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26.11.2021 11:28 Alter: 212 days

Deutschlands erste klimaneutrale Gasanlage steht in Potsdam

Anfang 2022 wird in Potsdam-Nesselgrund Deutschlands erste emissionsfreie Gasdruckmess- und Regelanlage in Betrieb gehen. Integrierte Wärmetauscher sorgen zusammen mit einer wärmeoptimierten Gebäudetechnik und einer auf dem Dach der Anlage montierten Photovoltaikanlage dafür, dass hier kein Gas verbraucht wird und nur noch zehn Prozent des Stromes einer vergleichbaren konventionellen Anlage benötigt werden. In einem Gastbeitrag informiert Dr. Ralf Borschinsky, Pressesprecher ONTRAS Gastransport GmbH über ein innovatives Verfahren zur Nutzung der physikalischen Eigenschaften des Gasstroms.


Dr. Ralf Borschinsky, Pressesprecher ONTRAS Gastransport GmbH Foto: Dirk Brzoska

ONTRAS Gastransport GmbH betreibt als ein überregionaler Fernleitungsnetzbetreiber im europäischen Gastransportsystem Deutschlands zweitlängstes Ferngasnetz mit ca. 7.500 Kilometern Leitungslänge und rund 450 Netzkopplungspunkten. An das ONTRAS-Netz angeschlossen sind 23 Biogasanlagen, die jährlich rund 15 Prozent des deutschlandweit erzeugten Biogases einspeisen. Zudem speisen zwei Powerto-Gas-Anlagen Wasserstoff und synthetisches Methan in das Netz des Fernleitungsnetzbetreibers ein

Die Gasdruckmessund Regelanlage Nesselgrund

In Nesselgrund gelangt kontinuierlich Gas aus dem ONTRAS Hochdrucknetz ins örtliche Verteilnetz und versorgt rund 400.000 Kunden in der Region Potsdam. Erstmals nutzt die Anlage dabei in einem innovativen Verfahren die physikalischen Eigenschaften des Gasstroms, um die dafür benötigte Energie regenerativ zu erzeugen. Denn bevor das Gas ins nachgelagerte Netz eingespeist werden kann, muss sein Druck verringert werden. Dabei kühlt es sich erheblich ab (Joule-Thompson-Effekt), umgekehrt wie bei einer Luftpumpe, die sich beim Aufpumpen durch Zusammendrücken der Luft erwärmt. Um ein Einfrieren von Anlagenteilen sowie temperaturbedingte Veränderungen der Gasbeschaffenheit und damit ggf. einhergehende Funktionsstörungen zu vermeiden, wird das Gas daher vorgewärmt, üblicherweise mit einer Strom- oder Gasheizung.

Verwirbelung und Kälte liefern saubere Energie

In Nesselgrund funktioniert die Gasvorwärmung klimaneutral: Basis ist der in Brandenburg entwickelte Prototyp eines Ranque-Hilsch-Rohrs. Wir nutzen dieses Wirbelrohrverfahren hier erstmals zum ganzjährigen Vorwärmen des Gases. Dazu wird der Gasstrom aus dem Ferngasnetz über drei verschiedene Wirbelrohre geleitet und die Gasströme so in einen kalten und einen warmen Gasstrom geteilt. Der Kaltgasanteil ist dabei ganzjährig so kalt, dass über einen Wärmetauscher auch noch Wärme aus der Umgebung eingekoppelt werden kann. Damit haben wir praktisch eine Wärmepumpe ohne externe Energiezufuhr.

Das innovative Anlagenkonzept wird durch eine auf dem Dach des Anlagengebäudes montierte Photovoltaik-Anlage ergänzt. Diese liefert den für die Prozesssteuerung benötigten Strom. „In Kombination mit dem isolierten und wärmeoptimierten Gebäude läuft die fertige Anlage weitestgehend klimaneutral und benötigt insgesamt nur 30 Prozent der sonst üblichen Heizenergie. Damit arbeitet Nesselgrund fast ohne CO2 -Emissionen“, betont Dr. habil. Steffen Päßler, Leiter des Netzbereichs Mitte und maßgeblich am Gelingen des gesamten Projekts beteiligt.

Blaupause nicht nur für Brandenburg

Die von ONTRAS in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Jens Mischner entwickelte CO2 -freie Gasvorwärmung ist ein wichtiger Schritt hin zu einer klimaneutralen Gasversorgung. Anlässlich der Einweihung der Anlage im September dieses Jahres betonte Brandenburgs Minister für Wirtschaft, Arbeit und Energie Prof. Dr.-Ing. Jörg Steinbach: „Die Gasdruckmess- und Regelanlage Nesselgrund ist ein wegweisendes Projekt für die Gasbranche.“ Er freue sich, dass die beiden wesentlichen Komponenten der Anlage in Brandenburg entwickelt wurden: Das Wirbelrohrverfahren zur Vorwärmung des Gases und die Messung mittels sogenannter ORQA-Zähler. Beide Systeme werden hier erstmals im praktischen Betrieb erprobt. Der Einsatz des erstmalig so eingesetzten Wirbelrohrverfahrens wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Foto: Peter Eichler

Nesselgrund dient als eine Blaupause für viele derartige Anlagen in Deutschland und lässt sich auch für größere Anlagen skalieren. Damit steht ein Verfahren bereit, dass auch über Deutschland hinaus an einer entscheidenden Schnittstelle der Gasversorgung für Null Emissionen sorgen kann. Bild oben: v. l. Ralph Bahke, Geschäftsführer ONTRAS Gastransport GmbH, Minister Prof. Jörg Steinbach

Innovative Messung von Gasmengen – auch „made in Brandenburg“

Ebenso innovativ wie das Wirbelrohrverfahren ist eine neue Generation von Durchflussmessern zur Bestimmung von Gasmengen, die ORQA-Zähler. Diese werden in Nesselgrund erstmals erprobt. Entwickelt wurden sie von der EEE Anlagenbau GmbH, Fürstenwalde (heute Vorwerk EEE GmbH, Wildau). Die Methode kombiniert das Prinzip zweier bekannter Strömungsgleichungen (Bernoulli, Venturi) und verwendet zum Messen den Differenzdruck statt aufwändiger Ultraschallmessungen: Aus der Messung der Differenz zweier statischer Drücke wird die Fließgeschwindigkeit des Gases bestimmt und zusätzlich Druck und Temperatur gemessen. Daraus lässt sich die Menge des durchströmenden Gases berechnen.

Die Tests in Nesselgrund bereiten die noch ausstehende Eichamtliche Zulassung für diese Durchflussmesser vor, um deren kommerziellen Einsatz zu ermöglichen. Hierzu sind die Versuchsmesstrecken der Anlage mit zusätzlichen Messgeräten für Kontroll- und Vergleichsmessungen ausgestattet. Eine weitere, konventionelle Messschiene ermöglicht zudem jederzeit den Vergleich mit einem geeichten und zertifizierten Messgerät. Die eichamtlich zugelassenen ORQA-Zähler ersparen künftig einen erheblichen Kosten- und Wartungsaufwand bei Gasmessungen.

Eine weltweit einmalige Kombination innovativer, in Brandenburg entwickelter Technologien. Brandenburger Innovationen sparen CO2 und Energie: Die Anlage von ONTRAS in Nesselgrund zeigt, Gastransport wird zu einem innovativen, zukunftsweisenden Geschäftsfeld, wenn kluge Köpfe und gute Ideen zusammenfinden und Neues daraus erwächst. Modernste Technik, vorhandene Infrastruktur und innovative Projekte wirken dabei zusammen, damit wir künftig in einem wichtigen Bereich unserer Energieversorgung die gestellten Klimaziele erreichen können.

Grafik: ONTRAS