Energietechnik

Beratungsangebot zu den Werkstoffen in der Energietechnik

In den unten aufgeführten Sektoren berate ich Sie gern zu den Werkstoffen, die bei extremen Beanspruchungen in der Energietechnik belastet werden. Zu diesen Hochleistungswerkstoffen gehören die warmfesten & korrosionsbeständigen
austenitischen Chrom-Nickel-Stähle und ihre Abkömmlinge. Bei noch höheren Temperaturen, d.h. oberhalb 650C und höheren Drücken kommen dann Nickelbasis-Werkstoffe ins Spiel. In diesem Sektor kenne ich mich besonders gut aus. Mein Wissen aus langjähriger Entwicklungstätigkeit dieser Nickelbasislegierungen und hochlegierten Chrom, Nickel, Molybdän-Legierungen steht Ihnen zur Verfügung.

Beide Werkstoff-Gruppen, die austenitischen CrNiMo-Stähle und die Nickelbasislegierungen zeichnen sich aus durch:

• Korrosionsbeständigkeit unter Heißdampf bzw. überkritischem Dampf
• Korrosionsbeständigkeit gegen Rauchgase in fossil befeuerten Kraftwerken und in der
  Müllverwertung
• Zeitstandfestigkeit über projektierte, lange Lebensdauern
• Eignung als Druckbehälter-Werkstoffe nach dem Prinzip „Leck vor Bruch“

Branchen-Information Energietechnik

Die Branche Energieversorgung umfasst Tätigkeiten der Elektrizität-, Gas-, Wärme-und Dampfversorgung durch ein festinstalliertes Netz von Strom bzw. Rohrleitungen. Unter die Elektrizitätserzeugung fällt der auch Betrieb von Stromerzeugungsanlagen. Dazu zählen Fossil-thermische Kraftwerke, Kern-, Gasturbinen-und Diesel-Kraftwerke sowie mit erneuerbaren Energieträgern (Windkraft, Wasserkraft, Sonnenenergie) betriebene Kraftwerke.

Die Sparte Gasversorgung umfasst die Erzeugung von gasförmigen Brennstoffen aus Gasen unterschiedlichen Ursprungs (Reinigung, Mischung, andere Verfahren) sowie die Erzeugung von Gas durch Verkokung oder Vergasung von Kohle, aus landwirtschaftlichen Nebenerzeugnissen (Biomasse) oder aus Reststoffen.

Die Wertschöpfung in der Energieversorgung erstreckt sich von der Energieförderung und dem Transport der Primärenergieträger über die Erzeugung und Übertragung bis hin zur Verteilung und dem Vertrieb von Energie. Die wichtigsten vorgelagerten
Branchen, das heißt Zulieferer im Segment Energieversorgung, sind der Braunkohlenbergbau und die Torfgewinnung sowie die Gewinnung von Erdöl, Erdgas und damit verbundene Dienstleistungen. Zu den Zulieferern der Sparte erneuerbare Energien zählen die Wirtschaftszweige Maschinen-und Anlagenbau, chemische Industrie, Land-und Forstwirtschaft, Abfallwirtschaft, Baugewerbe und Wasserwirtschaft.

Beratungsangebot zu den Erneuerbaren Energien

Bei den kommunalen Betreibern derartiger Energie-Erzeugungsanlagen sowie bei den Investoren in Solar- und Windenergie-Parks wird in der Regel kein Werkstoffwissen vorgehalten. Um hier die vielfältigen Belastungen auf die Werkstoffe und Komponenten abschätzen zu können, ist Werkstoff-Expertise erforderlich. Mit dieser Kenntnis kann ich Sie schon beraten bei der Auswahl eines qualifizierten Labors bzw. Institutes bevor es zur teuren Schadensfall-Aufklärung kommt.

Verfahrensbedingt akkumulieren in Solar-, Wind-, Bio-Energie und in der Geothermie schnell  eine unübersichtlich hohe Zahl an Einflussparametern die sorgfältig auf Ursache & Wirkung analysiert werden müssen. Aus derartigen Untersuchungen kann ich Ihnen dann im Gegenzug eine sichere Prognose für die zu erwartende  Rest-Lebensdauer ableiten

Das gilt auch im eingetretenen Schadensfall, in dem ich eine neutrale, hersteller-unabhängige Bewertung  anbiete. Dies gilt erst recht im Streitfall wenn juristische Implikationen sichtbar werden. In all diesen Fällen berate ich Sie gern – Anruf/Mail genügt.

Branchen-Information

Die Energiewende ruft nach neuen Werkstoff-Konzepten und der notwendigen Speichertechnologie, insbesondere bei hybriden Techniken. Stichworte sind die Wasserstoff-Erzeugung und Speicherung sowie die „heiße Solarthermie“. In vielen dieser Konzepte müssen Hochleistungswerkstoffe diesen gestiegenen Belastungen standhalten. Innovationen in der Elektromobilität werden die kommenden Jahre dominieren und entsprechende Forschung in der chemischen Technik für die erneuerbaren Energien vorwärtsbringen.

Stadtwerke und regionale Energieversorger sehen mit der Energiewende Chancen und Risiken. Chancen liegen darin mit der wachsenden Dezentralisierung der Stromerzeugung eine größere Bedeutung am Markt zu erreichen. Daher investieren Stadtwerke verstärkt in den Ausbau von Blockheizkraftwerken sowie von Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen. Zudem kommen Gaskraftwerke als Brückentechnologie zum Einsatz. Beim Auswahl beim Ausbau der erneuerbaren Energien haben Windkraftanlagen an Land, Wasserkraft, Fotovoltaik und Biogas Priorität. Auch hier kommen häufig hoch-belastbare Komponenten- Werkstoffe zur Anwendung.

2017er Jahrestagung „Herausforderungen der Energiewende

Beratunganagebot für die konventionelle Energietechnik und Umwelttechnik

Zu den unten angeführten Themen stelle ich Ihnen mein Werkstoff-Wissen fokussiert auf das Risk-Assessment und auf die Langzeitbeständigkeit der Komponenten gern zur Verfügung. Beim Einsatz hochwarmfester korrosionsbeständiger austenitischer Kesselrohrwerkstoffe kommt mein Wissen aus den Konzernen Thyssen Krupp (VDM) und Vallourec Mannesmann zum Zuge. Im Bereich der Anlagen und Komponenten für die Umwelttechnik kenne ich mich beim Einsatz von Hochleistungswerkstoffen sehr gut aus. Nutzen Sie diese Expertise.

Branchen-Information

Die Investitionsbereitschaft auf dem Kraftwerksmarkt ist gegenüber dem Vorjahr zurückgegangen. Insgesamt müssen aber bis zum Jahr 2020 etwa 40.000-50.000 MW (MW) Kraftwerksleistung in Deutschland ersetzt werden. Neben der Modernisierung bestehender Kraftwerke besteht zudem ein hoher Investitionsbedarf in neue und hocheffiziente Kohle und Erdgaskraftwerke, die Entwicklung von CO2-freien Kohlekraftwerkstechniken und in neue Kraftwerke, die mit Biomasse, Geothermie oder Wasserkraft betrieben werden.

Die Forderungen an immer höhere Effizienz und Lastwechsel-Flexibilität ziehen sofort auch höhere Belastungen der Werkstoffe & Komponenten nach sich.

Werkstoffe die bislang unter quasi-statischen Betriebsbedingungen hervorragend arbeiten werden jetzt mit der hochfrequenten Belastung täglich mehrfacher An- und Abfahrzyklen belastet.

Kohle bietet weltweit bei einer vergleichsweise stabilen Preisentwicklung die größten Energie-Reserven. Aufgrund der hohen CO2-Emissionen von Kohle ist die Umweltverträglichkeit jedoch ungünstiger als bei Erdgas und Erdöl. Unter ökologischen Gesichtspunkten kann Kohle nur dann ein wichtiges Substitut bleiben, wenn eine Abtrennung und Speicherung von Kohlendioxyd ökologisch, technologisch und wirtschaftlich machbar sind. Derzeit befinden sich die Technologien der CO2 Abtrennung bzw. Verwertung noch in der Pilotphase. Ein Einsatz erscheint erst ab 2030 erfolgreich. Auch bei diesen neuen Verbrennungstechnologien (Oxyfuel) müssen Hochtemperatur-Werkstoffe qualifiziert werden, die diese extremen Belastungen abfangen. Die Verbrennung in hoch-angereicherten Sauerstoff-Atmosphären stellt besondere Anforderungen an die Oxydationsbeständigkeit der Hochleistungswerkstoffe.

Aus ökologischer Sicht bildet Erdgas gegenüber anderen fossilen Brennstoffen das am besten geeignete Substitut, da die CO2-Emission sehr niedrig sind.  Beim Hydraulic Fracturing kurz „Fracking“, welches auch in Deutschland eingesetzt wird, wird durch das Einpressen von mit Chemikalien versetztem Wasser die Gase und Flüssigkeitsdurchlässigkeit so erhöht, dass ein wirtschaftlicher Abbau von Bodenschätzen (Erdgas & Erdöl) ermöglicht wird. Fehlende Transparenz und ökologische Bedenken führen dazu, dass sich zahlreiche Bürgerinitiativen gegen das Fracking gebildet haben. Aufgrund der Risiken raten Gutachter davon ab, Fracking derzeit großflächig zur Erschließung unkonventioneller Erdgasvorkommen in Deutschland einzusetzen. Dort wo es eingestzt werden kann müssen unter der Forderung nach absoluter Verlässlichkeit  und Umweltverträglichkeit der Rohrleitungssysteme und Komponenten auch die eingesetzten Werkstoffe hinsichtlich ihrer Korrosionsbeständigkeit neu bewertet werden.

Beratungsangebot im Sektor Nukleare Energietechnik und Disposal-Technologien

Als Werkstoff-Entwickler und -Berater verfolge ich die einschlägigen Untersuchungen und Forschungsprogramme seit Jahren. Endgültige Lösungen sind noch nicht gefunden. In bestimmten Fragen der Leistungsfähigkeit dieser Containment-Werkstoffe (Korrosion in quaternären Salzlösungen) kann ich einen Beitrag leisten. Kontaktieren Sie mich gern dazu.

Branchen-Information

Die Nutzung und der weitere Ausbau der Kern-Energie finden nennenswert nur ausserhalb des D-A-CH Raumes statt. Im EU-Raum werden neue Kernkraftwerke vor allem in Frankreich, Belgien, England und in Finnland projektiert. Das dazu benötigte, aktuelle Werkstoff-Wissen wird zum Teil aus Deutschland gestellt.

Der Fokus im D-A-CH-Raum wird daher eher auf dem geordneten, langwierigen Rückbau der Kernenergie-Anlagen liegen müssen. Auch dort wird Werkstoff-Wissen benötigt um die großen Mengen an schwach belasteten Komponenten aus Edelstahl und Nickelbasis-Legierungen ordnungsgemäß zu rezyklieren.

Das Thema mit größter Relevanz im Bezug auf Hochleistungswerkstoffe ist aber die behördlich geregelte Endlagerung radioaktiv belasteter Kernbrennstoffe.

Hier hat die EU die Entsorgung bzw. Endlagerung in die Verantwortung der Mitgliedsländer gestellt. Spezial-Firmen qualifizieren sich und bereiten diese langfristigen Generationen-Projekte vor.

Zur sicheren Endlagerung der ausgebrannten Brennstäbe sind Hochleistungswerkstoffe unverzichtbar. Seit Jahren laufen nationale und internationale Forschungsinitiativen zur Qualifizierung geeigneter Container-Werkstoffe. Nickelbasis-Legierungen, Kupferbasis-legierungen und Verbundwerkstoffe sind geeignete Kandidaten um die extremen Forderungen nach Langzeitstabilität unter den hohen, inneren Abklingtemperaturen, Rest-Strahlung und gleichzeitig vom Depot also von aussen her angreifenden hoch-salinaren Wässern in Salz-Kavernen zu widerstehen. Die derzeitigen Scenarien fordern eine Langzeit-Beständigkeit der Behälter von mehreren hundert Jahren!