Elektromaschinen – Szenario 2015
Der Weg zur Sonne
Cadarache, Sommer 2015. Ein Jahr vor der Inbetriebnahme des Fusionsreaktors ITER besuchen die Energieminister der an dem Großforschungsprojekt beteiligten Länder die Anlage in Südfrankreich.
Fusionsforschungsreaktor ITER im Jahr 2015 – ein Jahr vor der Einweihung: Eine Delegation der beteiligten Staaten besucht die Anlage. Der zuständige Energiemanager berichtet von den Anstrengungen, im Betrieb möglichst viel Energie zu sparen. Alle Antriebe und sämtliche anderen Stromverbraucher der 2 000 m² großen Anlage sind daher auf geringsten Energiehunger getrimmt
Meine Damen und Herren, dies ist das Herz der Anlage." Dr. Günther Obermeyer, Energiemanager des Fusionsforschungsreaktors ITER im südfranzösischen Cadarache, zeigt auf den geschlossenen Mantel des Reaktors, der hinter ihm 30 m in die Höhe ragt. "In genau einem Jahr wird hier erstmals ein Plasma gezündet. Dann wird das Sonnenfeuer auf Erden brennen." Obermeyer macht eine Kunstpause. "ITER ist bekanntlich lateinisch und heißt 'der Weg'. Auf unserem Weg, Fusionsenergie friedlich zu nutzen, ist das ein epochaler Schritt …" "Aber ein ziemlich teurer und langwieriger", murmelt einer der Teilnehmer.
"Sir, bitte verzeihen Sie", sagt Professor Takashi Murase in die Runde. Offenkundig hat nur der japanische Chef des ITER-Forschungszentrums die flapsige Bemerkung gehört. Die Minister aus China, Südkorea, Japan und einigen EU-Ländern sowie die Beobachter der Arabischen und der Afrikanischen Union schauen weiter beeindruckt auf die Anlage. Murase deutet eine Verbeugung an und sagt: "Verglichen mit den Ausgaben für die Raumfahrt, die meines Erachtens zur Lösung der Energieprobleme nur einen bescheidenen Beitrag geleistet hat, ist unser Reaktor mit knapp 5 Mrd. € nicht teuer. Ein japanisches Sprichwort sagt: 'Nichts ist so billig, dass es umsonst wäre.'" Murase lächelt. "Und dank der Anstrengungen von Dr. Obermeyer werden die Betriebskosten der Anlage sogar unter den geplanten 270 Mio. € pro Jahr liegen."
"Wir brauchen hier große Mengen Energie", fährt Obermeyer fort. "Wir haben z.B. die riesigen Magneten, die das elektrisch leitende Plasma einsperren, damit sich darin die Atome der Wasserstoff-Isotope Deuterium und Tritium so nahe kommen, dass sie verschmelzen. Um möglichst viel Energie zu sparen, haben wir ein umfassendes Konzept erarbeitet. Ein wesentlicher Baustein sind intelligente elektrische Antriebe, die so wenig Strom wie möglich verbrauchen. Ich nenne Ihnen gerne ein paar Beispiele."
Er deutet aus dem Fenster: "Das Schiff, das uns Bauteile über den Fluss Cadence anliefert, verwendet einen Elektromotor mit supraleitenden Spulen, der besonders kompakt und leistungsfähig ist. Der Fuhrpark, wie übrigens auch viele Privatwagen der Mitarbeiter, besteht aus Hybridfahrzeugen. Die jüngste Generation verbraucht nur noch 2 l Diesel pro 100 km. Und die Hebebühne dort drüben, sie wird angetrieben von kleinen Piezomotoren, die extrem hohe Drehmomente liefern und im Ruhezustand keinen Strom verbrauchen. Aber das sind bescheidene Beiträge verglichen mit den Einsparungen, die wir bei den elektrischen Systemen hier im Gebäude erreicht haben. Wie Sie wissen, ist ITER nicht dafür ausgelegt, dauerhaft Energie zu liefern. Schließlich fehlen sämtliche Anlagen zur Dampferzeugung, die Turbinen antreiben könnten. Daher brauchen wir eine zusätzliche Heizung von fast 75 MW, damit das mehrere Millionen Grad Celsius heiße Plasma über einen längeren Zeitraum brennen kann."
"Das reicht ja für eine Kleinstadt", sagt jemand aus der Runde. "Verzeihung, das reicht für eine mittlere Großstadt", bemerkt der japanische ITER-Chef, der ausgezeichnete Ohren haben muss, und er fügt lächelnd hinzu: "zumindest hierzulande."
Einige der Besucher grinsen, doch bevor eine peinliche Pause entsteht, ergreift Dr. Obermeyer wieder das Wort: "Draußen sehen Sie übrigens auch einige der derzeit modernsten Windturbinen. Eine einzige davon liefert mehr als fünf Megawatt Strom, den wir unter anderem für die Kühlung der supraleitenden Magnetspulen brauchen. Weitere Verbraucher sind tausende Antriebe für Pumpen in unserer Vakuumanlage oder andere Systeme für ITER. Da der Bauraum in der Nähe des Reaktors äußerst begrenzt ist, haben wir spezielle Motoren verwendet, die dezentral gesteuert werden und besonders hohe Drehmomente auf kleinstem Raum liefern können. Außerdem haben sie eingebaute Frequenzumrichter, mit denen die Drehzahl frei variiert werden kann. So können wir mehr als 50 % Energie sparen, weil die Motoren nur so viel Leistung aufnehmen, wie sie brauchen und nicht die ganze Zeit Energie aus dem Netz ziehen. Sie sehen ja hier nur einen Teil der Anlage, die sich über 2 000 m² erstreckt. Wir haben in allen Nebengebäuden, die ebenfalls voller Technik stecken, Energie sparende Antriebe verwendet. Nach meinen Berechnungen sinken die Betriebskosten um mehr als 10 Mio. € pro Jahr", schließt Obermeyer mit einem zufriedenen Gesichtsausdruck.
Nun applaudieren viele Minister. Einer flüstert seinem deutschen Kollegen zu: "Das sind doch Peanuts, wie einst ein berühmter Banker sagte, oder?" Auch diese Bemerkung hat Prof. Murase gehört. Er nimmt Obermeyer beiseite und sagt leise: "Das kann ja heiter werden, wenn in zwei Wochen bei dem G10-Gipfel in Marseille die Regierungschefs zu Besuch kommen. Bitte seien Sie wieder so gut vorbereitet wie heute. Denn ein japanisches Sprichwort heißt: 'Auch wenn der Fluss seicht ist, überquere ihn, als wäre er tief.'"
Norbert Aschenbrenner
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