Waren die beiden Gasturbinenkraftwerke (GTKW) Thyrow und Ahrensfelde im Jahr 2016 schon zur Stilllegung angemeldet, erleben sie nun über die Kapazitätsreserve ihren zweiten Frühling. Ab Oktober werden beide Standorte 270 MW gesicherte Kraftwerksleistung bereitstellen. Die Vorbereitungen dafür sind erfolgreich abgeschlossen worden. Dem GTKW Thyrow wurde zudem bereits Ende 2016 die Systemrelevanz (Schwarzstartfähigkeit für das Netz der 50Hertz) für fünf Gasturbinen und den Erdgasröhrenspeicher bescheinigt.

Es ist Mitte September und die letzte Testfahrt für das Gasturbinenkraftwerk Ahrensfelde steht an. Beim Gang über das Kraftwerksgelände ist der Testbetrieb an den Turbinen C und D mit ihrem 59 Meter hohen Schornstein zu erkennen. Die beiden Gasturbinen liefern gerade auf Anforderung des Netzbetreibers 50Hertz Transmission je 30 MW. Früh um fünf Uhr hat der Lausitzer Torsten Weiß mit seiner Betreibermannschaft der GMB den Testbetrieb in der Schaltzentrale des Gasturbinenkraftwerks gestartet. Der Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz hatte vorab grünes Licht für die Einspeisung ins Netz gegeben.

12-Stunden Volllast-Betrieb als Fitness-Nachweis

Nur maximal fünf Prozent darf die Abweichung vom Fahrplan während des Funktionstests betragen. Da gilt es für Torsten Weiß von der Betreibermannschaft der GMB, alle Bildschirme im Auge zu behalten, Foto: LEAG

„Den Fahrplan zur Erbringung der elektrischen Leistung haben wir gemeinsam mit 50Hertz erarbeitet. Nun heißt es 12 Stunden Volllast-Betrieb zu fahren und damit nachzuweisen, dass wir die Turbinen und unsere Mannschaft fit für den Einsatz im Rahmen der Kapazitätsreserve gemacht haben“, erklärt der Diplom-Ingenieur für Elektrotechnik, Torsten Weiß. Gegen Mittag liegt die Hälfte der Zeit bereits hinter dem Team. Bislang läuft alles nach Plan. „Wir haben die Turbinen zunächst auf je 4 MW hochgefahren. Das entspricht der Mindestlast. Diese Mindestlastfahrweise müssen wir innerhalb des Fahrplans ebenfalls nachweisen“, so Weiß. Danach seien die Turbinen langsam auf ihre Volllast von je 30 MW hochgefahren worden. Bis zu fünf Prozent Abweichung vom Fahrplan darf sich das GMB-Team maximal erlauben. Da gilt es, permanent alle Bildschirme im Auge zu haben, um die Vorgaben für den Funktionsnachweis zu erfüllen.

Auch vom Lausitzer Kraftwerk Schwarze Pumpe aus kann das GTKW gefahren werden. LEAG-Mitarbeiter vom Kraftwerk Schwarze Pumpe machen sich vor Ort mit der Anlage vertraut, Foto: LEAG

Beschluss zur Kapazitätsreserve liegt fünf Jahr zurück

Die Vorbereitungen für die Teilnahme an der Kapazitätsreserve liefen bereits seit Februar 2020. Seitdem weiß die LEAG, dass ihre Bewerbung für die Teilnahme an der deutschen Kapazitätsreserve für ihre beiden Gasturbinenkraftwerke erfolgreich war. Für zunächst zwei Jahre werden Ahrensfelde und Thyrow ab dem 1. Oktober 2020 ausschließlich auf Anforderung des Netzbetreibers 50Hertz eingesetzt, um die Stabilität des Stromnetzes jederzeit sicher zu stellen. Noch im Jahr 2016 sah es für den Standort Ahrensfelde eher düster aus. Hohe Gaspreise machten den Einsatz am Strommarkt unwirtschaftlich. Die Anlage wurde zur Stilllegung angemeldet. Doch vor dem Hintergrund des Atomausstiegs und der weiter voranschreitenden Energiewende definierte das Bundeswirtschaftsministerium im Jahr 2015 Maßnahmen im Weißbuch „Ein Strommarkt für die Energiewende“, mit denen auch während der Energiewende die Versorgungssicherheit gewährleistet bleiben soll. Die Kapazitätsreserve war eine davon.

18 Gigawatt gesicherte Leistung gehen bis 2022 vom Netz

Frank-Michael Jurk ist für die beiden LEAG Gasturbinenkraftwerke Thyrow und Ahrensfelde zuständig, Foto: LEAG

„Als die Kapazitätsreserve beschlossen worden ist, war von dem Fahrplan zur Abschaltung der Braun- und Steinkohlenkraftwerke noch keine Rede“, berichtet Frank-Michael Jurk, der bei LEAG für die beiden Gasturbinenkraftwerke verantwortlich ist. „Damals war lediglich klar, dass Ende 2022 das letzte Atomkraftwerk vom Netz gehen wird“, so Jurk. Nun würden bis zum Jahr 2022 neben acht Gigawatt Kernenergie weitere sieben Gigawatt Steinkohle und drei Gigawatt Braunkohle vom Netz genommen, gibt Jurk zu Bedenken. Gesicherte Leistung, die in Zukunft fehlt, sollten Wind und Sonne nicht zur Verfügung stehen.

Auf der Internetseite des Bundesumweltministeriums heißt es zur Frage, ob in Deutschland die Versorgungssicherheit durch den Kohleausstieg riskiert würde, dass durch ein Zusammenspiel von erneuerbaren Energien, Reserve- und Gaskraftwerken, Kurz- und Langzeitspeichern, flexiblen Lasten und dem Stromaustausch mit dem Ausland ausreichend Leistung bereitgestellt werden könne, um die Herausforderungen der Energiewende zu meistern.

Kapazitätsreserve hält 1 Gigawatt bereit

Allerdings wurden zum Gebotstermin am 1. Dezember 2019 lediglich Bewerbungen über insgesamt 1052 MW abgegeben. Ausgeschrieben waren 2000 MW. Einen möglichen Grund der geringen Beteiligung sieht Jurk in der begrenzten Zeitspanne von zwei Jahren. „Am Ende der zwei Jahre hat der Betreiber zwei Optionen. Entweder er legt die Anlage still oder er bewirbt sich erneut für die nächste Zeitspanne von zwei Jahren. Sollte er keinen Zuschlag erhalten, muss er die Anlage stilllegen“, so Jurk.

Deutlich kleiner als ihre großen Brüder in den Lausitzer Braunkohlenkraftwerken: die Kühltürme im GTKW Ahrensfelde, Foto: LEAG

In 15 Minuten von Null auf Volllast

So heißt nun ab Oktober für die Betreibermannschaft der GMB zwei Jahre jederzeit bereit zu sein. Im Ernstfall geht der Aufruf des Netzbetreibers mit einer Vorlaufzeit von 12 Stunden beim Betreiber ein. Innerhalb von 30 Minuten muss die Anlage dann unter Volllast laufen. Bei den beiden LEAG Gasturbinenkraftwerken wären die Turbinen in weniger als 15 Minuten mit ihrer vollen Kapazität am Netz. „Eine Gasturbine ist vom Aufbau her mit einer Flugzeugturbine vergleichbar. Sie bewegt sich mit rund 6000 Umdrehungen und der Generator mit rund 3000 Umdrehungen pro Minute. 200 bis 300 kW beträgt dann der elektrische Eigenbedarf einer Gasturbine“, erläutert Torsten Weiß.

Umfassende Revisionsarbeiten

Eine im Zuge der Revision ausgetauschte Turbinenschaufel. Auch sie deutlich kleiner im Vergleich zu Turbinenschaufeln im Braunkohlekraftwerk, Foto: LEAG

Ein 10-köpfiges Projektteam hat die Teilnahme beider Gasturbinenkraftwerk an der Kapazitätsreserve gut vorbereitet. 25 Firmen waren in den letzten Monaten für Revisionsarbeiten vor Ort. Arbeiten und Überprüfungen an den Gas- und Elektro-Anlagen wurden durchgeführt. Bauteil für Bauteil wurde sukzessive in Betrieb genommen und Verschleißteile wurden ersetzt. „Ohne TÜV-Prüfungen und Abnahmen einzelner Anlagenteile geht in Deutschland keine Energieanlage ans Netz“, schildert GMB-Mitarbeiter Weiß. 

Seit 1990 wird das Gaskraftwerk bereits betrieben. Mit einer Einsatzzeit von 1500 Stunden in Summe lief es jedoch nur sehr selten. Eben nur dann, wenn Bedarfsspitzen beim Stromverbrauch zu decken waren. „Die Anlage war für das Alter von 30 Jahren noch top in Ordnung“, schildert Weiß. „Nun sind wir bereit, wieder einzuspringen, wenn der Strom knapp werden sollte.“