Geschichtliches
Die Entwicklungsgeschichte der Gasturbine beginnt 1791 mit dem ersten Patent von John Barber (Grossbritannien). Im 19. Jahrhundert wurden bereits betriebliche und wirtschaftliche Vorzüge der Gasturbine gegenüber kolbenbasierten Dampfmaschinen erkannt. Die Erwartungen konnten damals nicht erfüllt werden, weil die Werkstofftechnik noch nicht genügend entwickelt war. 1904 entwickelte Franz Stolze in Berlin eine funktionierende Gasturbine. die jedoch keine Nutzleistung abgeben konnte.
An der Entwicklung der Gasturbine beteiligten sich namhafte Schweizer Unternehmen und Pionieren. BBC (heute Alstom Schweiz AG) konnte 1939 auf der Schweizer Landesausstellung in Zürich die erste marktreife Gasturbine der Welt zeigen. Diese vielbeachtete Gasturbine verfügte über eine elektrische Leistung von 4 MW und einen Wirkungsgrad von 17.4%. Bis 2002 wurde sie in Neuenburg (NE) als Notstromgruppe eingesetzt.
Im Vergleich zu anderen Verbrennungsmotoren weist die Gasturbine ein niedriges Leistungsgewicht (Masse/Leistungs-Verhältnis) auf. Deshalb wird sie heute nicht mehr einzig in der Energieerzeugung und der Industrie eingesetzt, sondern auch in der Luftfahrttechnik für den Antrieb von Helikoptern und Flugzeugen, in Pump- und Verdichterstationen von Öl- und Erdgaspipelines und um Schiffen anzutreiben.
Die Idee, in einem Kraftwerk nicht nur einen sondern die Kombination zweier oder mehrerer Kreisprozesses zu realisieren, um die verbliebene Abwärme nützen zu können, ist nicht neu und wurde in der Literatur schon oft vorgeschlagen. Das Ziel war dabei stets, gegenüber einfachen Kreisprozessen den Wirkungsgrad zu erhöhen. Aus betriebswirtschaftlichen und umwelttechnischen Gründen hat sich ein einziger Kombiprozess durchsetzen können. Das Gaskombikraftwerk besteht aus Komponenten, die sich einzeln in bestehenden Kraftwerken bewährt hatten. Dadurch war der weitere Entwicklungsaufwand relativ gering.
Das erste Gaskombikraftwerk wurde 1958 im österreichischen Korneuburg durch die schweizerische BBC (heute Alstom Schweiz AG) erstellt. Es hatte eine Leistung von 75 MW ? bei einem zur damaligen Zeit unschlagbaren Wirkungsgrad von 32.5%.
In der Schweiz sind Gasturbinen keine Neuheit. Aktuell sind rund 37 MW als Industrie-Gasturbinen und 85 MW als Industrie-Kombianlagen installiert. Grosse Industriebetriebe wie beispielsweise Papierhersteller setzen zur Eigenversorgung mit Strom und Wärme oftmals Kombianlagen mit Gasturbinen ein. In Monthey im Wallis wird seit Februar 2008 ein Industriekombikraftwerk, welches eine thermische Leistung von 43 MW und eine elektrische Leistung von 55 MW aufweisen wird, realisiert.
In Beznau ist ein Gasturbinenkraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 54 MW in Betrieb. Im Gegensatz zum Gaskombikraftwerk hat dieses keinen Dampfturbinenteil und wird als Reservekraftwerk eingesetzt.
- Bild: 1939 auf dem Versuchsstand in Baden, eine Gasturbine von Brown Boveri für das E.W. Neuchâchtel. Elektrische Nutzleistung: 400 kW
Ausblick
Die Technik von Gaskombikraftwerke hat sich in den letzten Jahrzehnte rasant entwickelt. Heute sind Gaskombikraftwerke am Markt erhältlich, die eine Leistung von rund 400 MW und einen elektrischen Wirkungsgrad von ca. 58% aufweisen. Diese modernen Gaskombikraftwerke setzen Standards in den Bereichen Wirtschaftlichkeit, Umweltfreundlichkeit und Effizienz.
Zuverlässige Verfügbarkeit von elektrischer Energie braucht es, damit der gewohnte Lebensstandard gewahrt wird und sich die Gesellschaft entwickeln kann. Moderne, hocheffiziente Gaskombikraftwerke sind weltweit erprobt. Zu Recht werden sie deshalb in vielen Ländern für eine zuverlässige Stromversorgung betrieben.
In der Schweiz wird der Bau moderner Gaskombikraftwerke notwendig, um ältere, umweltbelastende Dampfkessel oder ineffiziente Kraftwerke abschalten zu können. Dadurch kann nicht nur der Brennstoffbedarf reduziert sondern auch die Klimabilanz deutlich verbessert werden.
Für eine ausgewogene Energieerzeugung braucht es Gaskombikraftwerke, auch wenn der Anteil an erneuerbaren Energien gesteigert werden kann. Denn je nach Witterung fällt die Stromerzeugung durch erneuerbare Energien sehr schwankend aus. Eine vollumfänglich konstante Stromversorgung kann deshalb nicht gewährleisten werden. Auch wenn die Wettervorhersagen genauer werden, bleiben es Prognosen. Die Erzeugung von erneuerbarer Energien ist deshalb schwer steuerbar. Da zudem elektrische Energie nicht speicherbar ist, entspricht die Stromerzeugung in jedem Augenblick dem tatsächlichen Verbrauch. Für die unregelmässige Stromerzeugung müssen daher zusätzliche Reservekraftwerkskapazitäten zum Ausgleich produziert werden. Dank ihrer hohen betrieblichen Flexibilität können Gaskombikraftwerke massgeblich zur zuverlässigen und verfügbaren Stromversorgung beitragen.