Pictures of the Future    Herbst 2006

Industrien im Umbruch

Erdgas spielt im Energiemix eine immer größere Rolle. Durch Pipelines oder mit Tankern wird es aus entlegenen Fördergebieten in die Ballungszentren transportiert. Ein wichtiger Teil des Transportnetzes sind Kompressoren teils gewaltigen Ausmaßes.

Die Stadt Erlangen ist stolz auf ihr neues, hochmodernes Gas-und- Dampfturbinen-Kombikraftwerk (GuD). Nachdem Siemens Power Generation (PG) die Anlage modernisiert hat, verringern sich die CO₂-Emissionen um 10 %, etwa 70 000 t pro Jahr. Das Kraftwerk deckt 30 % des Strombedarfs der Stadt und versorgt zusätzlich 3 000 Haushalte mit Fernwärme. Und es ist hocheffizient: Mit dem Strom und der Wärme nutzt es bis zu 90 % der Energie, die im Erdgas steckt. Weltweit setzen Kommunen verstärkt auf den Brennstoff Erdgas. Die Internationale Energieagentur rechnet bis 2030 mit einem Investitionsbedarf von 500 Mrd. US-$ für Erschließung und Transportsysteme.

Der häufigste Weg in die Ballungszentren ist die Pipeline – über enorme Strecken: 4 000 km lang ist die Jamal-Europa-Pipeline von der Halbinsel Jamal in Westsibirien bis Ostdeutschland. Eine knappe Woche braucht das Gas für die Reise. Weil es durch Reibung an Druck verliert, sind etwa alle 200 km Kompressorstationen installiert. Dort wird es bis auf 90 bar – den 90-fachen Luftdruck – verdichtet, damit es schnell durch die Rohre strömt. In Pipelines mit hohem Durchsatz werden Turbokompressoren eingesetzt, bei denen bis zu drei Laufräder hintereinander auf einer Welle liegen. Angetrieben werden sie durch eine Gasturbine oder starke Elektromotoren. Für die Jamal-Pipeline, die unter anderem der russische Konzern Gasprom betreibt, lieferte Siemens 21 Gasturbinen-Kompressorstränge, mit je 25 MW Leistung.

Nicht nur Gasprom, auch die BASF-Tochter Wingas stattete ihre 2005 fertig gestellte Kompressorstation Eischleben bei Erfurt mit zwei Kompressorsträngen von Siemens aus. Angetrieben werden sie von Gasturbinen des Typs SGT-700 mit je 30 MW mechanischer Kupplungsleistung. Referenzen aus der Praxis gab es für diese Baureihe noch nicht. "Ein wichtiger Entscheidungsgrund für die SGT-700 war für uns, dass sie den Namen Siemens trug", sagt Klaus Haußmann von BASF, Projektleiter für die technische Planung mehrerer Wingas-Anlagen. "Seit Inbetriebnahme laufen die Maschinen zu unserer vollen Zufriedenheit." Wie auch das Kontrollsystem, ebenfalls von Siemens.

Erdgas wird häufig auch nahe der Quelle zu Liquefied Natural Gas (LNG) verflüssigt und auf Tankern verschifft. Im Trend sind immer größere Anlagen. "Je größer die produzierten Mengen, desto geringer werden die spezifischen Investitionskosten", erklärt Manfred Ramdohr, zuständig für LNG-Geschäftsentwicklung bei PG. Dafür braucht es riesige, mehrgehäusige Kompressoren. Die Einzelgehäuse sind bis zu 7 m lang, haben ein Gewicht von bis zu 220 t und eine Leistung von mehr als 100 MW.

In einem Testzentrum, das gerade in einer großen Halle in Duisburg entsteht, wird Siemens ab 2007 bis zu sechs solcher Riesenkompressoren samt Antrieb gleichzeitig unter Volllast testen können. "So können wir kundenspezifische Anforderungen bis zum Zusammenbau und Test auf den Punkt genau erfüllen", sagt Dr. Peter Langer, Leiter des Kompressorengeschäfts. Neben Gas- oder Dampfturbinen baut Siemens auch Elektromotoren als Antrieb und folgt damit einem Trend zu komplett elektrischen LNG-Anlagen. "Gasturbinen stehen 20 bis 30 Tage pro Jahr zur Revision still. Die elektrisch angetriebenen Kompressoren können dagegen 350 Tage und mehr pro Jahr arbeiten", sagt Ramdohr. Die erste vollelektrische LNG-Anlage wird Ende 2007 im norwegischen Hammerfest in Betrieb gehen. Hierfür hat das Dynamowerk von Siemens in Berlin 65-MW-Elektromotoren geliefert – die leistungsstärksten, die je gebaut wurden.

Umweltfreundlicher Diesel. Synthetische GTL-Kraftstoffe (Gas-to-liquid) sind ein weiterer Markt für Erdgas. Sie entstehen durch Umwandlung von Methan, dem Hauptbestandteil von Erdgas, in Diesel, Kerosin, Naphtha (Rohbenzin), Schmieröle und Paraffine. GTL-Diesel gilt als umweltfreundlich, weil er wenig Schwefel und aromatische Kohlenwasserstoffe enthält. Von Shell in Malaysia hergestellter GTL-Diesel verbessert bereits die Luftqualität in Bangkok und Athen. Auch bei GTL sind Mega-Anlagen im Trend. Shell plant im Emirat Katar eine Anlage auf der Fläche von 450 Fußballfeldern für 140 000 Barrel Kraftstoff pro Tag. Auch hierfür sind riesige Kompressoren nötig. "Da Siemens neben den Kompressoren auch noch Leitsysteme, die Prozesssteuerung sowie Anlagen für Abwasserbehandlung und Stromerzeugung liefern kann, kann der Konzern wie kaum ein anderer Lösungen für die Öl- und Gasindustrie aus einer Hand anbieten", bringt es Peter Adam, Sektormanager Öl und Gas, auf den Punkt.

Weitere unerschlossene Erdgasfelder liegen im Meer. Dort Gas zu fördern, ist eine technische Herausforderung. Bisher fehlen Kompressoren mit hoher Leistung, die unter den Bedingungen der Tiefsee wartungsfrei funktionieren. Eine solche Maschine ist bei Siemens PG in der Entwicklung: Mit dem Unterwasser-Spezialisten FMC Technologies arbeiten die Siemens-Ingenieure an einem Kompressor für Wassertiefen bis 3 000 m.
                                                                                                                          Ute Kehse