In dem vom Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg geförderten Projekt „Retrofit H2“ haben das Unternehmen Power Service Consulting GmbH (PSC) und das DLR-Institut für Verbrennungstechnik zusammen ein marktfähiges Konzept für das Retrofitting von bestehenden Mikrogasturbinen entwickelt.
Da Gasturbinen in aller Regel viele Jahre im Betrieb sind, gilt es auch Bestandsanlagen auf eine Um- bzw. Aufrüstbarkeit zu untersuchen und auch hier den Fokus auf eine flexible Brennstoffnutzung zu legen. Dafür sind neben Anpassungen an technischen Komponenten, beispielsweise am Brennkammersystem und den Verteilsystemen, auch Anpassungen der Infrastruktur unter Beachtung spezieller behördlicher Auflagen notwendig.
Um den Retrofit-Prozess an einer Demonstrationsanlage zu zeigen, hat das Institut ein brennstoffflexibles Brennkammersystem für eine kommerziell erhältliche Mikrogasturbinenanlage (MGT) entwickelt, in die Gasturbine integriert und von Januar 2024 an in einem längeren Probelauf auf dem Wasserstoff-Testgelände des DLR-Standort Lampoldshausen getestet.
Die Firma PSC hat für die wasserstofffähige Infrastruktur der Anlage eine Verfahrensentwicklung unter den geltenden europäischen und internationalen Normen, Richtlinien und Standards durchgeführt und das Design für den Bau eines brennstoffflexiblen Regelungs-, Misch- und Verteilsystems entwickelt, in die Gasturbine integriert und getestet. Die Brennkammersysteme sowie die entsprechenden Regelungs-Systeme für Gasturbinen unterschiedlicher Leistungsklassen wurden von beiden Projektbeteiligten gemeinsam entwickelt.
Bis grüner Wasserstoff in ausreichender Menge zur Verfügung steht, wird es eine Übergangszeit geben, in der Kraftwerke mit Mischungen aus Erdgas und Waserstoff bis hin zu reinem Wasserstoff betrieben werden. Gasturbinen müssen mit allen Mischungen sowie reinem Wasserstoff gleichermaßen effizient laufen.
Credit:
Umweltministerium Baden-Württemberg
„Die größte Herausforderung bei der Entwicklung der Brennkammer sind die stark unterschiedlichen Eigenschaften von Erdgas und Wasserstoff, vor allem in Bezug auf eine stabile und emissionsarme Verbrennung“ stellt die Projektleiterin Martina Hohloch fest, „wir greifen hierbei jedoch auf unsere langjährige Erfahrung im Bereich der Brennkammerentwicklung für verschiedenste Brennstoffe zurück.“ Bei den Testläufen in Lampoldshausen konnte das Projekt ein hervorragendes Ergebnis erzielen: Beim Betrieb mit reinem Wasserstoff blieben die Stickoxid-Emissionen über den gesamten Betriebsbereich hinweg unterhalb von 15 parts per million und damit deutlich unter den aktuellen Emissionsgrenzen von Erdgas.
Retrofit H2
Retrofitkonzepte für Bestandskraftwerke als Einstieg in die Wasserstoffnutzung (RetrofitH2)
