vgbe energy journal 5 (2022) - International Journal for Generation and Storage of Electricity and Heat
vgbe energy journal - International Journal for Generation and Storage of Electricity and Heat. Issue 5 (2022). Technical Journal of the vgbe energy e.V. - Energy is us! NOTICE: Please feel free to read this free copy of the vgbe energy journal. This is our temporary contribution to support experience exchange in the energy industry during Corona times. The printed edition, subscription as well as further services are available on our website, www.vgbe.energy +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ Christopher Weßelmann: Editorial Nuclear power in numbers 2021/2022 Kernenergie in Zahlen 2021/2022 Peter Schluppkothen and Mats-Milan L. Müller: How the digital project twin changes plant engineering in power industry Der Digital Project Twin revolutioniert den Anlagenbau in der Energiewirtschaft Stefan Loubichi: Cyberwar in the energy industry: The current status Cyberwar in der Energiewirtschaft: der aktuelle Stand Antonio Ballesteros Avila and Miguel Peinador Veira: Operating experience from ageing events occurred at nuclear power plants Betriebserfahrungen mit Ereignissen in Bezug auf die Betriebszeit von Kernkraftwerken Minhee Kim, Junkyu Song and Kyungho Nam: Assessment of loss of shutdown cooling system accident during mid-loop operation in LSTF experiment using SPACE Code Bewertung des Ausfalls des Nachkühlsystems während des Mitte-Loop-Betriebs im LSTF-Experiment unter Verwendung des SPACE-Codes Jürgen Knorr and Albert Kerber: TRIPLE C waste container for increased long-term safety of HHGW disposal in salt, clay and crystalline TRIPLE C Abfallbehälter zur Erhöhung der Langzeitsicherheit der Einlagerung radioaktiver Abfälle in Salz, Ton und Kristallin Editorial: Nuclear power plants worldwide: Compact statistic 2021 Kernkraftwerke weltweit: Schnellstatistik 2021 vgbe energy: Operating experience with nuclear power plants 2021 Betriebserfahrungen mit Kernkraftwerken 2021 Paul Baruya: Power and coal prospects in developing Africa Trends der Stromerzeugung und des Kohleeinsatzes in den Entwicklungsländern Afrikas
vgbe energy journal - International Journal for Generation and Storage of Electricity and Heat.
Issue 5 (2022).
Technical Journal of the vgbe energy e.V. - Energy is us!
NOTICE: Please feel free to read this free copy of the vgbe energy journal. This is our temporary contribution to support experience exchange in the energy industry during Corona times. The printed edition, subscription as well as further services are available on our website, www.vgbe.energy
+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Christopher Weßelmann: Editorial
Nuclear power in numbers 2021/2022
Kernenergie in Zahlen 2021/2022
Peter Schluppkothen and Mats-Milan L. Müller:
How the digital project twin changes plant engineering in power industry
Der Digital Project Twin revolutioniert den Anlagenbau in der Energiewirtschaft
Stefan Loubichi:
Cyberwar in the energy industry: The current status
Cyberwar in der Energiewirtschaft: der aktuelle Stand
Antonio Ballesteros Avila and Miguel Peinador Veira:
Operating experience from ageing events occurred at nuclear power plants
Betriebserfahrungen mit Ereignissen in Bezug auf die Betriebszeit von Kernkraftwerken
Minhee Kim, Junkyu Song and Kyungho Nam:
Assessment of loss of shutdown cooling system accident during mid-loop operation in LSTF experiment using SPACE Code
Bewertung des Ausfalls des Nachkühlsystems während des Mitte-Loop-Betriebs im LSTF-Experiment unter Verwendung des SPACE-Codes
Jürgen Knorr and Albert Kerber:
TRIPLE C waste container for increased long-term safety of HHGW disposal in salt, clay and crystalline
TRIPLE C Abfallbehälter zur Erhöhung der Langzeitsicherheit der Einlagerung radioaktiver Abfälle in Salz, Ton und Kristallin
Editorial:
Nuclear power plants worldwide: Compact statistic 2021
Kernkraftwerke weltweit: Schnellstatistik 2021
vgbe energy:
Operating experience with nuclear power plants 2021
Betriebserfahrungen mit Kernkraftwerken 2021
Paul Baruya:
Power and coal prospects in developing Africa
Trends der Stromerzeugung und des Kohleeinsatzes in den Entwicklungsländern Afrikas
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News fromScience & Research<br />
dert aufein<strong>and</strong>ergestapelten und verschalteten<br />
Einzelzellen, in denen die chemische<br />
Energiew<strong>and</strong>lung abläuft. Aufgrund seiner<br />
vielen Wiederholelemente bietet es sich an,<br />
die Produktion des Stack in eine industrielle<br />
Produktion mit großen Stückzahlen zu<br />
überführen und dadurch die Kosten substanziell<br />
zu senken.<br />
Die Referenzfabrik umfasst Maschinen<br />
und Anlagen zur Fertigung der wesentlichen<br />
Stack-Komponenten Bipolarplatte (BPP)<br />
und Membran-Elektroden-Einheit (MEA).<br />
„Das neuartige Konzept ermöglicht, dass die<br />
er<strong>for</strong>derlichen Technologieentwicklungen<br />
dezentral jeweils vor Ort erfolgen, so dass<br />
eine Um<strong>for</strong>mpresse für BPP in Chemnitz<br />
und eine Fertigungsanlage für MEA in Aachen<br />
zur Verfügung stehen können. Deren<br />
digitale Zwillinge werden zentral in einer<br />
gemeinsamen Architektur gesammelt und<br />
dort für Verfahrensvergleiche sowie -bewertungen<br />
bzw. Prozesskettenbetrachtungen<br />
genutzt“, erläutert Beyer. Ziel ist es, einen<br />
Baukasten von Technologien zu entwickeln,<br />
dessen Einzelkomponenten technologisch<br />
und wirtschaftlich bewertet werden können.<br />
Somit soll das Investitionsrisiko reduziert<br />
und Unternehmen bei der Entwicklung<br />
ihres Geschäftsfeldes Wasserst<strong>of</strong>f unterstützt<br />
werden.<br />
LL<br />
www.fraunh<strong>of</strong>er.de (221590957)<br />
Wasserst<strong>of</strong>f: BAM baut europaweit<br />
neuartige Testplatt<strong>for</strong>m für<br />
den sicheren Betrieb von Pipelines<br />
auf<br />
(bam) Die Bundesanstalt für Material<strong>for</strong>schung<br />
und -prüfung (BAM) errichtet für<br />
3,8 Millionen Euro eine Testplatt<strong>for</strong>m für<br />
den sicheren Betrieb von Wasserst<strong>of</strong>f- und<br />
Wasserst<strong>of</strong>f-Erdgas-Pipelines. Die Anlage<br />
soll Industrie und Gasnetzbetreibern die<br />
Möglichkeit bieten, technische Fragestellungen<br />
schnell und praxisnah zu lösen, und<br />
insgesamt den Markthochlauf von Wasserst<strong>of</strong>f<br />
in Deutschl<strong>and</strong> deutlich beschleunigen.<br />
Erste Teile der aus verschiedenen Modulen<br />
bestehenden Testplatt<strong>for</strong>m, die ein in<br />
Europa bisher einzigartiges Spektrum an<br />
Prüfmöglichkeiten umfasst, sollen Anfang<br />
2023 in Betrieb gehen.<br />
Um die Klimaziele zu erreichen und die<br />
Abhängigkeit von fossilen Energieträgern zu<br />
reduzieren, kommt grünem Wasserst<strong>of</strong>f<br />
eine entscheidende Rolle zu. Für die Speicherung<br />
und den Transport des Gases ist<br />
wiederum ein sicheres Pipelinenetz unabdingbar.<br />
Neben dem Aufbau einer neuen<br />
Gasnetz-Infrastruktur für reinen Wasserst<strong>of</strong>f<br />
wird aktuell auch die Umwidmung der<br />
vorh<strong>and</strong>enen Erdgasnetze diskutiert. In sie<br />
soll Wasserst<strong>of</strong>f zu einem bestimmten Prozentsatz<br />
eingeleitet werden soll.<br />
Vorher sind jedoch eine Reihe sicherheitstechnischer<br />
Fragestellungen zu klären, damit<br />
der sichere und dauerhafte Betrieb der<br />
vorh<strong>and</strong>enen Infrastruktur gewährleistet<br />
werden kann. Dazu zählen etwa die Eignung<br />
der Materialien in dem historisch gewachsenen<br />
und mehrere tausend Kilometer langen<br />
Pipelinenetz sowie hunderttausende<br />
Schnittstellen zu Haushalten und Betrieben.<br />
Wasserst<strong>of</strong>fmoleküle, die besonders klein<br />
sind, können in Werkst<strong>of</strong>fe diffundieren und<br />
zu Rissen und <strong>and</strong>eren Defekten führen.<br />
Die Klärung dieser Fragen sowie die Ableitung<br />
geeigneter Sicherheitsmaßnahmen<br />
sind nur durch Tests unter Realbedingungen<br />
möglich. Sie stehen im Fokus der ganzheitlichen<br />
Testplatt<strong>for</strong>m der BAM. Sie wird u.a.<br />
Module zur Prüfung der Absorption, Permeation<br />
oder Akkumulation von Wasserst<strong>of</strong>f in<br />
Werkst<strong>of</strong>fen und Bauteilen enthalten sowie<br />
eine Online-Präzisionsanalytik.<br />
„Mit dem Aufbau der Testplatt<strong>for</strong>m leisten<br />
wir einen wichtigen Beitrag für den zügigen<br />
Übergang zu einer Wasserst<strong>of</strong>fwirtschaft“,<br />
erklärt BAM-Präsident Pr<strong>of</strong>. Dr. Ulrich Panne.<br />
„Wir gewährleisten damit einerseits die<br />
Sicherheit der Systeme, die unverzichtbar<br />
für ihre Wirtschaftlichkeit und ihre Akzeptanz<br />
in der Bevölkerung ist. Gleichzeitig<br />
helfen wir der Industrie und Netzbetreibern<br />
bei der Lösung technischer Fragen.“<br />
Neben der Errichtung der Testplatt<strong>for</strong>m<br />
baut die BAM auf ihrem zwölf Quadratkilometer<br />
großen Testgelände Technische Sicherheit<br />
in Br<strong>and</strong>enburg weitere umfassende<br />
Prüfmöglichkeiten für moderne Wasserst<strong>of</strong>ftechnologien<br />
auf. Geplant sind u.a. ein<br />
Hochdruckprüfst<strong>and</strong> bis 1000 bar, ein Prüffeld<br />
für Flüssigwasserst<strong>of</strong>f sowie eine weitere<br />
Testplatt<strong>for</strong>m zur Untersuchung aller<br />
technischen Vorgänge rund um eine Wasserst<strong>of</strong>ftankstelle.<br />
Das Testareal ist Teil des<br />
Wasserst<strong>of</strong>f-Kompetenzzentrums H2Safety@BAM,<br />
in dem bereits heute rund 130<br />
Mitarbeiter*innen der BAM tätig sind.<br />
LL<br />
www.bam.de (221601033)<br />
Messexperten der PTB: Abstände<br />
von Windenergieanlagen zu<br />
Anlagen der Flugsicherung können<br />
kleiner sein<br />
• Windenergieanlagen stören deutlich weniger<br />
als früher angenommen – Bericht<br />
an die Bundesminister für Wirtschaft und<br />
für Verkehr übergeben<br />
(ptb) Drehfunkfeuer sind Navigationseinrichtungen,<br />
mit deren Hilfe Flugzeuge sicher<br />
navigieren. Sie können durch Windenergieanlagen<br />
gestört werden. Deshalb<br />
muss die Störwirkung jeder geplanten Windenergieanlage<br />
von der Flugsicherung geprüft<br />
werden, wenn sie in einem gewissen<br />
Abst<strong>and</strong> zu einem Drehfunkfeuer errichtet<br />
werden soll. Dieser Abst<strong>and</strong> betrug bisher<br />
15 km. Nach Abschluss zweier Forschungsprojekte<br />
empfehlen Wissenschaftler der<br />
Physikalisch-Technischen Bundesanstalt<br />
(PTB), diesen Abst<strong>and</strong> auf 6 km bis 7 km zu<br />
reduzieren. Damit würde sich die Wahrscheinlichkeit,<br />
dass neue Windenergieanlagen<br />
genehmigt werden, deutlich erhöhen.<br />
Die PTB übergab am 5. April einen Forschungsbericht<br />
mit Erkenntnissen und Empfehlungen<br />
aus den Projekten an den Bundesverkehrsminister<br />
Dr. Volker Wissing und an<br />
den Bundeswirtschaftsminister und Vizekanzler<br />
Dr. Robert Habeck.<br />
Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt<br />
(PTB) hat gemeinsam mit ihren Partnern<br />
in den Projekten WERAN und WERAN<br />
plus neue messtechnische Verfahren und<br />
Simulationsmethoden entwickelt, um zu<br />
untersuchen, inwieweit Windenergieanlagen<br />
(WEA) die Signale von Drehfunkfeuern<br />
(VOR) im Luftraum stören können. Rund 60<br />
solcher Navigationsanlagen betreibt die<br />
deutsche Flugsicherung am Boden. Man unterscheidet<br />
dabei die älteren konventionellen<br />
CVOR und die moderneren Doppler-Drehfunkfeuer<br />
(DVOR). Vergleichbar<br />
mit Leuchttürmen weisen sie Flugzeugen<br />
den Weg und sorgen so für Sicherheit im<br />
Luftraum. Windenergieanlagen können das<br />
von Navigationsanlagen ausgehende<br />
UKW-Funksignal streuen und somit einen<br />
Winkelfehler erzeugen. Dadurch kommt das<br />
Signal der Navigationsanlage leicht verfälscht<br />
im Flugzeug an.<br />
Im Zuge der beiden Projekte wurden systematisch<br />
die Entstehung und die Ausbreitung<br />
des Winkelfehlers untersucht, den WEA und<br />
<strong>and</strong>ere Hindernisse im Luftraum erzeugen.<br />
Weltweit erstmalig konnte der Beitrag einer<br />
WEA zu einem Winkelfehler mithilfe der im<br />
Projekt entwickelten drohnenbasierten<br />
Messtechnik der PTB nachgewiesen werden.<br />
Die parallel zur Messtechnik an der Leibniz<br />
Universität Hannover entwickelten Verfahren<br />
der numerischen Simulation und nachgeschalteten<br />
mathematischen Verfahren<br />
(Vollwellensimulation) zur Bestimmung des<br />
Winkelfehlers zeigen eine qualitativ und<br />
quantitativ gute Übereinstimmung mit den<br />
Messergebnissen. Diese aufwendigen Auswerteverfahren<br />
laufen auf Großrechnern<br />
und sind zeitintensiv. Um die Anwendung<br />
der Ergebnisse auch auf herkömmlichen Bürorechnern<br />
zu ermöglichen, wurden abgeleitete<br />
Prognoseverfahren auf der Basis physikalischer<br />
Modelle der Wellenausbreitung<br />
von elektromagnetischen Feldern entwickelt,<br />
die in wenigen Minuten ähnliche Ergebnisse<br />
liefern. Innerhalb der er<strong>for</strong>derlichen<br />
Genauigkeit für die Anwendung im<br />
Anlagenschutz der VOR konnten diese Ergebnisse<br />
durch Vergleich mit Vor-Ort-Messungen<br />
und mit der Vollwellensimulation<br />
validiert werden.<br />
24 | <strong>vgbe</strong> <strong>energy</strong> <strong>journal</strong> 5 · <strong>2022</strong>
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