Der riesige Speicher wurde in nur 34 Tagen mit 56 Millionen Litern Anlagenwasser befüllt. Das entspricht einem Volumenstrom von über 60 Tausend Litern pro Stunde oder über 19 Litern pro Sekunde.
Um die mobile Aufbereitung des Wassers nach VDI 2035 und AGFW 510 kümmerte sich das Wiesbadener Familienunternehmen Orben vor Ort.
Deutschlands größter Wärmespeicher
Im Berliner Westen werden Strom und Wärme gleichzeitig erzeugt. Zwei baugleiche Kraftwerksblöcke gingen bereits Ende der 90er Jahre in Betrieb; 2019 schloss man die europaweit größte Power-to-Heat-Anlage mit einer Leistung von etwa 60.000 Haushaltswasserkesseln an das Fernwärmenetz an.
Bald soll auch überschüssige Wind- und Sonnenenergie in Wärme umgewandelt werden. Dafür entstand in Berlin ein neuer thermischer Speicher mit beeindruckenden 45 Metern Höhe, 43 Metern Durchmesser und 56 Millionen Liter Fassungsvermögen – ein Volumen von etwa 350.000 Badewannen mit einer Temperatur in Schichten von ca. 50 °C bis 98 °C.
Heizwasseraufbereitung vor Ort
Der Betreiber entschied sich für eine mobile Heizwasseraufbereitung. Dabei setzte er auf den Wiesbadener Wasserspezialisten Orben, der bereits den Fernwärmespeicher der Stadtwerke Düsseldorf mit 35.000 m³ Wasser befüllte und langjährige Erfahrung mit Projekten dieser Größenordnung hat.
Mobile Aufbereitung – schnell einsatzfähig
Orben ist ein Familienunternehmen mit Sitz in Wiesbaden, spezialisiert auf Produkte, Dienstleistungen und Services für die Heizwasser- und Kreislaufwasseraufbereitung. Am Hauptsitz befindet sich Europas größte Regenerierstation für Ionenaustauscher. Die mobilen Trailer mit kompletten Wasseraufbereitungsanlagen sind innerhalb kürzester Zeit einsatzfähig: So vergingen zwischen dem ersten Anruf bei Orben und dem Aufbau auf dem Kraftwerksgelände in Berlin nur drei Tage.
Wasseraufbereitungsanlage im Trailer
24 Stunden nach Kontaktaufnahme stand bereits die erste Konfiguration der Wasseraufbereitungsanlage. Herzstück der Heizwasseraufbereitung war eine mobile Umkehrosmoseanlage, installiert im Orben Trailer TR-60. Diese mobile Wasseraufbereitungsanlage ist ein hocheffizientes System zur Erzeugung von vollentsalztem Wasser (VE-Wasser) mit geringer Leitfähigkeit und geringen Silikatwerten, entsprechend mindestens den Anforderungen nach VDI 2035 und AFGW 510. Der Trailer bietet eine Einheit mit Vorbehandlung, Umkehrosmose, Membranentgasung und bei Bedarf Nachreinigung durch Mischbettionentauscher. Die Anlage kann darüber hinaus projektbezogen individuell erweitert und konfiguriert werden.
Bild: picture alliance / ASSOCIATED PRESS
56 Millionen Liter Heizwasser – oder 350.000 Badewannen – fasst der Wärmespeicher
Der Aufbau vor Ort
Trotz professioneller Routine gibt es bei Anlagen dieser Größe oft vor Ort individuelle Herausforderungen. „Jede Anlage ist anders“ wird dabei gerne zitiert. So auch hier: Das vom Stadthydranten entnommene Löschwasser hatte keine Leitungswasserqualität, was verstopfte Filter und Membranen zur Folge haben kann. Auch reichte der vorhandene Fließdruck der Feuerlöschleitung nicht aus, um die Umkehrosmose direkt zu betreiben. Daher wurde das Wasser zuerst mit einer Druckerhöhungspumpe in einen Rohwasservorlauftank gepumpt, der 70 m³ fasst. Aus diesem Tank leitete Orben das Wasser in den Trailer in die dort installierte mobile Umkehrosmoseanlage. Das gereinigte und vollentsalzte Wasser wurde anschließend durch Membranentgasung noch von Kohlensäure befreit; so vollständig vollentsalzt und entgast reduziert das Wasser den Verschleiß des rund 2.000 km langen Berliner Stadtwärmenetzes zuverlässig.
Mit einer zweiten Druckerhöhungspumpe ging das Wasser über einen nachgeschalteten VE-Wassertank dann in den Wärmespeicher. Denn mit 45 Metern Höhe erzeugt der Speicher einen enormen Gegendruck, der nur mit einer zusätzlichen Druckerhöhungsanlage überwunden werden kann.
Befüllung im laufenden Kraftwerksbetrieb
Oberstes Gebot war, dass der laufende Betrieb des Kraftwerks nicht gestört werden durfte. Zwei Monate waren für die Aufbereitung und Befüllung eingeplant, aber 34 Tage von September bis Oktober 2022 genügten. Der Orben TR-60 Trailer lieferte störungsfrei rund um die Uhr die benötigte Heizwassermenge. Das Zusammenspiel zwischen ausreichend vorrätigem VE-Wasser, Dosieranlagen und gleichbleibender Pumpleistung trotz enormen Gegendrucks war eine Herausforderung, die ständig gemessen, gesteuert und geregelt wurde. Drei Orben Mitarbeiter sicherten rund um die Uhr zu jeder Zeit die reibungslose Erstbefüllung vor Ort. Das eingespielte Team verfügt über Sicherheitsschulungen für Kraftwerksgelände, professionelle Ausrüstung und umfangreiche Erfahrung. Der Kraftwerksbetrieb konnte wie gefordert durchgehend weiterlaufen, Kraftwerkspersonal wurde wie gewünscht nicht gebunden.
Speicherkapazität
Um die Speicherkapazität zu ermessen, muss man zuerst die Nutzungsbedingungen festlegen.
Folgendes Szenario für eine Beispielrechnung liegt zugrunde:
Die Speichertemperatur liegt genau zwischen den angegebenen 50 bis 98 °C. Das ergibt eine mittlere Temperatur von 74 °C (denn (50 + 98) / 2 = 74). Um einen Nutzen bei den Abnehmern zu erreichen fließt dieses Heizwasser mit mindestens 40 °C zurück.
Damit beträgt die rechnerische Spreizung 34 K (denn 74 – 40 = 34).
56.000.000 Liter Wasser entspricht ungefähr einer Masse von 56.000.000 kg.
Das entspricht ungefähr dem Energiegehalt der bei der Verbrennung von 221.435 Liter Heizöl oder 221.435 Kubikmeter Erdgas freigesetzt wird.
Mobiler Vollentsalzungs-Reinstwasserservice
Die mobilen Anlagen der ORBEN TR-Flotte sind hocheffiziente Systeme zur Erzeugung von vollentsalztem Wasser mit geringster Leitfähigkeit und niedrigen Silikatwerten. Alle Anlagenkomponenten sind auf LKW-Trailern montiert.
Auf den Modellen TR-60 sind standardmäßig Anlagen zur Vorbehandlung, Umkehrosmose, Membranentgasung und Nachreinigung durch Mischbettionenaustauscher installiert. Projektbezogen können weitere Komponenten installiert werden.
Anwendungen:
Heiz-, Kühl-, Kreislauf- und Speisewasser für Kessel und Fernwärmenetze nach den VGB Richtlinien VdTüv, VDI 2035, AFGW 510
Inbetriebnahme von Kraftwerken (Druckprobe, Spülwasser für Beizvorgänge)
Befüllung von Heiz- und Kühlkreisläufen
Notversorgung, Besicherung
Kenndaten:
Leistung 60 m³/h vollentsalztes Wasser
Betriebsparameter:
Speisewasseranschluss DN 100 80 m³/h
Reinstwasseranschluss DN 100 60 m³/h
Abwasseranschluss RO DN 80 2 x 10 m³/h
Heizkraftwerk Wärmespeicher
Für das Berliner Fernwärmenetz wird überschüssige Wind- oder Sonnenenergie vor Ort in Wärme umgewandelt und gespeichert.
Baubeginn: Januar 2022
Inbetriebnahme: voraussichtlich Frühjahr 2023
Größe: 45 Meter Höhe
43 Meter Durchmesser
Speichervolumen: 56.000.000 Liter Heizwasser
(350.000 Badewannen)
Medium: Anlagenwasser mindestens gemäß
VDI 2035 und AFGW 510
Schichtenspeicher: 50 bis 98°C
Max. thermische Leistung 200 Megawatt
