Zuverlässige Energie für Hamburg - Das neue Kraftwerk - Vattenfall

ZUVERLÄSSIGE
ENERGIE FÜR HAMBURG
Das neue Kraftwerk Moorburg

STROM UND WÄRME
FÜR DIE GANZE STADT
Haben Sie Lust auf ein kleines Experiment? Zählen Sie einfach mal alle Geräte in Ihrer
unmittelbaren Nähe, die in diesem Moment gerade Energie verbrauchen. Das Licht brennt,
der Computer ist eingeschaltet, im Hintergrund spielt ein Radio und das schnurlose Telefon
steht in der Ladestation. Nebenan, in der Küche, läuft der Kühlschrank, die Heizplatte
hält den Kaffee warm und an der Mikrowelle, wie an vielen anderen Geräten auch,
leuchtet eine LED-Anzeige.
Rund um die Uhr versorgt
Strom ist für uns alle so selbstverständlich, dass
wir kaum über ihn nachdenken. Der Alltag einer
Großstadt ist ohne zuverlässige Strom- und
Wärmeversorgung nicht denkbar. Krankenhäuser,
Fabriken, Unternehmen, Schulen, Bahnhöfe,
Häfen – Energie ist die Grund voraussetzung
für ihre Arbeit.
In Hamburg sorgt Vattenfall seit mehr als 100
Jahren für zuverlässige und bezahlbare Energie.
Auch in Zukunft hat Europas fünftgrößtes Ener gieunternehmen
hier eine Menge vor. Deshalb investiert
Vattenfall aktuell rund drei Milliarden Euro
in der Hansestadt, den Großteil davon in das neue
Steinkohlekraftwerk in Moorburg.
Ohne Energie ist der Alltag
heute nicht mehr vorstellbar
So wird das neue Kraftwerk
Moorburg künftig aussehen
Warum gerade Kohle?
Gehört die Zukunft nicht längst den erneuerbaren
Energien? Richtig. Allerdings decken Braun-
und Steinkohle derzeit noch fast 50 Prozent
des gesamten Strombedarfs in Deutschland.
Auch wenn regenerative Energien, wie das Bundesumweltministerium
schätzt, bis 2030 bereits
die Hälfte des gesamten Energieverbrauchs
für Strom, Wärme und Mobilität decken werden,
reichen sie allein noch nicht aus. Kraftwerke auf
der Basis fossiler Brennstoffe werden weiterhin
benötigt. Im Gegensatz zu den erneuerbaren
Energien sind sie in der Lage, Strom und Wärme
rund um die Uhr zu produzieren und die Grundlast
zu decken.
Das Kraftwerk Moorburg wird ab 2012 aus Kohle
jährlich rund elf Milliarden Kilowattstunden Strom
erzeugen. Das entspricht nahezu dem kompletten
Bedarf der Hansestadt. Zusätzlich soll es rund
180.000 Haushalte mit in Kraft-Wärme-Kopplung
erzeugter Fernwärme versorgen.
„Das Investitionspro gramm
von Vattenfall ist ein klares
Bekenntnis zum Standort
Hamburg. Wir sichern der
Region damit langfristig eine
wirtschaftliche und umwelt-
schonende Ver sorgung mit
Strom bzw. Fern wärme und
stärken die Wirtschaftskraft
der Metropole.“
Tuomo Hatakka,
Vorstandsvorsitzender
Vattenfall Europe
Und was ist mit der Umwelt?
Natürlich ist diese Frage berechtigt, schließlich
haben die Emissionen von Kohlekraftwerken
einen entscheidenden Anteil am weltweiten
CO2-Ausstoß. Für Vattenfall hat dieses Thema
oberste Priorität.
Im Vergleich zu älteren Steinkohlekraftwerken
(wie z. B. dem Heizkraftwerk Wedel) mit niedrigeren
Wirkungsgraden spart das Kraftwerk Moorburg bei
voller Leistung jährlich ca. 2,3 Millionen Tonnen
CO2 ein. Mit anderen Worten: Jede ins Netz eingespeiste
Kilowattstunde verursacht 23 Prozent
weniger CO2, als das bisher der Fall war. Sobald
die erforderlichen technischen, wirtschaftlichen
und gesetzlichen Voraus setzungen gegeben sind,
wird Vattenfall das Kraftwerk Moorburg mit einer
Anlage zur Abscheidung von CO2 ausrüsten.
Was versteht man unter Grundlast?
Als Grundlast wird die permanent ben ötigte
Leistung in einem Strom versorgungssystem
bezeichnet. Sie beträgt in Deutschland etwa
70 Prozent des Spitzenbedarfs an Strom.
Vereinfacht gesagt, laufen Kraftwerke im
Grundlastbereich rund um die Uhr, um den
Mindestverbrauch zu decken. Da der niedrigste
Stromverbrauch meist nachts auftritt, wird die
Höhe der Grundlast von Industrieanlagen, die
nachts produzieren, von der Straßenbeleuchtung
sowie von Dauerverbrauchern in Haushalt
und Gewerbe bestimmt.
Solange keine praktikablen Mög lichkeiten
für die Speicherung elektrischer Energie
verfüg bar sind, kann die Grundlast nicht allein
durch den Einsatz von Wind- und Solarenergie
gedeckt werden.
2 3

EIN NEUBAU, VON DEM HAMBURG
DOPPELT PROFITIERT
Höhere Effizienz und geringere Emissionen – dieses Versprechen hat Vattenfall den
Hamburgern in Hinblick auf das Kraftwerk Moorburg gegeben. Doch das sind längst
nicht die einzigen Argumente, die für den Neubau sprechen.
Einzigartiger Wirkungsgrad dank
Kraft-Wärme-Kopplung
Die elektrische Bruttoleistung des neuen Doppelblock-Steinkohlekraftwerks
in Hamburg-Moorburg
wird 1.640 Megawatt betragen. Zusätzlich sollen
langfristig bis zu 650 Megawatt Fernwärme ausgekoppelt
werden. Damit deckt das Kraftwerk
Moorburg rund 90 Prozent des gesamten Strombedarfs
und erzeugt ca. 40 Prozent der Fern wärme,
die Vattenfall der Hansestadt zur Verfügung stellt.
Das für eine Betriebszeit von 40 Jahren ausgelegte
neue Kraftwerk verfügt über einen für die
deutsche Kraftwerkslandschaft einzigartig hohen
Nettowirkungsgrad von 46,5 Prozent. Zum Vergleich:
Der durchschnittliche Wirk ungs grad deutscher
Steinkohlekraftwerke liegt bei 38 Prozent. Durch
die konsequente Anwendung der Kraft-Wärme-
Kopplung – also der gleichzeitigen Erzeugung von
Strom und Wärme – ergibt sich sogar eine
Brennstoffausnutzung von bis zu 61 Prozent.
Kraft-Wärme-Kopplung
Die gleichzeitige Gewinnung von Strom und
Wärme in einem Prozess wird „Kraft-Wärme-
Kopplung“ genannt. In diesem Prozess der
rationellen und umweltverträglichen Energieerzeugung
wird bei der Umwandlung von Kohle
in elektrische Energie auch die entstehende
Wärme genutzt, z. B. für Heizzwecke.
Das Funktionsprinzip ist denkbar einfach:
Kraftwerke geben bei der Stromerzeugung
die nicht für den Antrieb der Turbinen nutzbare
Energie als Wärme an die Umwelt ab.
Bei der Kraft-Wär me-Kopplung geht ein Teil
dieser Energie nicht verloren, sondern wird
der Industrie und den Haushalten als Heiz-
bzw. Prozesswärme zur Verfügung gestellt.
Dadurch wird im Vergleich zur getrennten
Erzeugung aus jeder Brennstoffeinheit
wesent lich mehr nutzbare Energie gewonnen.
Der Hamburger Hafen ist
ein traditioneller Energie-
erzeugungsstandort
Vattenfall modernisiert seinen Kraftwerkspark
Der Kraftwerksneu bau in Moorburg löst die Stromerzeugung
des 1962 errichteten Heizkraft werks
Wedel ab und übernimmt auch dessen Fernwärmelieferung.
Er bietet zugleich die Möglichkeit, künftig
immer mehr Hamburger mit dieser umweltfreundlichen
und komfortablen Heizungs art zu versorgen.
Derzeit erhalten in Hamburg rund 438.000 Wohneinheiten
Fern wärme.
Das neue Kraftwerk Moorburg leistet schon heute
einen wichtigen Beitrag zur wirtschaftlichen Entwicklung
der Region. Allein auf der Baustelle
Warum entsteht das neue Kraftwerk
eigentlich in Moorburg?
Für den Standort in Moorburg spricht zunächst die
Nähe zu den Hamburger Ver brauchern. Denn im
Gegensatz zum Strom kann Fernwärme – auch wenn
der Begriff etwas anderes vermuten lässt – nicht
über große Entfernungen transportiert werden.
Erst durch die geringe räumliche Distanz zwischen
Kraftwerk und Verbrauchszentren wie Industriezonen
und dicht besiedelten Wohngebieten kommen
die Vorteile der Fernwärme zum Tragen.
Außerdem hat der Standort im Hamburger Hafen
Tradition für die Energieversorgung der Stadt.
Über 25 Jahre lang befand sich hier ein mit Gas
und Öl befeuertes 1.030 MW-Kraftwerk. Teile der
vorhandenen Infrastruktur werden mit dem neuen
Kraftwerk Moorburg weiter verwendet.
Auch die Lage an der Süderelbe zahlt sich aus.
Die Steinkohle muss nicht durch das Inland transportiert
werden, sondern gelangt direkt auf dem
Wasserweg zum Kraftwerk. Für die Frachtschiffe
wurde eigens eine 600 Meter lange Kaianlage
gebaut, die u. a. das Entladen hochseetüchtiger
Kohleschiffe ermöglicht.
arbeiten bis zu 2.500 Menschen. Für den Kraftwerksbetrieb
und bei den Dienstleistern entstehen
370 Arbeitsplätze. Lang fristig sichert Vattenfall
in der Metropolregion Hamburg bis zu 6.000
Arbeitsplätze. Weitere wirtschaftliche Impulse für
Unternehmen in der Region und den Hamburger
Hafen entstehen durch rund vier Millionen Tonnen
Gesamtumschlag an Massen gü tern wie Kohle,
Asche und Gips. Außerdem profitiert Hamburg ab
In betriebnahme des Kraftwerks von beträchtlichen
stabilen Gewerbesteuerein nahmen – Geld, das
die Stadt für dringende Aufgaben wie z. B. neue
Universitäten und Schulen benötigt.
4 5
A7
A261
Kraftwerk
Moorburg
A7
Hamburg
HafenCity
A253
Süderelbe
A252 A255
A1
Norderelbe
A1

NICHTS LIEGT NÄHER
ALS FERNWÄRME
Fernwärme ist eines der komfortabelsten und umweltschonendsten konventionellen
Heizungssysteme und hat in Hamburg bereits eine erstaunlich lange Geschichte.
Die Fernwärmeüber-
gabestation stellt die
Verbindung zwischen der
von außen kommenden
Fernwärmeleitung und der
Heizungsanlage dar.
Dafür wird lediglich ein
Stück Kellerwand benötigt.
Pro Wohneinheit eine Tonne weniger CO2
Beim Thema Fernwärme blickt Vattenfall auf mehr
als ein Jahrhundert Erfahrung zurück. Bereits 1894
wurde das Hamburger Rathaus als erstes Gebäude
der Hansestadt mit Fernwärme einer Kraft-
Wärme-Kopplungsanlage versorgt. Heute deckt
die Fernwärme von Vattenfall Hamburgs ge samten
Wärmebedarf zu 18 Prozent. Vattenfall versorgt in
Hamburg Haushalte, Bürogebäude, Krankenhäuser,
Hotels und Schulen mit umweltfreundlicher Fernwärme.
Das entspricht zurzeit dem Bedarf von rund
438.000 Wohneinheiten. Bis zum Jahr 2015 sollen
weitere 25.000 Wohnein heiten hinzukommen und
bis 2020 noch einmal dieselbe Anzahl.
Jede in Hamburg von Vattenfall mit Fernwärme
versorgte Wohneinheit spart im Vergleich zu einer
dezentralen Heizungslösung, wie zum Beispiel gas-
und ölbefeuerten Individualheizungen, durchschnittlich
eine Tonne CO2 pro Jahr. Möglich macht das die
Kraft-Wärme-Kopplung, bei der die Abwärme aus der
Stromproduktion zum Heizen genutzt wird.
Für die Erweiterung des
Fernwärmenetzes wird die
Elbe untertunnelt
Legende
Wedel
Heizkraftwerk
Heizwerk
Verbrennungsanlage, Klärschlammverbrennung
Blockheizkraftwerk
Fernwärmeversorgungsgebiet
Biomasse-Heizkraftwerk
Müllverwertungsanlage
Verlauf Fernwärmeleitung
6 7
Haferweg
(geplant)
Rugenberger
Damm
Moorburg
(ab 2012)
Burgwedel/
Schnelsen
UKE
VERA
HafenCity
Barmbek
Borsigstraße
Tiefstack
Das Wärmenetz in Hamburg
Durch ein über 800 km langes Rohrleitungsnetz
gelangen bereits heute jährlich vier Milliarden KWh
Fernwärme zu den mehr als 10.000 Übergabestationen
und weiter zu den insgesamt 438.000
Wohneinheiten.
„Das neue Kraftwerk
Moorburg wird mehr Wärme
anbieten können als das
bisherige Heizkraftwerk
Wedel. Mit dem steigenden
Anteil der in KWK-Anlagen
produzierten Fernwärme
können künftig noch mehr
Hamburger saubere und
komfortable Fernwärme
nutzen.“
Burkhard Römhild,
Leiter Kraftwerk Moorburg
Allermöhe
Übersicht über
das Hamburger
Wärmenetz von
Vattenfall
Hauptpfeiler der Hamburger Fernwärmeversorgung
sind bisher die Heizkraftwerke Tiefstack und
Wedel, das Heizwerk HafenCity und die Müllverwertung
Borsigstraße. Blockheizkraftwerke und kleine
Heizwerke zur Abdeckung der Nachfragespitzen,
zum Beispiel an kalten und windigen Wintertagen,
ergänzen den Anlagenpark.
Am Standort Haferweg, in Altona, plant Vattenfall
zusätzlich die Errichtung eines Biomasse-Heizkraftwerks.
Die Anlage soll in Kraft-Wärme-Kopplung
bis zu 17 MW Wärme- und 5 MW elektrische Leistung
erzeugen. Als Brennstoff werden jährlich
rund 76.000 Tonnen Hackschnitzel aus naturbelassenem
Holz genutzt.
Für den Wärmetransport vom Kraftwerk Moorburg
in die Hamburger Innenstadt wird eine neue Leitung
sorgen. Sie führt von der Süderelbe durch den
Freihafen bis zur Pumpstation Haferweg in Altona.
Vattenfall wird dafür die Norderelbe in 40 Meter Tiefe
untertunneln. Dabei kommt eine ähnliche Technik
zum Einsatz wie beim Bau der vierten Elbtunnelröhre.

UMWELTSCHUTZ IN
DIE TAT UMGESETZT
Vattenfall leistet einen aktiven Beitrag dazu, die Ressourcen der Erde vernünftig und
so effizient wie möglich zu nutzen. Deshalb kommt bei Vattenfall zur Erzeugung von Strom
und Wärme zukunftsweisende Technik zum Einsatz.
Maximale Anstrengungen
für minimale Emissionen
Im neuen Kraftwerk Moorburg setzt Vattenfall in
jedem Detail auf modernste Spitzentechnologie –
von der optimalen Verbrennung der Kohle über
eine perfekte Filterung für möglichst saubere
Luft bis zum optimalen Schutz der Elbe.
Die Verbrennungstechnik und die Rauchgas reinigungs
anlage des Kraftwerks Moorburg sind optimal
aufeinander abgestimmt. Somit kann gewährleistet
werden, dass die Anlage die gesetzlich vorgegebenen
Grenzwerte in jedem Betriebs zustand
min des tens erfüllt, bei Staub, Schwefel dioxid und
Stick stoffoxiden sogar deutlich unterschreitet.
Auch der durch das Kraftwerk verursachte Staub
führt zu keiner messbaren Erhöhung der Belastung
in der Hamburger Luft. Dafür sorgen neben der
Rauchgasreinigung zwei große, geschlossene Kohlekreis
lager, in denen die am werkseigenen Pier abgedeckt
angelandete Steinkohle zwischengelagert wird.
Aufgrund umfangreicher schallmindernder Maß nahmen
wird das Kraftwerk kaum Lärmemiss ionen verursachen.
Die Anforderungen an schalltechnisch
relevante Komponenten flossen bereits in die
Planungen ein und werden bei der Errichtung der
Anlage umgesetzt.
„Das neue Kraftwerk in
Moorburg unterschreitet die
Grenzwerte für Schad stoff-
emissionen bei Staub,
Koh lenmonoxid und
Schwefel dioxid deutlich,
und zwar um 50 Prozent.
Bei Stickoxid liegt der Wert
sogar unter 65 Prozent.“
Helmut Glaß,
Leiter Umweltschutz/
Genehmigungen
Funktionsweise der
Rauchgasentschwefelung
Reinigung des Rauchgases
Bei der Verbrennung von Kohle entstehen Rauchgase.
Diese Gase dürfen das Kraftwerk nur gereinigt
verlassen. Dafür sorgt ein dreistufiges Verfahren:
Zunächst wird das Rauchgas aus dem Dampferzeuger
durch die Entstickungsanlage geführt. Dabei reduziert
ein Ammoniak-Luft-Gemisch die Stickoxide zu Stickstoff
und Wasserdampf. Danach folgt die Entstaubung
in einer Elektrofilteranlage. Zum Schluss passieren
die Rauchgase die Entschwefelungsanlage.
Aus Schwefeldioxid wird Gips
für die Baustoffindustrie
Das Rauchgas hat bei Eintritt in die Rauchgasentschwefelungsanlage
eine Temperatur von 120
bis 140 °C und eine Schwefeldioxidkonzentration
von bis zu 4.000 Milligramm pro Kubikmeter. Die
Reinigung des Rauchgases erfolgt durch Eindüsen
einer Suspension aus Kalksteinmehl und Wasser.
Dabei reagiert das Schwefeldioxid im Rauchgas mit
Kalkstein
Rauchgas
Luft
Prozesswasser
Rauchgaswäscher
der Kalksteinsuspension unter Zufuhr von Luft zu
Calciumsulfat (Gips). Das abgekühlte und gereinigte
feuchte Rauchgas wird dann über den 130 Meter
hohen Kamin an die Atmosphäre abgegeben. Dabei
werden die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte
weit unterschritten.
Das Nebenprodukt Gips wird über ein Förderband
zunächst in ein Gipskreislager gefördert. Von hier
aus gelangt es per Bandanlage an den Nebenkai
und kann per Schiff abtransportiert werden. Die
Abnehmer kommen zum Großteil aus der Baustoffindustrie,
wie zum Beispiel Hersteller von Gipskartonplatten.
Aber es gibt auch andere Verwender,
etwa Champignonhersteller, die Gips als Dünger in
ihren Zuchten einsetzen.
gereinigtes Rauchgas
Prozesswasser
Gipsentwässerung
8 9
Filter
Gips

NEUE WEGE FÜR DEN ARTENSCHUTZ
Vattenfall erfüllt mit dem Kraftwerk Moorburg alle Anforderungen an den Umweltschutz und sichert
mit dem Bau von Europas größter Fischtreppe den Fortbestand verschiedener Elbpopulationen.
Verantwortung für die Elbe und ihre Fische
Vattenfall hat ein fortschrittliches Kühlsystem aus
Durchlaufkühlung und Hybrid kühl turm (siehe auch
Seite 22) entwickelt, das den hohen Umweltauflagen
gerecht wird und dennoch Anlagenstillstände vermeidet
und dadurch die Versorgungssicherheit gewährleis
tet. Das Kühlwasser für das Kraftwerk Moorburg
stammt aus der Süderelbe. Dabei begrenzt die wasserrechtliche
Erlaubnis die zulässige Entnahme menge.
Am Ende des Kühlkreislaufs wird die Einleittemperatur
des Kühlwassers begrenzt. Außerdem wird das Kühlwasser
an der Einleitstelle mit Sauerstoff angereichert.
Fischschutz am Kraftwerk
Das Kühlwasser aus der Elbe wird mit einer so geringen
Geschwindigkeit angesaugt, dass die Fische in
der Lage sind, gegen die Strömung zu schwimmen.
Zusätzlich verhindert eine Fischscheuchanlage, dass
die Fische am Kraftwerk in den Bereich höherer
Strömungsgeschwin dig keiten geraten. Sollten trotz
dieser Maßnahmen dennoch Fische mit dem Kühlwasser
in den unmittelbaren Bereich der Entnahme
gelangen, werden sie durch eine moderne Fischrückführanlage
aus dem Kühl wasserstrom entnommen
und schonend über eine Leitung in die
Süderelbe zurückgeführt.
Die Fischaufstiegsanlage in Geesthacht
Zu den Schutzmaßnahmen für den Fluss zählt auch
eine zusätzliche Fischaufstiegs anlage am Wehr
Geesthacht – 35 km von der Bau stelle in Moorburg
entfernt. Hier ist der Aufstieg von Wanderfischen
wie Lachs und Meerforelle in den Oberlauf der
Elbe nur eingeschränkt möglich. Die Fischaufstiegs
anlage sorgt dafür, dass die Fische auch entlang
des nördlichen Ufers den Weg in ihre Laichgewässer
finden. So können sich ihre Populationen
in Zukunft noch besser entwickeln.
Innovatives Projekt
mit wissenschaftlicher Begleitung
Die Anlage ist mit einer Gesamtlänge von 550
Metern die größte ihrer Art in Europa. Sie besteht
aus 49 einzelnen Becken, die jeweils links und
10 11
B 404
rechts für die Fische durch zwei senkrechte
Schlitze passierbar sind. Der Höhenunterschied
zwischen den Becken beträgt zehn Zentimeter.
Damit können die Fische die Staustufe problemlos
und in großer Zahl überwinden. Speziell für Glas-
und Steigaale wurden zusätzlich vier Aalleitern
installiert, die jeweils aus einer 40 Zentimeter
breiten Rinne mit einer bewässerten Bürstenstraße
bestehen.
Wozu brauchen Fische eine Aufstiegsanlage?
Fische wandern bei der Nahrungssuche oder zum
Laichen den Fluss aufwärts. Durch das Wehr Geesthacht
ist der Weg versperrt. Die Fischaufstiegsanlage
gibt ihnen die Möglichkeit, dieses Hindernis
zu überwinden.
Vattenfall unterstützt mit der Fischaufstiegsanlage
u. a. aktiv das langfristig angelegte und von der
Bundesrepublik unterstützte Wiederansiedlungsprogramm
für den Stör in der Elbe, das ohne die
neue Anlage keine Aussicht auf Erfolg hätte.
Den Fischaufstieg pas-
sieren Fische wie Flunder
und Aal – zukünftig auch
wieder der Stör. Die Anlage
besteht aus 49 einzelnen
Becken. Vier Aalleitern
erlauben darüber
hinaus auch winzigen
Glasaalen die Überwindung
des Wehrs.
Die Strömungsverhältnisse in der Fischaufstiegsanlage
wurden den Bedingungen der Elbe genau
angepasst. Dafür wurden zuvor alle Betriebszustände
der Anlage von Wissenschaftlern des
Karlsruher Instituts für Technologie in einem
Modell untersucht.

WARUM DAS KRAFTWERK MOORBURG
GUT FÜR DIE CO2-BILANZ IST
Moderne Kraftwerke erzeugen Strom und Wärme effizienter als ältere und verursachen
weniger Emissionen. Sie sind die Bausteine für den Klimaschutz von morgen, weil
sie Altanlagen mit niedrigerem Wirkungsgrad schrittweise vom Markt verdrängen.
Weniger Emissionen pro Kilowattstunde
Wenn das Kraftwerk Moorburg ans Netz geht, wird
es, wie der TÜV Rheinland ermittelte, Jahr für Jahr
ca. 2,3 Millionen Tonnen CO2 weniger in die Atmosphäre
ausstoßen als ein bestehendes Steinkohlekraft
werk mit vergleichbarer Leistung. Das entspricht
dem jährlichen CO2-Ausstoß von 1,2 Millionen Autos.
Im Dauerbetrieb wird der Ausstoß etwa 750 Gramm
pro Kilowattstunde betragen. Zum Vergleich:
Ältere Stein kohlekraftwerke liegen bei einer CO2-
Emission von etwa 950 g/kWh.
Die Leipziger Strombörse „European
Energy Exchange“
Ein wichtiger Garant für die Verbesserung der
Emissionsbilanz des deutschen Kraftwerksparks
ist die 2002 gegründete Leipziger Strombörse
„European Energy Exchange“ (EEX). Sie ist ein
Marktplatz für Energie und energienahe Produkte.
Kohlendioxid und Klima
Mit der Industrialisierung im 19. Jahr hundert
begann der Mensch, fossile Energieträger wie
Erdöl, Erdgas und Kohle zu verheizen und immer
mehr Kohlendioxid (CO2) zu produzieren. Ein
Groß teil davon bleibt in der Atmosphäre. Deshalb
müssen wir bei der Nutzung fossiler Energieträger
den CO2-Ausstoß verringern.
Unter normalen Bedingungen ist CO2 ein farb-
und geruchsloses Gas, das uns überall umgibt.
Es ist mit einem Anteil von ca. 0,04% Bestandteil
der Luft und entsteht bei der Verbrennung
von kohlenstoffhaltigen Verbindungen wie
z. B. Holz oder Kohle. Besondere Bedeutung
hat Kohlendioxid dadurch, dass es als einer der
Verursacher des Treibhauseffekts gilt.
An ihr handeln viele deutsche und europäische
Energie versorger, aber auch große Stromkunden
und Versorgungsunternehmen.
Der Stromhandel erfolgt nach dem Prinzip von
Angebot und Nachfrage. Das Angebot für eine
be stimmte Menge an Strom wird bei konventionellen
Kraftwerken derzeit fast vollständig
durch den Brennstoffpreis und den Wirkungsgrad
des Kraftwerks festgelegt. Das heißt, Strom aus
Kraftwerken mit günstigen Brennstoffkosten
und besten Wirkungsgraden kann zu einem
niedrigeren Preis ange boten werden als solcher
z. B. aus alten, weniger effizienten Anlagen.
Somit verdrängen moderne, wettbewerbsfähigere
Anlagen die Altanlagen mit einem höheren CO2-
Ausstoß vom Markt.
Wer zu viel CO2 ausstößt, zahlt drauf
Bisher wurden den Stromerzeugern CO2-Zertifikate
kostenlos zugeteilt. Sie berechtigen die Unternehmen,
während der Produktion eine bestimmte
Menge Kohlendioxid auszustoßen. Ab 2013 werden
die meisten CO2-Zertifikate versteigert. Emissionen
schlagen sich dann direkt auf den Preis nieder.
Anbieter mit einer guten CO2-Bilanz sind daher
künftig klar im Vorteil.
An der Leipziger Strombörse EEX handeln
deutsche und internationale Energieversorger
mit Strom und anderen energienahen
Produkten (Foto: © Christian Hüller)
12 13

AUF DEM WEG ZUM
ENERGIEMIX VON MORGEN
In Zukunft will die Vattenfall-Gruppe Strom und Wärme vollständig CO 2-neutral produzieren.
Wie passt diese Aussage mit dem Bau eines neuen Steinkohlekraftwerks zusammen?
Vattenfall gehört in Europa zu den größten
Erzeugern von Strom aus Windkraft
Um eine hohe Versorgungssicherheit und Energie
zu bezahlbaren Preisen gewährleisten zu können,
wird die Energiewirtschaft in den nächsten Jahrzehnten
noch nicht auf konventionelle Brenn stoffe
wie Kohle verzichten können.
Warum ist das so? Schließlich wächst der Anteil der
erneuerbaren Energien am Strommix der europäischen
Versorger kontinuierlich. Auch Vattenfall arbeitet
mit Hoch druck an der Entwick lung natürlicher
Energie quellen, zum Beispiel durch den Bau von
Windparks auf See. Aufgrund des konstanteren und
stärkeren Windes ist die Stromge winnung dort
besonders effizient. Das Unter nehmen gehört
heute in Europa zu den größten Erzeugern von
Strom aus Windkraft.
Auch die Energie erzeugung aus der nachwachsenden
Energie quelle Biomasse wird deutlich ausgebaut.
Schon heute setzt Vattenfall eine Million
Tonnen Holz und Abfälle mit hohem biogenen
Anteil ein und ist damit Deutschlands größter
Biomasse anlagen-Betreiber.
Erneuerbare Energien lösen nur einen Teil
des Problems
Bei der Windkraft gibt es naturbedingt starke Schwankungen.
Jede Flaute würde gleichzeitig die Stromversorgung
gefährden. Auch Biobrennstoffe stehen
nicht unbegrenzt zur Verfügung. Entschei dend ist
es daher, einen tragfähigen Strommix zusammenzustellen,
der regenerative Kapazitäten sinnvoll
mit konventio nellen verbindet.
Kohle hat Zukunft – der Ausstoß von
Kohlendioxid nicht
Kohle steht weltweit in großen Mengen zur Verfügung.
Für Vattenfall hat Kohle nur dann eine Zukunft als
Bestand teil der Energie versorgung, wenn ihre
Verstromung klimaschonend und möglichst CO2-arm
erfolgen kann. Deshalb treibt das Unternehmen die
Entwicklung sogenannter CCS-Verfahren voran.
Unter CCS (Carbon Capture and Storage) fasst man
Methoden zusammen, durch die das CO2 aus dem
Kraftwerksprozess abgeschieden und tief in der Erde
gespeichert wird. Sobald die technischen, rechtlichen
und wirtschaft lichen Voraussetzungen erfüllt sind,
erhält auch das Kraft werk Moorburg eine eigene
Anlage zur Abschei dung von CO2.
In Vattenfalls Pilotanlage
für ein Kohlekraftwerk
mit CO2-Abscheidung in
Schwarze Pumpe (Bran-
denburg) wird das Koh-
lendioxid abgeschieden
und für den Transport in
CO2-Tanks gespeichert
Tagebau Elektrizität
CO2
Wie wird CO2 unterirdisch gespeichert?
Hinter Carbon Capture and Storage (CCS) steht eine
einfache Idee: Das Kohlendioxid wird nicht in die Atmosphäre
abgegeben, sondern an seinen natürlichen
Ursprungsort unter der Erde zurückgebracht. Als
Speicher kommen Gesteinsstrukturen in Frage, die an
gasdichte Barrieren grenzen. Solche tiefen Gesteinsschichten
sind zum Beispiel jahrmillionenalte Erdgas-
und Erdölfelder. Ähnliches gilt für sogenannte saline
Aquifere. Das sind poröse Gesteinsschichten, die Salzwasser
enthalten. Hier geht das CO2 mit den umgebenden
Stoffen dauerhafte Bindungen ein. Weder für
den Menschen noch für das Grundwasser besteht eine
Gefahr, denn die Speicherstätten liegen weit unterhalb
der grundwasserführenden Formationen. Das Volumen
der weltweit erschließbaren Speicher ist, laut
Schätzungen von Wissenschaftlern, mehr als 70 Mal
so groß wie die Menge, die der Mensch jährlich an
Kohlendioxid freisetzt.
In Schwarze Pumpe in der Lausitz hat Vattenfall im September
2008 eine Pilotanlage für ein Kohlekraftwerk
mit CO2-Abscheidung in Betrieb genommen. 2015 will
Vattenfall am Standort Jänschwalde (Brandenburg)
ein Demonstrationskraftwerk für die CCS-Technologie
in Betrieb nehmen. In dieser 300-MW-Anlage soll die
Technologie weiterentwickelt und erstmals im Kraftwerksmaßstab
angewendet werden.
Modell zur CO2-Speicherung
in tiefen Gesteinsschichten
Der Energiemix der Vattenfall-Gruppe
heute und in Zukunft
Vattenfall setzt auf einen Energiemix aus fossilen
Brennstoffen, Kernenergie und erneuerbaren
Energien. Bis zum Jahr 2030 sollen so knapp
40 Prozent der erzeugten Energie aus regenerativen
Quellen stammen.
Energiequellen 2008
Fossile Brennstoffe
47 %
Energiequellen 2030
Sonstige
(Meeresenergie, Bioenergie)
14 %
14 15
Fossile
Brennstoffe
mit CCS
16 %
Fossile
Brennstoffe
24 %
Windkraft
1 %
Wasserkraft
24 %
Kernkraft
28 %
Windkraft
12 %
Wasserkraft
12 %
Kernkraft
22 %

TECHNOLOGIE NACH
NEUESTEN ANFORDERUNGEN
Die Anlage in Hamburg-Moorburg wird zu den modernsten und effizientesten ihrer Art gehören.
Ansicht des Kraftwerks Moorburg im Sommer 2010
Leistung im Doppelpack
Beim neuen Kraftwerk Moorburg handelt es sich um
eine Doppelblockanlage. Sie ist so konzipiert, dass sie
im typischen Betriebspunkt eine elektrische Bruttoleistung
von 2 x 820 MW und eine Fern wärme leistung
Beeindruckender Wirkungsgrad
Das neue Kraftwerk wird über einen für die
deutsche Kraftwerkslandschaft einzigartig
hohen elektrischen Nettowirkungsgrad von
46,5 Prozent verfügen. Durch die konsequente
Anwendung der Kraft-Wärme-Kopplung – also
der gleichzeitigen Erzeugung von Strom und
Wärme – ergibt sich eine Brennstoffausnutzung
bis zu 61 Prozent.
von 2 x 120 MW erzeugt. Im Maximum können brutto
jeweils 2 x 840 MW elektrische Leistung erzeugt oder
insgesamt bis zu 650 MW Fernwärme abgegeben
werden. Das Kraftwerk soll jährlich 7.500 Stunden im
Grundlastbetrieb laufen. Die Kraftwerksblöcke sind für
einen Regelbereich von 35 bis 100 Prozent ausgelegt.
Zur Absicherung der Netzregelaufgaben sind kurzzeitig
103 Prozent Last fahrbar.
Alle erforderlichen Ver- und Ent sorgungsanlagen
sowie Hilfs- und Neben an lagen werden gemeinsam für
beide Kraftwerksblöcke neu errichtet. Lediglich für die
Kühlwasser ent nahme und -einleitung greift Vattenfall
auf bereits vorhandene Bauwerke zurück. Sie werden
allerdings an die heutigen technischen Anforder ungen
und Erfor der nisse des Umweltschutzes angepasst.
Schiffsverladung
Lkw-Entladung
Schiffsentladung
Lkw-Ver- und
-Entsorgung
(Betriebsmittel
Asche/Gips/Schlamm)
REA-Absorber mit Schornstein Elektrofilter Dampferzeuger mit Steinkohlenstaubbrennern Dampfturbosätze Blocktrafos 380-kV-Trasse
Gipslager
Aschesilo
Absorptionsmittelsilo
(Kreide- o. Kalksteinmehl)
Geschlossenes
Steinkohlelager
Economizer
Zwischenüberhitzer
DeNox-
Katalysator
Sekundär-
luftgebläse
(Ausbrandluft)
Brennkammer
Verdampfer
Steinkohlestaub
Steinkohlemühlen
Frischluft
Speisewasserpumpe
Frischluftgebläse
(Verbrennungsluft)
HD-Speisewasservorwärmer
Heizkondensatpumpen
Speisewasserbehälter
Ein natürliches Prinzip
Das Kraftwerk Moorburg arbeitet nach einem natürlichen
physikalischen Prinzip: Es setzt die im Brennstoff
gebundene Energie durch Verbrennung frei.
Anders als in der Natur jedoch wird die freigesetzte
Energie nicht an die Umgebung abgegeben, sondern
mit größtmöglicher Effizienz in Strom und Wärme
umgewandelt. Die am werkseigenen Pier angelandete
Steinkohle gelangt zunächst in zwei große, abgedeckte
Kohlekreislager. Die Speicher fassen jeweils
160.000 Tonnen Brennstoff, genug Vorrat für circa
einen Monat Volllastbetrieb. Vor ihrem Einsatz muss
die Kohle die Walzen einer Kohlemühle passieren.
Zu Staub zermahlen, wird sie anschließend mit Frischluft
in die Brennkammer des Dampferzeugers geblasen.
Neben der Brennkammer enthält der Dampferzeuger
ein weitverzweigtes Rohrsystem. In dem Rohrsystem
zirkuliert Wasser, das durch die Verbrennungshitze
verdampft. Der erzeugte Dampf wird auf 600 °C
überhitzt, um ihn effektiv zur Stromerzeugung einsetzen
zu können.
Heizvorwärmer
ND-Kondensatvorwärmer
Fernwärmenetz
Hamburg
136 °C
450 MJ/s
Generatoren
Turbinenkondensatoren
Hybridkühlturm
(blockgetrennt)
Hybridkühlturmpumpen
Wasser-
aufbereitungs-
anlagen
Einleitbauwerk
Ablaufkühler
Prinzipschaltbild des Kraftwerks Moorburg
16 17
Rohwasserpumpen
Hauptkühlwasserpumpen
Der Dampf strömt in eine Turbine, die aus drei Teilen
besteht: einem Hochdruck-, einem Mitteldruck- und
einem Niederdruckteil. In der Turbine erfolgt die
Umwandlung des Dampfs in mechanische und im
Generator in elektrische Energie. Die Fernwärmeauskopplung
wird über drei Heizvorwärmer pro Kraftwerksblock
realisiert. Bei hohem Wärmebedarf kann
eine große Heizwassermenge über diese Heizwasser-
Wärmetauscher geleitet und für deren Erwärmung
viel Dampf aus der Turbine entnommen werden.
Dadurch bleibt weniger Dampf für die Stromerzeugung.
Folge: Die elektrische Leistung sinkt. Ist der
Fernwärmebedarf geringer, wird entsprechend
weniger Heizwasser über die Heizvorwärmer
geführt. So strömt mehr Dampf auf den Niederdruckteil
der Turbine und steht für die Stromerzeugung
zur Verfügung. Das Ergebnis: Die durch den
Generator erzeugte Strommenge steigt.

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S ü d e r e l b e
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DER KRAFTWERKSPROZESS
IM DETAIL
1 Die Steinkohle wird auf dem Seeweg über die
werkseigene Kaianlage angeliefert.
2 3 Mit den Schiffsentladern wird die Kohle
über die Bandanlagen in die beiden abgedeckten
Kohlekreislager befördert.
4 Geschlossene Rohrgurtförderer transportieren
die Kohle entsprechend dem Bedarf (aus den
Kreislagern) in die Kesselhäuser, auch Dampferzeuger
genannt.
5 Im Dampferzeuger wird durch Verbrennung die
chemische Energie der Steinkohle in Wärmeenergie
umgewandelt und über die Heizflächen des Dampferzeugers
an das Prozesswasser des Wasser-Dampf-
Kreislaufes übertragen.
6 In dem Maschinenhaus strömt der erzeugte
Frischdampf mit einem Druck von 276 Bar und
einer Temperatur von 600 °C in den Hochdruckteil
der Dampfturbine.
7 Der Dampf wird nach einer Teilentspannung im
Hochdruckteil der Turbine auf 54 Bar im Dampferzeuger
auf 610 °C zwischenüberhitzt und durchströmt
dann den Mitteldruckteil der Turbine.
Anschließend wird der Dampf den Niederdruckteilen
der Turbine zugeführt. In jedem Teil der Turbine –
Hochdruck-, Mitteldruck- und Niederdruckteil –
wird die im Dampf enthaltene nutzbare Energie in
mechanische Arbeit umgewandelt.
8 Der Dampf aus den Niederdruckteilen wird in den
darunterliegenden Kondensatoren durch Kühlung
mit Elbwasser bzw. mit Kreislaufkühlwasser
kondensiert.
9 Die in der Turbine gewonnene mechanische
Energie wird in dem Generator – der zum
Turbosatz gehört – in elektrische Energie umgewandelt
und über den Maschinentransformator in
das 380-kV-Stromnetz abgegeben.
10 Für die Erzeugung von Fernwärme wird aus
den Nieder- und Mitteldruckteilen der Dampfturbine
in mehreren Stufen Dampf ausgekoppelt. Der Dampf
kondensiert in den Heizvorwärmern. Folge: Die Wärme
wird an das Heizwasser für die Fernwärmeversorgung
der Stadt abgegeben.
11 Die Minderung der Schadstoffemissionen / Rauchgasreinigung
beginnt bereits bei der Verbrennung im
Kessel. Die gezielte und geregelte Zugabe von Luft
sorgt in den verschiedenen Zonen der Verbrennung
dafür, dass möglichst wenig Stickoxide (NOX) und
wenig Kohlenmonoxid (CO) entstehen.
12 Die weiteren Stufen der Rauchgasreinigung:
Elektrofilter und Rauchgasentschwefelungsanlage.
Zunächst scheiden die Elektrofilter die in den
Rauchgasen enthaltene Flugasche ab.
13 Die Asche wird im Aschesilo zwischengelagert
und später als Baustoff bei der Herstellung von Beton
oder im Straßen- und Landschaftsbau verwendet.
14 In der Rauchgasentschwefelungsanlage wird
das im Rauchgas enthaltene Schwefeldioxid (SO2) im
nassen Reinigungsverfahren abgeschieden.
15 Im Absorber (Rauchgaswäscher) entsteht durch
chemische Reaktionen Gips in einer marktfähigen
Qualität. Der Gips wird im Gipskreislager zwischengelagert
und später ebenfalls in der Baustoffindustrie
eingesetzt.
16 Der Gips sowie die Asche werden auf dem
Wasser weg über den Nebenkai abtransportiert.
17 Am Ende des Reinigungsweges enthält das Rauchgas
vor allem die Bestandteile Kohlendioxid, Wasserdampf
und Sauerstoff sowie geringe Anteile an CO,
NOX, SO2 und Staub. Das gereinigte Rauchgas wird
über den Schornstein abgeleitet (Höhe 130 m über
Geländeniveau).
Technische Eckdaten der Gesamtanlage
Feuerungswärmeleistung maximal 3.700 MW
Feuerungswärmeleistung im Auslegungsfall
(2 x 120 MW Fernwärmeauskopplung)
Elektrische Bruttoleistung im Auslegungsfall
Betriebsart Durchlaufkühlung
Betriebsart Kreislaufkühlung
3.354 MW
1.654 MW
1.636 MW
Fernwärmeleistung maximal 650 MW
Frischdampfdruck 276 bar
Frischdampftemperatur 600 °C
Regelfähigkeit im Lastbereich 35 – 103 %
Steinkohlebedarf 480 t/h, ca. 4,21 Mio. t/a
Nettowirkungsgrad
Betriebsart Durchlaufkühlung
Betriebsart Kreislaufkühlung
46,5 %
45,4 %
Ascheanfall 63 t/h, 0,56 Mio. t/a
Gipserzeugung 20 t/h, ca. 0,173 Mio. t/a
Abfall
Verwerfaschen und Verwerfgips
Schlämme aus der Wasseraufbereitung
Sonstiges
Kühlwasserbedarf
Betriebsart Durchlaufkühlung
Betriebsart Kreislaufkühlung
Brauchwasserbedarf (aus der Elbe)
Betriebsart Durchlaufkühlung
Betriebsart Kreislaufkühlung
Kühlwassereinleitung in die Alte Süderelbe
Betriebsart Durchlaufkühlung
Betriebsart Kreislaufkühlung
max. 27.000 t/a
max. 37.500 t/a
max. 75 t/a
max. 231.840 m 3 /h
max. 3.200 m 3 /h
max. 400 m 3 /h
max. 400 m 3 /h
max. 231.840 m 3 /h
max. 1.584 m 3 /h
Abwassereinleitung in die Alte Süderelbe (direkt) max. 240 m 3 /h
Abwassereinleitung in das öffentliche Siel 2 (indirekt) max. 41.800 m 3 /a
2 Siel: verschließbarer Gewässerdurchlass/Abwasserkanal
18 Der Hybridkühlturm sichert den Betrieb des
Kraftwerks in Zeiten, in denen die Nutzung des
Kühlwassers aus der Elbe nur eingeschränkt möglich
ist – zum Beispiel bei hoher Gewässertemperatur,
niedrigem Oberwasserabfluss oder geringem Sauerstoffgehalt
der Elbe.
20 21

DAS KÜHLSYSTEM
Optimal für einen sinnvollen Betrieb
und den Schutz der Elbe
Im Normalfall wird das Kraftwerk mit Durchlaufkühlung
durch Elbwasser betrieben. Bei hohen
Temperaturen, niedrigem Sauerstoffgehalt oder
niedrigem Oberwasserabfluss in der Elbe kann
alternativ die Kreislaufkühlung über den Hybridkühlturm
genutzt werden. Auch eine Mischform
(ein Block in Durchlaufkühlung, der andere in
Kreislaufkühlung) ist möglich. Für den Betrieb des
Hybridkühlturms mit beiden Blöcken ist weniger
als ein Kubikmeter Wasser pro Sekunde aus der
Elbe erforderlich.
Aus städtebaulichen Gründen muss der Kühlturm
in Hamburg zwei Anforderungen erfüllen: geringe
Höhe und so gut wie keine Schwadenbildung.
Mit seinen 60,5 Metern ist er deutlich kleiner als
bekannte Nasskühltürme. Wasserdampfschwaden
werden weitgehend vermieden.
Funktionsprinzip Hybridkühlturm
Luftmischer
Rippenrohrbündel
Tropfenfang
Kühleinbau
Kühlturmbecken
Kaltwasserabfluss
Das Funktionsprinzip des Hybridkühlturms
Ein Hybridkühlturm ist eine Kombination aus
Nasskühlturm und Trockenkühlturm. Im Nass kühlturm
wird Wasser verrieselt und hat dabei direkten
Kontakt zur Luft. Der Kühlungseffekt entsteht
hauptsächlich durch die Verdunstung einer geringen
Menge des Kühlwassers (unter 1,5 Prozent), da
für das Verdunsten viel Wärme benötigt und dabei
dem Kühlwasser entzogen wird. Im Trockenkühlturm
wird Kühlwasser auf viele einzelne Rohre
(Wärmetauscher) verteilt, die von Luft umströmt
werden. Der Wärmeübergang erfolgt allein durch
Konvektion an den Rohroberflächen.
Der Kühleffekt des Trockenteils ist deutlich geringer
als beim Nassteil, jedoch mit dem Vorteil, dass hier
kein Wasserdampfschwaden entsteht. Für den Hybridkühlturm
werden beide Prinzipien verbunden: Im
unteren, nassen Teil erfolgt die effektivere Kühlung.
Die Trockenkühlung im oberen Teil wird genutzt, um die
aus dem Nassteil aufsteigende feuchte Luft so weit aufzuwärmen,
dass die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit
als unsichtbarer Dampf und nicht in Form eines Schwadens
aus feinen Kondensattröpfchen emporsteigt.
Ventilatoren
Lufteintritt
Trockenteil
Spritzaggregate
Lufteintritt Nassteil
Zuführung
Trockenteil mit
Druckerhöhungspumpen
Warmwasserzufluss
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22 23
Gudrun Bode
Leiterin des
Informationszentrums
Tel 040-63 96-42 18
Moorburger Schanze 2
21079 Hamburg
moorburg@vattenfall.de

Vattenfall Europe AG
External Relations & Communications
Projektkommunikation Kraftwerk Moorburg
Überseering 12
22297 Hamburg
Tel +49 40-63 96-35 72
Fax +49 40-63 96-27 70
www.vattenfall.de/moorburg
Juni 2011