HKW Marzahn – mehr Tempo für die Energiewende

Heizkraftwerk als Baustein für den Kohleausstieg in Berlin bis 2030

Stadtwärme  •  24.08.2020

#HKW #Heizkraftwerk #stadtwärme

 

Nach drei Jahren Bauzeit ist Anfang Juni mit dem HKW Marzahn eines der modernsten Heizkraftwerke Europas ans Netz gegangen. Das Heizkraftwerk ersetzt das 2010 stillgelegte Kraftwerk Lichtenberg, das den Ansprüchen umweltschonender, nachhaltiger und sauberer Energie nicht mehr gerecht wurde. Das HKW Marzahn ist ein Baustein in der 2009 zwischen Vattenfall und dem Land Berlin geschlossenen Klimaschutzvereinbarung. Darin hat Vattenfall sich verpflichtet, den CO2-Ausstoß in der Hauptstadt bis 2020 im Vergleich zu 1990 zu halbieren.

Mit dem Start der hochmodernen Erzeugungsanlage im Berliner Osten hat die Vattenfall Wärme Berlin AG nun ihren CO2-Fußabdruck von gut 13 Millionen Tonnen jährlich auf unter 6 Millionen Tonnen reduziert. Das Heizkraftwerk verfügt über eine super flexible Fahrweise: Dadurch ist die Anlage in der Lage, schnell zwischen Voll- und Teillast zu wechseln. So kann sie einerseits Schwankungen ausgleichen, zu denen es bei der Einspeisung erneuerbarer Energien ins Stromnetz immer wieder kommt und andererseits kann das HKW die Bedürfnisse der Stadtwärmenutzer zuverlässig absichern.

 

Düsenjet-Technologie für saubere Energie – so funktioniert ein HKW

Das HKW Marzahn ist ein kombiniertes Gas- und Dampfturbinen-Heizkraftwerk (kurz auch GuD-Heizkraftwerke genannt). Das Herz des Heizkraftwerks ist eine mit Erdgas gefeuerte Turbine, die genauso funktioniert wie das Triebwerk eines Düsenjets. Statt mit Schub für eine Vorwärtsbewegung zu sorgen, treibt die Turbine einen Hochleistungsgenerator an, der Strom erzeugt. Die Abwärme der Turbine wird in einen Abhitzekessel geleitet. In den dortigen Wärmetauscher-Rohren wird Wasser verdampft. Der Dampf wird in die Dampfturbine geleitet und treibt sie an. Ein an die Dampfturbine angeschlossener Generator wandelt die mechanische Rotationsenergie der Turbine in elektrische Energie um.

Wie der Name „Heizkraftwerk“ schon vorgibt, erzeugt eine Anlage wie das HKW Marzahn in einem gekoppelten Prozess – der so genannten Kraft-Wärme-Kopplung – neben Strom auch Wärme: Ein Teil des Dampfes aus der Dampfturbine wird in die Heizkondensatoren geleitet. Dort gibt er seine nutzbare Wärme an das Fernwärmenetz ab. Das speziell aufbereitete Fernheizwasser wird so bis zu 110 Grad erwärmt und liefert den Kunden mit einem Druck von bis zu 15 bar über Rohrleitungen die Energie für Heizung und Warmwasserbereitung.

 

Super flexibel für die Integration erneuerbarer Energiequellen

Das HKW Marzahn liefert klimaschonend und verlässlich Strom für rund 150.000 Wohneinheiten. Im Verbund mit dem ebenfalls gasgefeuerten Heizkraftwerk Klingenberg bildet es das Rückgrat der Wärmeversorgung im Ostteil Berlins mit insgesamt 450.000 Haushalten. Darüber hinaus kann es aufgrund seiner flexiblen Fahrweise auch Stromschwankungen ausgleichen, die durch das Einspeisen von Strom aus Erneuerbaren Energien wie Photovoltaik-Anlagen oder Windkraftparks entstehen. Da weder die Sonne konstant scheint noch Wind immer gleichmäßig weht, schwankt die Stromerzeugung aus diesen Quellen.

Die Hightech-Gasturbine kann sehr rasch zwischen Teil- und Volllast wechseln und damit diese Schwankungen im Stromnetz ausgleichen. Dieses Ansprechverhalten ist vergleichbar mit dem eines Autos mit Turbomotor. Das HKW Marzahn verfügt also quasi über einen Turbo-Funktion. So kann die elektrische Leistung innerhalb einer Minute um mindestens 8 Megawatt (MW) angehoben werden, die thermische Leistung um mindestens 5 MW.

Alles auf einen Blick

268 MW

Elektrische Leistung

90 %

Brennstoffnutzungsgrad

Mit Fernwärme und Stadtwärme von Vattenfall Berlin die Energiewende schaffen

232 MW

Thermische Leistung

Kombiniertes Heizkraftwerk: höchster Grad der Brennstoffnutzung

Gas- und Dampfturbinen-Heizkraftwerke gelten als besonders fortschrittlich und umweltschonend, da sie die Energie des verwendeten Brennstoffs maximal ausnutzen. Das GuD-HKW Marzahn kommt auf einen Ausnutzungsgrad von 90 Prozent und gehört damit zu den effizientesten Heizkraftwerken Europas. Die thermische Leistung beträgt 232 Megawatt, die elektrische 268 Megawatt.

 

Energie für die Zukunft Berlins

Gas ist eine Brückentechnologie auf Vattenfalls Weg innerhalb einer Generation Energie frei von fossilen Brennstoffen zu erzeugen. Die spezifischen CO₂-Emissionen von Gas- und Dampfturbinenanlagen, wie Vattenfall sie im HKW Marzahn einsetzt, sind deutlich niedriger als bei Braun- oder Steinkohle. Durch das neue Heizkraftwerk mit Kraft-Wärme-Kopplung werden jährlich fast eine Viertelmillion Tonnen CO2 vermieden, dies entspricht den typischen Emissionen von rund 125.000 Autos. So unterstützt Vattenfall die Hauptstadt auf ihrem individuellen Weg zur Klima-Neutralität.

Und, es gibt noch eine Besonderheit. Auch die Anlage selbst ist quasi aus Berlin für Berlin: Die wichtigsten Elemente der durch Siemens errichteten Anlage wurden in Berlin oder im Umkreis von circa 300 Kilometern gefertigt. Das Herzstück, die Gasturbine, kommt aus dem Turbinenwerk Berlin-Moabit. Schaltkomponenten wie die Vakuum-Leistungsschalter und die Generatorschaltanlage wurden aus Berlin-Siemensstadt geliefert. Die Dampfturbine stammt aus Görlitz, die Generatoren aus Erfurt, die Transformatoren aus Dresden und die Niederspannungsschaltanlage aus Leipzig. Lediglich die Mittelspannungsschaltanlage hat einen weiten Weg hinter sich: Sie kommt aus Gebze in der Türkei.

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