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KraftwerKe Lingen
ein Standort voller energie
RWE Power AG
Essen, Köln
I www.rwe.com/rwepower
RWE Power
Der Standort
Lingen im Emsland ist ein Kraftwerksstandort mit Tradition.
2 Kraftwerke Lingen
Der Kraftwerksstandort Lingen ist ein Knotenpunkt
der deutschen Stromversorgung und ein wichtiger
Wirtschaftsfaktor der Region. Er sichert viele hundert
Arbeitsplätze in den Kraftwerken und bei den Dienst-
leistern und Zulieferern in Lingen, im Emsland und
darüber hinaus.
Der Standort hat Tradition. Schon 1968 ging hier ein
Demonstrationskernkraftwerk mit 250 Megawatt (MW)
Leistung in Betrieb, mit dem die großtechnische
Stromerzeugung aus Kernenergie erfolgreich erprobt
wurde. Dieses Kraftwerk wurde 1977 stillgelegt und
befindet sich im sogenannten sicheren Einschluss.
An die Stelle des Demonstrationskraftwerks trat
1988 das neue Kernkraftwerk Emsland, ein Druck-
wasserreaktor mit 1.400 MW Leistung.
Das erste Erdgaskraftwerk am Standort ging 1972
als Kombiblock A in Betrieb, um in der Nachbarschaft
angesiedelte Industriebetriebe mit Strom und Pro-
zessdampf zu versorgen. Dieser Block wurde 1985
außer Betrieb genommen.
Heute sind in gleicher Funktion noch die Erdgaskombi-
blöcke B und C aus den Jahren 1974/75 mit einer
Leistung von jeweils 420 MW am Netz. Sie werden
zur Zeit mit neuen Gasturbinen ausgestattet, die
die Blockleistung um rund 65 MW steigern.
Die jüngste Ergänzung des örtlichen Kraftwerksparks
ist das neue Gas- und Dampfturbinenkraftwerk, eine
887-MW-Anlage mit besonders hohem Wirkungsgrad.
Der Standort profitiert von einer optimalen Anbindung
an die Erdgasversorgung: Er ist an fünf Leitungen
angebunden und kann Gasmengen zudem kurzfristig
durch Optimierungsleitungen bevorraten.
Kraftwerke Lingen 3
RWE Power ist der größte Stromerzeuger in Deutschland und ein führendes
Unternehmen in der Energierohstoffgewinnung. Unser Kerngeschäft umfasst
die Produktion von Strom und Wärme – kostengünstig, umweltschonend und
sicher – sowie die Förderung fossiler Brennstoffe.
RWE Power – Mit ganzer Kraft
Dabei setzen wir auf einen breiten Primärenergiemix
aus Braun- und Steinkohle, Kernkraft, Gas und Wasser-
kraft, mit dem wir Strom im Grundlast-, Mittellast-
und Spitzenlastbereich produzieren.
RWE Power agiert in einem Markt, der durch einen
intensiven Wettbewerb geprägt ist. Unser Ziel lautet,
an der Spitze der führenden nationalen Stromerzeuger
zu bleiben und unsere internationale Position auszu-
bauen. So wollen wir die Zukunft der Energieversor-
gung maßgeblich mitgestalten.
Eine auf dieses Ziel fokussierte Strategie, unterstützt
durch ein effizientes Kostenmanagement, ist die Basis
für unseren Erfolg. Dabei verlieren wir einen wichtigen
Aspekt unserer Unternehmensphilosophie nie aus
den Augen: den Umweltschutz.
Der schonungsvolle Umgang mit der Natur und ihren
Ressourcen ist bei RWE Power mehr als nur ein Lippen-
bekenntnis.
Unsere gesunde wirtschaftliche Basis sowie die
kompetente und engagierte Arbeit der rund
15.300 Beschäftigten unter dem Dach von RWE
Power ermöglichen es uns, die Chancen im libera-
lisierten Energiemarkt konsequent zu nutzen.
Unser unternehmerisches Handeln ist dabei ein-
gebettet in eine Unternehmenskultur, die von
Teamgeist und interner wie externer Offenheit
gekennzeichnet ist.
Mit einem etwa dreißigprozentigen Anteil an der
Stromerzeugung sind wir die Nummer eins in
Deutschland und mit neun Prozent die Nummer drei
in Europa. Das wollen wir auch zukünftig bleiben.
Und dafür arbeiten wir – mit ganzer Kraft.
Bremen
Dortmund
Frankfurt
Mainz
Saarbrücken
Stuttgart
München
Aachen
Köln
Essen
Steinkohle
Braunkohle mit
angeschlossenem Tagebau
Erdgas
Kernkraftwerke
Sonstige konventionelle
Kraftwerke
Wasserkraftwerke**
* im Rückbau
** RWE Power, inklusive Beteiligungen
sowie Anlagen, die im Auftrag
der RWE Innogy betr ieben werden
Photosynthese, also der Nutzung von Sonnenlicht,
gewachsen waren; sie sind also gewissermaßen
gespeicherte Sonnenenergie. Zweifellos hätte die
industrielle Revolution, die in der modernen Industrie-
gesellschaft mündete, ohne die Entdeckung und
systematische Nutzung fossiler Energien niemals
stattgefunden.
Die großen Vorteile fossiler Brennstoffe sind ihre
hohe Verfügbarkeit und ihre universelle, vergleichs-
weise einfache Nutzbarkeit. Auch wenn speziell
Braun- und Steinkohle noch für Jahrhunderte zur
Verfügung stehen, sind die Reserven aller fossilen
Energieträger begrenzt, da sie nicht erneuerbar sind.
Zudem entsteht bei der Verbrennung von Kohle, Öl
und Gas Kohlendioxid (CO2), dessen Anstieg in der
Erdatmosphäre für den Klimawandel verantwortlich
gemacht wird.
Die Stromerzeugung in Deutschland setzte sich 2009
aus einem Energiemix zusammen: 24,6 Prozent Braun-
kohle, 22,6 Prozent Kernenergie, 18,3 Prozent Stein-
kohle, 12,9 Prozent Erdgas, 10,4 Prozent Wind- und
Wasserkraft und 11,2 Prozent Sonstige, wie Pump-
wasser, Öl und Müll. Keiner der genannten Energie-
träger ist ideal, jeder hat Vor- und Nachteile, Stärken
und Schwächen. Es gilt, sie in einem ausgewogenen
Mix untereinander auszugleichen, der Umweltschutz,
Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit vereint.
Fossile Brennstoffe
Die fossilen Quellen Braun- und Steinkohle, Erdgas
und Erdöl stellen derzeit – nicht nur in Deutschland,
sondern weltweit – den mit Abstand größten Teil der
benötigten Energie zur Verfügung. Fossile Brenn-
stoffe sind in Millionen von Jahren aus den Überresten
prähistorischer Pflanzen entstanden, die dank der
Der Energiemix – kein einfaches Rezept
Deutschland ist ein hoch entwickeltes Industrieland und kann seinen
gewaltigen Strombedarf nicht allein aus einer Quelle decken. Zudem
ist das Land in erheblichem Maße auf Energieimporte angewiesen.
Kernenergie
Die Stromerzeugung aus Kernkraft nutzt die Energie-
freisetzung bei der Spaltung von Uran-Atomkernen.
Der große Vorteil der Kernenergie ist ihre hohe Ener-
giedichte und die Stromerzeugung ohne Ausstoß
von Kohlendioxid. Uran ist ebenfalls ein nicht
erneuerbarer Energieträger, steht aber noch für
Jahrhunderte zur Verfügung und kann durch Einsatz
moderner Technik sicher und zuverlässig genutzt
werden.
Erneuerbare Energien
Windkraft, Sonnenenergie, Wasserkraft und Biomasse
spielen eine wachsende Rolle im Energiemix, nicht nur
in Deutschland. Erneuerbare Energiequellen stehen
zumindest theoretisch in nahezu unbegrenzter Menge
zur Verfügung. Da sie praktisch keine klimawirksamen
Rückstände freisetzen, werden sie in Deutschland
und anderen Ländern politisch gefördert. Die meisten
erneuerbaren Energieträger können aber bis auf wei-
teres nur dank direkter oder indirekter Subventionen
wirtschaftlich überleben. Darüber hinaus sind gerade
die Wind- und die Sonnenenergie nicht immer verfüg-
bar, denn hier ist die Stromerzeugung von schwan-
kenden Wetterbedingungen abhängig, die sich nicht
nach den Bedürfnissen einer modernen Gesellschaft
richten. Aus diesem Grund wird intensiv nach Möglich-
keiten gesucht, Strom aus Wind- oder Sonnenenergie
vorübergehend zu speichern.
4 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 5
Kraftwerke für jeden Bedarf
6 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 7
Pumpspeicherkraftwerke. Sie können praktisch aus
dem Stand binnen weniger Minuten von Null auf
hundert Prozent hochgefahren werden. Wegen der
vergleichsweise hohen Einsatzkosten sind sie jedoch
oft nur vorübergehend am Netz, also für den Spitzen-
bedarf.
Kernkraftwerke sind Marathonläufer: Sie arbeiten
wegen ihrer günstigen Erzeugungskosten über-
wiegend mit voller Leistung rund um die Uhr.
Von Haus aus können sie ihre Betriebsweise aber
sehr schnell verändern.
Auch Braunkohlenkraftwerke sind Dauer- oder Lang-
streckenläufer. Sie arbeiten wegen ihrer Kostenvor-
teile ebenfalls in aller Regel in Volllast. Moderne
Anlagen können jedoch in einer Viertelstunde um
die Hälfte gedrosselt werden.
Steinkohlenkraftwerke gelten als die Mittelstrecken-
läufer der Stromerzeugung: Mit ihren vergleichsweise
hohen Brennstoffkosten haben sie beim stunden-
oder tageweisen Einsatz ihre Stärke.
Die neueren Anlagen können ihre Leistung in nicht
einmal 20 Minuten von 25 auf 100 Prozent steigern
und umgekehrt.
Der Stromverbrauch ist nicht immer gleich hoch,
sondern unterliegt täglichen, jahreszeitlichen und
konjunkturellen Schwankungen. Doch egal, wie der
Bedarf nach elektrischem Strom aktuell aussieht:
Die Versorgungsunternehmen müssen die Nach-
frage jederzeit auf den Punkt genau befriedigen.
Denn Strom lässt sich nicht im großen Stil speichern,
sondern muss in der Sekunde erzeugt werden, in
der er gebraucht wird. Erschwerend kommt hinzu:
In Deutschland hat Strom aus erneuerbaren Energien
im Netz absoluten Vorrang vor herkömmlich erzeug-
tem Strom. Bläst der Wind stark, müssen Kraftwerke
heruntergefahren oder abgeschaltet werden. Vor
allem die Windenergie leistet bereits einen beacht-
lichen Beitrag zur Stromerzeugung. Von Natur aus
ist die Windenergie allerdings schlecht kalkulierbar.
Anders als ein Gaskraftwerk lässt sich der Wind nicht
per Knopfdruck ein- und ausschalten.
Die technische Struktur der Stromversorgung
gleicht alle Schwankungen aus. Das ist nur mit
unterschiedlichen Energieträgern, flexiblen Kraft-
werken und einem leistungsfähigen Netz möglich.
Die Sprinter unter den Kraftwerken sind Gas- und
Das Kernkraftwerk Emsland –
So funktioniert es
Kernkraftwerke sind thermische Kraftwerke, bei denen die für die Stromerzeugung
benötigte Wärme nicht durch Verbrennen von Kohle, Gas oder Öl entsteht, sondern
durch die kontrollierte Spaltung von Uran-235-Atomkernen.
Druckwasserreaktor
Im Reaktor wird Wasser durch die Kernspaltung von
Uran-235 erwärmt. Im Primärkreislauf herrscht ein
Druck von 155 Bar, sodass das erhitzte Wasser trotz
einer Temperatur von 320 Grad Celsius flüssig bleibt.
In diesem Zustand gelangt es über Rohrleitungen in
den Dampferzeuger, der die Schnittstelle zwischen
Primär- und Sekundärkreislauf darstellt. Hier wird die
Hitze des Wassers durch Wärmeleitung der Rohr-
leitungen auf das sie umgebende Speisewasser des
Dampferzeugers und damit auf den Sekundärkreislauf
übertragen. Mit rund 62 Bar herrscht dort ein
wesentlich geringerer Druck, sodass Frischdampf
entstehen kann, der eine Dampfturbine mit ange-
schlossenem Generator antreibt.
Durch die Trennung der beiden
Wasserkreisläufe bleibt der Dampf
im Sekundärkreislauf frei von radi-
oaktiven Stoffen. Unter der Dampf-
turbine befindet sich der Konden-
sator. Dort wird der in der Turbine
abgearbeitete Dampf mit Hilfe von
Kühlwasser so weit abgekühlt,
dass er sich wieder verflüssigt.
Das Kondensat wird wieder in den
Dampferzeuger zurückgepumpt.
Die durch das Kühlwasser aufge-
nommene Wärme wird über den
Naturzugkühlturm des Kraftwerks
an die Umgebung abgegeben. Im
Kühlturm entstehende Verdunstungsverluste werden
mit Wasser aus der Ems ausgeglichen.
Dieser Vorgang findet im Reaktorkern statt, der im
Kernkraftwerk Emsland 193 Brennelemente mit jeweils
300 Brennstäben aus angereichertem Uran-235 ent-
hält. Hinzu kommen stabförmige Steuerelemente, mit
denen der für die Kettenreaktion wichtige Neutronen-
fluss und die Reaktorleistung geregelt werden.
Die Steuerelemente werden mit Hilfe von Elektro-
motoren zwischen den Brennstäben gehoben oder
gesenkt. Damit wird die Reaktorleistung verändert.
Einmal im Jahr wird das Kernkraftwerk für zwei bis
drei Wochen abgeschaltet, um eine Revision der An-
lagen und einen Wechsel verbrauchter Brennelemente
vorzunehmen. Rund ein Viertel der Brennelemente
wird dabei gegen neue ausgetauscht.
Dampferzeuger Turbine Generator Transformator
zum Fluss
oder Kühlturm
Kondensator
Reaktordruck-
behälter
Primärkreislauf Sekundärkreislauf
Uran – Gestein voller Energie
Kernkraftwerke nutzen die Energie, die bei der
Spaltung des radioaktiven Elements Uran-235 frei
wird. Das Schwermetall kommt in der Natur stets
in Verbindung mit Erzen vor und wird im Bergbau
gewonnen. Die heute bekannten Uranvorräte auf
der Erde reichen bei gegenwärtigem Verbrauch und
heute verfügbarer Technologie noch rund 200 Jahre.
Der große Vorzug des Urans ist sein überaus hoher
Energiegehalt. Ein Kilogramm Natururan enthält
ebenso viel Energie wie 12.600 Liter Erdöl oder
18.900 Kilogramm Steinkohle.
Das aus Erzen zu gewinnende Uran besteht zu etwa
0,7 Prozent aus spaltbarem Uran-235, der Rest
ist nichtspaltbares Uran-238. Damit das Uran in
einem Kernkraftwerk eingesetzt werden kann, muss
der Uran-235-Anteil durch die so genannte Anreiche-
rung auf drei bis fünf Prozent angehoben werden.
Das angereicherte Uran wird dann in Tablettenform,
so genannte Pellets, gepresst und in röhrenförmige
Brennstäbe aus einem besonders widerstandsfähigen
Werkstoff gefüllt. Die
Brennstäbe werden
schließlich zu
Brennele-
menten
gebündelt
und in
Reak-
toren ein-
gesetzt.
8 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 9
1 kg Natururan
entspricht
12.600 Liter Erdöl
oder 18.900 Kilo-
gramm Steinkohle
Kettenreaktion – alles im Griff
Je mehr Neutronen, desto mehr Spaltvorgänge gibt es.
Das bedeutet, dass mehr Energie frei wird.
Da bei der Uranspaltung mehr Neutronen entstehen,
als zur Aufrechterhaltung einer kontrollierten Ketten-
reaktion nötig sind, wird ein Teil der Neutronen von
ihrem eigentlichen Ziel abgelenkt. Dazu bedient man
sich im Reaktor eines Kernkraftwerks so genannter
Steuerstäbe. Sie sind vorrangig aus einem Material,
das im Stande ist, die Neutronen zu absorbieren. Zur
Senkung der Reaktorleistung werden diese Stäbe in
den Reaktor eingeführt, zur Steigerung wieder
herausgezogen. Die Kernspaltung ist unterbrochen,
wenn sie eingefahren sind. Der Reaktor arbeitet mit
maximaler Leistung, wenn die Stäbe ausgefahren
sind. Die Steuerstäbe werden im Betrieb durch elek-
trische Antriebe gefahren. Für die Schnellabschal-
tung steht ein unabhängig davon wirkendes System
zur Verfügung.
Es gibt noch einen zweiten Weg, die Kettenreaktion
zu kontrollieren und zu regeln: Durch das Einpumpen
einer Borlösung in den Reaktor können die Neutronen
eingefangen und die Spaltung der Urankerne unter-
brochen werden. Schließlich trägt auch der Modera-
tionseffekt zusätzlich zur Stabilisierung der Ketten-
reaktion bei.
Je heißer der Moderator beziehungsweise das Kühl-
mittel wird, desto mehr Dampfblasen entstehen.
Die Bremswirkung geht somit verloren, immer mehr
Neutronen schießen am Ziel vorbei.
Hinter diesem Prinzip verbirgt sich ein wesentliches
inhärentes Sicherheitselement eines Druckwasser-
reaktors.
Steuer-
stäbe
Spalt-
prozesse
Brenn-
elemente
Steuerstäbe eingefahren Steuerstäbe ausgefahren
Neutronen-
Freisetzung
Spaltprozesse gering bis keine Spaltprozesse vermehrt
Fernsehen
Steuerstäbe eingefahren
Spaltprozesse gering bis keine Spaltprozesse vermehrt
Steuerstäbe ausgefahren
10 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 11
Kernspaltung –
mit gebremstem Schwung zur Wärme
schnelles
NeutronUran
Spalt-
produkteLangsames Neutron Moderator Steuerstab
Kernspaltung Uran 235 kontrollierte Kettenreaktion
gung. Bei jeder Spaltung entstehen zudem zwei bis
drei neue Neutronen, die weitere Spaltvorgänge ein-
leiten. Hierdurch entsteht eine sich selbst erhaltende
Kettenreaktion.
Das Ganze funktioniert jedoch nur dann, wenn es
gelingt, die schnellen Neutronen abzubremsen,
damit sie einen weiteren Urankern treffen können.
Als Neutronenbremse – die Fachleute nennen sie
Moderator – eignet sich Wasser. Mit dessen Hilfe
verlangsamt sich die Geschwindigkeit der Neutro-
nen auf das für die Spaltung richtige Maß.
Im Reaktor eines Kernkraftwerks geschieht nichts
Geheimnisvolles. Vielmehr macht sich der Mensch
hier, genauso wie in anderen Kraftwerken, natürliche
Vorgänge technisch nutzbar.
Wenn Neutronen mit relativ geringer Geschwindig-
keit auf einen Uran-235-Kern treffen, entsteht dabei
zunächst Uran 236, das in zwei radioaktive Spaltpro-
dukte zerfällt, die wiederum mit hohem Tempo aus-
einander fliegen, um anschließend von anderen
Atomen in der Umgebung abgebremst zu werden.
Aus dieser Bewegungsenergie wird durch die Ab-
bremsung verwertbare Wärme für die Stromerzeu-
Kernspaltung Uran 235 kontrollierte Kettenreaktion
Mehrfach vorhanDen –
Die SicherheitSeinrichtungen
Die Gewährleistung eines hohen Sicherheitsstandards ist zentrale Verpflichtung
der Kernkraftwerksbetreiber.
Grundlage des hohen Sicherheitsniveaus ist eine
hochwertige technische Auslegung, durch die
Störungen zuverlässig vermieden werden. Daneben
werden Ausfälle von Systemen und Komponenten
„vorgedacht“ und sichergestellt, dass diese keine
Auswirkungen auf die Umgebung zur Folge haben.
Umfassende Inspektions- und Wartungsprogramme
dienen dazu, die Anlage stets in einem optimalen
Zustand zu halten und Unregelmäßigkeiten an
Anlagenteilen rechtzeitig zu erkennen und zu be-
heben.
Neben der Gewährleistung eines exzellenten tech-
nischen Zustands stehen auch organisatorische
Fragen und ein hohes Sicherheitsbewusstsein der
Kraftwerksmannschaft im Fokus der Betreiber-
anstrengungen.
Außerdem wird der Betrieb der Kernkraftwerke von
den zuständigen Behörden und Gutachtern streng
überwacht.
Die Auslegungsprinzipien
Vorsorglich wird bei der Auslegung von Kernkraft-
werken immer vom Zusammentreffen ungünstiger
Umstände und Schadensereignisse ausgegangen.
Daher werden bei der Planung sowie beim Bau der
Anlage die Auslegungsprinzipien Redundanz, Diver-
sität, räumliche Trennung und das so genannte Fail-
Safe-Prinzip umgesetzt.
Redundanz: Mehrere gleichartige Systeme haben
die gleiche Aufgabe. Eins springt im Notfall für das
andere ein. So gibt es z.B. in Lingen vier voneinan-
der unabhängige Notkühlsysteme, von denen
bereits zwei zum Kühlbetrieb ausreichend sind.
Diversität: Verschiedene Systeme haben die Aufgabe,
die gleiche Funktion zu erfüllen. Versagt beispiels-
weise das Einfahren der Steuerstäbe fallen diese
durch die Schwerkraft ein. Langfristig kann der Reak-
tor außerdem durch das Einpumpen einer Borlösung
sicher abgeschaltet werden.
Fail Safe: Alle Sicherheitssysteme wirken bei einer
Störung in die sichere Richtung. Fällt etwa die Strom-
versorgung aus, stellen sich Ventile und Klappen in
die sicherheitsrelevante Position.
Durch die räumliche Trennung der redundanten
und diversitären Einrichtungen wird sichergestellt,
dass nicht mehrere Systeme gleichzeitig durch
eine Ursache ausfallen können.
Sicherheit – iMMer auf DeM neueSten StanD
Brennstofftabletten
Metallhüllen
Reaktordruckbehälter
und Kühlkreis
Biologisches Schild
Sicherheitsbehälter
Reaktorgebäude
Das Reaktorschutzsystem
Jedes Kernkraftwerk ist zusätzlich mit einem Reaktor-
schutzsystem ausgestattet. Es kontrolliert während
des Betriebs laufend alle wichtigen Messwerte,
vergleicht sie mit dem Soll-Zustand und korrigiert
von ihm erkannte anormale Betriebszustände. Wenn
bestimmte, zuvor genau festgelegte Grenzen erreicht
werden, löst das Reaktorschutzsystem automatisch
aktive Sicherheitsmaßnahmen – wie beispielsweise
die Reaktorschnellabschaltung oder die Notstrom-
versorgung – aus.
Sicherheitseinrichtungen und Sicherheitsmaß-
nahmen werden durch ein vorgegebenes Programm
wiederkehrender Prüfungen systematisch auf ihre
Funktionsfähigkeit geprüft.
Die Sicherheitseinrichtungen
Jede kerntechnische Anlage ist mit zahlreichen Sicher-
heitseinrichtungen versehen. An die Konstruktion von
Kernkraftwerken werden höchste Anforderungen
gestellt. Ziel aller Sicherheitsmaßnahmen bei Kern-
kraftwerken ist die Rückhaltung radioaktiver Stoffe,
die bei der Kernspaltung im Reaktorkern entstehen.
Hierzu bestehen folgende Rückhaltebarrieren:
› das Kristallgitter des Brennstoffes, das den
größten Teil der Spaltprodukte zurückhält
› die gasdichte und druckfeste Metallhülle um
die Brennstofftabletten (Brennstab)
› der Reaktordruckbehälter mit geschlossenem
Kühlkreis
› der biologische Schild: eine 2 Meter
starke Betonummantelung
› der Sicherheitsbehälter aus rund 38 Milimeter
dickem Stahl
› das Reaktorgebäude aus 2 Meter dickem
Stahlbeton.
12 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 13
Das Speicherbecken Geeste
Wie jedes Wärmekraftwerk benötigt auch das
Kernkraftwerk Emsland Wasser für seine Kühlung.
Es muss die Menge Wasser ersetzen, die über den
Kühlturm verdunstet. Dazu dient Wasser aus der Ems.
Da ihr Wasserstand jahreszeitlich oder wetterbedingt
schwanken kann, wurde für das Kernkraftwerk ein
künstlicher Wasserspeicher angelegt, das Speicher-
becken Geeste.
Das etwa 23 Millionen Kubikmeter Wasser fassende
Becken ist etwa zwölf Kilometer vom Kernkraftwerk
entfernt und wird über den Dortmund-Ems-Kanal
mit Wasser aus der Ems befüllt. Um das Speicher-
becken herum liegen ein großes Waldgebiet und ein
Feuchtbiotop, was sowohl dem nachhaltigen Umwelt-
schutz als auch dem Naherholungswert der Region
zugute kommt.
Die Umgebung – Stets unter Kontrolle
Das Kernkraftwerk ist an das Fernüberwachungs-
system des niedersächsischen Landesamtes für
Umweltschutz angeschlossen. Dieses System über-
wacht völlig unabhängig von den betriebsinternen
Kontrolleinrichtungen des Kraftwerks Abluft und
Abwasser. Zusätzlich werden Messwerte aus der
Kraftwerksumgebung in regelmäßigen Abständen
automatisch abgerufen und an die zuständige Behörde
übertragen, um dort ausgewertet zu werden. Die
Auswertungen sind der Öffentlichkeit jederzeit frei
zugänglich.
Messproben aus Boden, Luft und Wasser rund
um das Kernkraftwerk Emsland belegen, dass die
gesetzlichen Grenzwerte nicht nur eingehalten,
sondern stets weit unterschritten werden.
Die gesamte Umgebung des Kernkraftwerks Emsland wird laufend von fach-
kundigem Betriebspersonal und von unabhängigen Institutionen kontrolliert.
14 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 15
Solche Abfälle sind in erster Linie verbrauchte
Brennelemente, die zukünftig in Endlagern dauerhaft
sicher eingeschlossen werden sollen. Bis solche
Endlager von der Bundesregierung zur Verfügung
gestellt werden, müssen die Brennelemente
zwischengelagert werden. Neben den zentralen
Zwischenlagern in Gorleben (Niedersachsen) und
Ahaus (Nordrhein-Westfalen) haben die Betreiber
von Kernkraftwerken, also auch RWE Power, im Sinne
des geänderten Atomgesetzes zusätzliche Zwischen-
lager an ihren Kraftwerksstandorten eingerichtet.
Das Standortzwischenlager Lingen (SZL) wurde Ende
2002 nach 18-monatiger Bauzeit in Betrieb genommen.
Das vom Bundesamt für Strahlenschutz geprüfte SZL
nimmt seither abgebrannte Brennelemente des Kern-
kraftwerks Emsland bis zu ihrem Transport in ein
Endlager nach spätestens 40 Jahren auf.
Das Lagergebäude
Das SZL ist 110 Meter lang, 27 Meter breit und ca. 20
Meter hoch und wurde etwa 100 Meter vom Reaktor-
gebäude des Kernkraftwerks auf dem Betriebsgelände
errichtet. Dank seiner 1,20 Meter dicken Außenwände
und seines 1,30 Meter starken Dachs ist das einer
Fabrikhalle ähnelnde Gebäude außerordentlich
robust und bietet rund 130 Castor-Behältern Platz.
Damit ist mehr als ausreichend Raum vorhanden
sowohl für die bereits in der Vergangenheit ver-
brauchten Brennelemente als auch für jene, die
während der verbleibenden Betriebsdauer des Kraft-
werkes anfallen werden.
Das Sicherheitskonzept
Der wichtigste Baustein der sicheren Aufbewahrung
und des Transports abgebrannter Brennelemente im
SZL ist der Behälter vom Typ Castor V/19 , der 19
Brennelemente aufnehmen kann. Der Castor ist unter
anderem mit einer Wandstärke von 40 Zentimetern so
stabil konstruiert, dass er einen Sturz aus neun Metern
Höhe auf festen Untergrund ebenso unbeschadet
DaS entSorgungSKonzePt –
DaS StanDortzwiSchenLager Lingen
Bei der Stromerzeugung mit Kernenergie entstehen radioaktive Abfälle, die
zeitweilig am Kraftwerksstandort sicher zwischengelagert werden müssen.
übersteht wie Außentemperaturen von
mindestens 800 Grad. Seine Hülle schirmt
radioaktive Strahlen so wirksam ab, dass
man sich gefahrlos in unmittelbarer Nähe
des Behälters aufhalten kann. Auch das
SZL-Gebäude mit seinen massiven Wänden
dient zur Abschirmung der Strahlung und
bietet außerdem wirksamen Schutz gegen
Erdbeben, Explosionsdruckwellen und
Flugzeugabstürze.
Der Weg verbrauchter Brennelemente
Verbrauchte Brennelemente werden aus
dem Reaktor entnommen und zunächst in
ein mit Wasser gefülltes, so genanntes
Abklingbecken innerhalb des Reaktorge-
bäudes gebracht, wo sie mindestens fünf
Jahre gelagert werden. Dabei verringert
sich ihre Wärmeleistung erheblich. Dann
werden sie in Castor-Behälter geladen und
auf einem kraftwerksinternen Schienenweg
in das Standortzwischenlager transportiert.
Die Dichtigkeit der Behälter wird nicht nur
während des Transports, sondern während
der gesamten Lagerzeit permanent über-
wacht.
Die Restwärme, die von den Behältern
ausgeht, wird durch natürlichen Luftzug
oder mit Hilfe von Lüftern abgeführt. Die
von den Behältern emittierte Strahlung ist
äußerst gering, wird aber ebenfalls
kontinuierlich überwacht.
Castor
2,44 m
5,86m
20 22 24 Uhr
Doppeldeckelsystem
Grundkörper
Tragkorb
Moderatorstab
Kühlrippe
16 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 17
Castor
Blick in einen Castor-Behälter
Erdgas für Strom und Wärme –
Das Erdgaskraftwerk Emsland
Erdgas ist besonders umweltfreundlich. Gaskraft-
werke erzielen hohe Wirkungsgrade und arbeiten
nahezu schadstofffrei. Bei der Verbrennung von
Erdgas entsteht keine Asche. Ein weiteres Plus:
Die Anfahrzeit eines Gaskraftwerks von Stillstand
auf Volllast ist sehr kurz. Deshalb wird dieser An-
lagentyp vor allem zu Abdeckung von Lastspitzen
oder bei Kraftwerksausfällen im Stromnetz einge-
setzt.
Das Erdgaskraftwerk Emsland besteht aus den bei-
den 1974/75 ans Netz gegangenen Blöcken B und C
sowie – seit 2010 – dem Block D. Zurzeit ersetzt
Betreiberin RWE Power die Gasturbinen der älteren
Einheiten durch neue Modelle und wendet dafür 200
Millionen Euro auf.
Die Lingener Gaskraftwerke sind im Prinzip Wärme-
kraftwerke wie andere auch: Sie nutzen statt Kohle
oder Kernspaltung Erdgas, um Wasser zu verdampfen
und damit eine Turbine mit angeschlossenem Gene-
rator anzutreiben. Die Blöcke B und C auf der einen
und Block D auf der anderen Seite unterscheiden sich
jedoch in einem wesentlichen Detail: B und C erzeu-
gen den Dampf mit einer Erdgasfeuerung, Block D
nur mit dem heißen Abgas der Gasturbinen.
Spitzentechnik in der Spitzenlast: RWE Power investiert 700 Millionen Euro
in Neubau und Modernisierung.
18 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 19
Block D, das Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerk
(GuD) am Standort Lingen, setzt weltweit Maßstäbe
in Effizienz und Umweltfreundlichkeit.
In Block D werden die heißen Turbinenabgase Dampf-
erzeugern ohne Feuerung, so genannten Abhitze-
kesseln, zugeführt. Dort verwandeln sie Wasser in
Dampf, der dann wiederum Dampfturbine und
Generator antreibt. Die Anlage erreicht einen Netto-
wirkungsgrad von 59,2 Prozent.
Block D besteht aus zwei Gasturbinen à 280 MW,
zwei Abhitzekesseln und einer gemeinsamen Dampf-
turbine mit 326 MW elektrischer Leistung. Sie ist auf
eine Frischdampftemperatur von 585 Grad und
einen Druck von 159,2 bar ausgelegt.
Wie die benachbarten Blöcke B und C ist auch Block
D für die Kraft-Wärme-Kopplung ausgelegt. Er kann
stündlich 100 Tonnen Prozessdampf auskoppeln.
Das heißt: Ein Teil des Dampfes wird von der Dampf-
turbine abgezweigt und kann für Industriezwecke
(Dampfkunden) zur Verfügung gestellt werden.
Dieser Dampf ist energetisch hochaufgeladen und
keinesfalls mit dem nur lauwarmen Kühlwasser oder
gar den Dunstschwaden zu verwechseln, die von
den Kühltürmen der Kraftwerke abgegeben werden.
Durch die GuD-Technik erhöht sich der Wirkungsgrad
eines Erdgaskraftwerks beträchtlich, im Fall von
Block D auf 59,2 Prozent. Ein derart effizienter Einsatz
von Brennstoff und Wärme verringert auch den CO2-
Ausstoß erheblich – zum Wohl der Umwelt und des
Klimaschutzes.
Schon heute wird ein Teil des Dampfes ausgekoppelt
und an die Dralon GmbH (Faserwerke) im Lingener
Industriepark Süd geliefert. Die Kunden decken damit
den Wärmebedarf ihrer Produktion und können dafür
auf eigene Heiz- oder Kraftwerksanlagen verzichten.
Kern der beiden Blöcke sind die beiden Dampfer-
zeuger: Die 16 Gasbrenner pro Kessel erreichen
Flammentemperaturen von 1.350 Grad. Sie erhitzen
Wasser, das anschließend als 535 Grad heißer Dampf
unter einem Druck von bis zu 185 Bar eine Dampf-
turbine antreibt. Der Dampf strömt auf die Turbinen-
schaufeln und versetzt die Antriebswelle in Rotation.
Wie bei allen Turbinen wird durch diese Drehbewe-
gung ein Generator angetrieben, der den Strom
erzeugt, in diesem Fall mit einer Nettoleistung von
355 MW.
Den Dampferzeugern vorgeschaltet ist zurzeit jeweils
eine Gasturbine von 55 MW. Sie treibt mit dem ent-
stehenden Gemisch aus Verbrennungsgasen und
Luft einen eigenen Generator an. Anschließend
werden die 430 Grad heißen und sauerstoffreichen
Verbrennungsabgase im Dampferzeuger als Ver-
brennungsluft zum Erhitzen des Wassers für die
Dampfturbinen genutzt. Weil die Gasturbinen den
Kernprozess auf diese Weise ergänzen, bezeichnet
man sie in diesem Fall auch als Vorschalt-Gasturbinen.
Wegen der effektiven und umweltfreundlichen
Kombination zweier unterschiedlicher Turbinen
wird dieser Anlagentyp Kombikraftwerk genannt.
Zurzeit ersetzt RWE Power die beiden Gasturbinen
der Blöcke B und C durch jeweils zwei neue Aggregate.
Während die alten einen Wirkungsgrad von 26
Prozent haben, erreichen die neuen Turbinen des
Herstellers Rolls Royce 40 Prozent. Die 200-Millionen-
Euro-Investition steigert den Gesamtwirkungsgrad
der Kombiblöcke um bis zu zwölf Prozent und verrin-
gert den CO2-Ausstoß bei gleicher Stromerzeugung
um über 45.000 Tonnen pro Jahr.
Die GuD-Anlage
Die Blöcke B und C –
stark durch Kombination
Zwischen-
überhitzer
Speisepumpe
Gasregelstation
Dortmund-Ems-Kanal
Brennstoff
Gasturbine
Ansaugluft
Generator
Dampfturbine
Speisewasser
Dampf
Dampferzeuger
Wehr
Ems
Generator
Kondensator
Kühlwasserpumpen
Gasbrenner
Gasturbine
Ansaugluft
Generator
Dampfturbine
Gaszuleitung
heiße Abgase
Kondensator
Speisewasser
Abhitze-
dampferzeuger
Dampfauskopplung
Faserwerke Lingen
Ansaugluft
GasturbineGenerator
Generator
heiße Abgase
Ansaugluft
GasturbineGenerator
Kühlwasserpumpen
Dampf-
turbine
Speisepumpen
Abflut-
wasser
Kühlturm-
zusatzwasser Abflut-
wasser
Kühlturm-
zusatzwasser
Abhitze-
dampferzeuger
Speisewasser
Kühlturm Kühlturm
Dampf
Dampfauskopplung
Faserwerke Lingen
Zwischen-
überhitzer
Speisepumpe
Gasregelstation
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Brennstoff
Gasturbine
Ansaugluft
Generator
Dampfturbine
Speisewasser
Dampf
Dampferzeuger
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Ansaugluft
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wasser
Kühlturm-
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Kühlturm-
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dampferzeuger
Speisewasser
Kühlturm Kühlturm
Dampf
Dampfauskopplung
Faserwerke Lingen
Gas- und Dampfturbinen-
Kraftwerk
Kombiblock
20 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 21
Dortmund-Ems-Kanal
Ems
gaSverSorgung unD oPtiMierungSLeitung
Das Erdgaskraftwerk Emsland profitiert von seiner
optimalen Anbindung an das Ferngasnetz:
RWE Power bezieht den Brennstoff aus fünf verschie-
denen Versorgungsnetzen. Um die Gasversorgung
des Kraftwerks noch weiter zu verbessern, hat RWE
Power zusätzlich eine so genannte Optimierungs-
leitung gebaut. Diese rund 15 Kilometer lange und
etwa 1,50 Meter dicke unterirdische Leitung ist in
etwa drei Kilometern Entfernung vom Kraftwerk ver-
baut. Sie dient der Bevorratung von Brennstoff und
kann bis zu 900.000 Kubikmeter Erdgas bereitstellen.
Das von einer Verdichterstation auf dem Kraftwerks-
gelände so auf 100 bar komprimierte Gas entspricht
der Menge, die das Kraftwerk für sechs Stunden Voll-
lastbetrieb benötigt. Dadurch können kurzzeitige
Schwankungen im Stromnetz ausgeglichen werden.
Auch die Brennstoffbeschaffung auf dem internatio-
nalen Gasmarkt wird durch die Bevorratung flexibler,
da sich die Preisschwankungen nicht ungebremst
auswirken können. Die Optimierungsleitung dient
also sowohl in logistischer als auch in finanzieller
Hinsicht als Puffer.
Mit ihrer Form und im Aufbauprinzip ähnelt die Gas-
turbine eines Kraftwerks dem Strahltriebwerk eines
Flugzeugs: Vorne tritt Luft ein, in der Mitte wird sie
mit Brenngas verwirbelt und verbrannt, am Ende
entsteht der Schub, den das Flugzeug braucht.
Mit ihrer hohen Leistungsdichte und Schnellstart-
fähigkeit sind Gasturbinen die Power-Pakete der
Stromversorgung: Eine einzelne Anlage von der
ungefähren Größe eines Sattelschleppers kann
eine Stadt von 300.000 Einwohnern mit Strom
versorgen, und das binnen weniger Minuten.
Der Begriff „Gasturbine“ bezeichnet gewöhnlich
das gesamte Aggregat, das im wesentlichen aus
Kompressor/Verdichter, Brennkammer(n) und der
eigentlichen Turbine besteht.
RWE Power setzt in der GuD-Anlage zwei Turbinen
des innovativen Typs Alstom GT 26 ein. Am vorderen
Abschnitt, dem Kompressor, wird Außenluft ange-
saugt und durch 22 Schaufelräder verdichtet. Durch
diesen Druckanstieg erhitzt sie sich. In der ersten
Brennkammer wird auf 150 Grad vorgewärmtes Erd-
gas mit einem Druck von 50 Bar zugemischt und
verbrannt. Die Luft wird dabei so geführt, dass die
rund 1.200 Grad heiße Flamme nicht mit der metal-
lischen Wand der Brennkammer in Kontakt kommt.
Das heiße, sauerstoffarme Abgas treibt eine Hoch-
druckturbine an und wird dort mit einem Gas-Luft-
Gemisch verwirbelt, das sich in der anschließenden
zweiten Brennkammer selbst entzündet. Die 630
Grad heißen Abgase strömen in das Niederdruckteil
der Turbine, treiben dort eine Reihe von Schaufel-
rädern an und erzeugen so die Drehbewegung für
den Antrieb des Generators. Anschließend gelangen
sie in den Wärmetauscher des Abhitzekessels, wo
sie zur Dampferzeugung wiederverwertet werden.
Das Novum der GT26 von Alstom ist die serielle
oder doppelte Verbrennung in zwei Kammern.
Sie steigert den Wirkungsgrad der Gasturbinen-
technik, ohne die materialkritischen Verbrennungs-
temperaturen wesentlich zu steigern. Das sichert
niedrige Emissionen sowohl im Voll- als auch im
Teillastbetrieb.
gaSturBine
Gasunie
Vlieghuis
Emlichheim
Erdgasspeicher
Kalle
Itterbeck
Uelsen
Neuenhaus
E.On/Ruhrgas
BEB
WEDAL
Emsbüren
EGM
RWE Energy
Station Bookfeld
vertraglich: 148 TNm³/h
technisch: 400 TNm³/h
67,5 bar
180 TNm³/h
80 bar
200 TNm³/h
40 bar
130 TNm³/h
50 TNm³/h
40 bar
Niederlande
KEM
Optimierungsleitung
mit Anbindung im KEM
> Verdichterstandort
neben GuD-Anlage
Nordhorn
Lingen
Erdgasspeicher
Itterbeck
RWE Power, KEM
RWE Energy
EGM
E.ON/Ruhrgas
BEB H-Gas
BEB L-Gas
Grenze
Erdgasförderstationen
22 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 23
RWE Power betreibt am Standort Lingen seit 1984 ein Informationszentrum,
das bereits über 300.000 Gäste besucht haben.
Information zum Standort –
Offen für den Dialog
In der Dauerausstellung können sich Besucher mit
Hilfe moderner interaktiver Medien umfassend über
die Kraftwerke am Standort sowie über energiewirt-
schaftliche Themen informieren.
So gibt zum Beispiel ein virtueller Kraftwerksrundgang
Einblick in die Funktionsweise eines Kernkraftwerks.
Eingehend behandelt werden auch Fragen der
Sicherheit von Kernkraftwerken und der Lagerung von
benutzten Brennelementen. Ein großes Exponat im
räumlichen Mittelpunkt der Dauerausstellung beschäf-
tigt sich mit der Stromversorgung Europas heute
und in der Zukunft. Dabei werden alle beteiligten
RWE Power AG
Informationszentrum Kraftwerksstandort Lingen
Am Hilgenberg
49811 Lingen
T	+49 591 806-1611
F	 +49 591 806-1610
E	 info.emsland@kkw.rwe.com
I	 www.rwe.com/rwepower
Energieträger (fossile Brennstoffe, Kernenergie,
erneuerbare Energien) im Zusammenhang mit den
drei zentralen Aspekten der Energieversorgung –
Wirtschaftlichkeit, Versorgungssicherheit und
Umweltschutz – vorgestellt.
Besuchergruppen sollten rechtzeitig einen Termin
unter der angegebenen Telefonnummer reservieren,
vor allem wenn sie auch einen Besuch in einem der
Kraftwerke planen.
Einzelbesucher sind jederzeit herzlich willkommen
und benötigen keine Voranmeldung.
Sie sichern die Arbeitsplätze von rund 500 eigenen
Mitarbeitern und zahlreiche weitere bei Zulieferern
und Dienstleistern. Hinzu kommt die vielseitige
Berufsausbildung junger Menschen, die am Standort
in verschiedenen gewerblich-technischen Tätigkeiten
geschult werden.
Die Kraftwerke Lingen sind auch ein Standortvorteil
für die ortsansässige Industrie. Seit Jahrzehnten
werden Industriekunden von den bestehenden
Gaskraftwerken nicht nur mit Strom, sondern auch
zuverlässig mit Prozessdampf versorgt. Auch die
neue GuD-Anlage ist für diese Dienstleistung bereits
technisch ausgelegt.
Die Kraftwerke am Standort Lingen sind ein wichtiger Wirtschaftsfaktor
in der Region Emsland.
Öffnungszeiten:
montags bis donnerstags	 von 08.00 - 17.00 Uhr
freitags	 von 08.00 - 16.00 Uhr
samstags und sonntags 	 von 10.00 - 17.00 Uhr
		 (Mai bis September)
Wichtiger Wirtschaftsfaktor –
Sichere Arbeitsplätze
24 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 25
Reaktorwärmeleistung
el. Bruttoleistung
el. Nettoleistung
Netto-Wirkungsgrad
Anzahl der Brennelemente
Dampfstrom
Frischdampfdruck/Temperatur
Kondensator-Kühlwassermenge
MW
MW
MW
%
kg/s
bar/ºC
kg/s
3.850
1.400
1.329
34,50
193
2.133
62,0/279
43.889
Beckeninhalt
Gesamtfläche Speicherbecken
Länge Dammkrone (in Kronenmitte)
Dammkrone
Sohle
Beckentiefe
Stauziel
Mio m3
Mio m2
m
m ü. NN
m ü. NN
m
m ü. NN
23,00
2,30
5.818,32
36,00
21 – 19,50
15 – 16,50
34,00
Generatorleistung
Gasturbine
Generatorleistung
Dampfturbine
Gesamtnettowirkungsgrad
Gasturbine
Erdgasmenge
Drehzahl
Dampferzeuger
Anzahl der Brenner
Erdgasmenge maximal
Dampfkraftanlage
Drehzahl
Kühlwassermenge
Dampfstrom
Dampftemperatur
Dampfdruck
Block B/C
55 (2x)
365 (2x)
42
5,6
3.000
16
22
3.000
8.944
320
535
185,4
Block D
281 (2x)
326
59,2
39,43
3.000
–
–
3.000
11.526
234,5
585
160
MW
MW
%
Nm3
/s
min
Nm3
/s
min
kg/s
kg/s
°C
bar
Kernkraftwerk Emsland
Speicherbecken Geeste
Erdgaskraftwerk Emsland
Technische Daten Kernkraftwerk Emsland TECHNISCHE DATEN ERDGASKRAFTWERK EMSLAND
26 Kraftwerke Lingen

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Kraftwerke Lingen

  • 1. KraftwerKe Lingen ein Standort voller energie RWE Power AG Essen, Köln I www.rwe.com/rwepower RWE Power
  • 2. Der Standort Lingen im Emsland ist ein Kraftwerksstandort mit Tradition. 2 Kraftwerke Lingen Der Kraftwerksstandort Lingen ist ein Knotenpunkt der deutschen Stromversorgung und ein wichtiger Wirtschaftsfaktor der Region. Er sichert viele hundert Arbeitsplätze in den Kraftwerken und bei den Dienst- leistern und Zulieferern in Lingen, im Emsland und darüber hinaus. Der Standort hat Tradition. Schon 1968 ging hier ein Demonstrationskernkraftwerk mit 250 Megawatt (MW) Leistung in Betrieb, mit dem die großtechnische Stromerzeugung aus Kernenergie erfolgreich erprobt wurde. Dieses Kraftwerk wurde 1977 stillgelegt und befindet sich im sogenannten sicheren Einschluss. An die Stelle des Demonstrationskraftwerks trat 1988 das neue Kernkraftwerk Emsland, ein Druck- wasserreaktor mit 1.400 MW Leistung. Das erste Erdgaskraftwerk am Standort ging 1972 als Kombiblock A in Betrieb, um in der Nachbarschaft angesiedelte Industriebetriebe mit Strom und Pro- zessdampf zu versorgen. Dieser Block wurde 1985 außer Betrieb genommen. Heute sind in gleicher Funktion noch die Erdgaskombi- blöcke B und C aus den Jahren 1974/75 mit einer Leistung von jeweils 420 MW am Netz. Sie werden zur Zeit mit neuen Gasturbinen ausgestattet, die die Blockleistung um rund 65 MW steigern. Die jüngste Ergänzung des örtlichen Kraftwerksparks ist das neue Gas- und Dampfturbinenkraftwerk, eine 887-MW-Anlage mit besonders hohem Wirkungsgrad. Der Standort profitiert von einer optimalen Anbindung an die Erdgasversorgung: Er ist an fünf Leitungen angebunden und kann Gasmengen zudem kurzfristig durch Optimierungsleitungen bevorraten. Kraftwerke Lingen 3 RWE Power ist der größte Stromerzeuger in Deutschland und ein führendes Unternehmen in der Energierohstoffgewinnung. Unser Kerngeschäft umfasst die Produktion von Strom und Wärme – kostengünstig, umweltschonend und sicher – sowie die Förderung fossiler Brennstoffe. RWE Power – Mit ganzer Kraft Dabei setzen wir auf einen breiten Primärenergiemix aus Braun- und Steinkohle, Kernkraft, Gas und Wasser- kraft, mit dem wir Strom im Grundlast-, Mittellast- und Spitzenlastbereich produzieren. RWE Power agiert in einem Markt, der durch einen intensiven Wettbewerb geprägt ist. Unser Ziel lautet, an der Spitze der führenden nationalen Stromerzeuger zu bleiben und unsere internationale Position auszu- bauen. So wollen wir die Zukunft der Energieversor- gung maßgeblich mitgestalten. Eine auf dieses Ziel fokussierte Strategie, unterstützt durch ein effizientes Kostenmanagement, ist die Basis für unseren Erfolg. Dabei verlieren wir einen wichtigen Aspekt unserer Unternehmensphilosophie nie aus den Augen: den Umweltschutz. Der schonungsvolle Umgang mit der Natur und ihren Ressourcen ist bei RWE Power mehr als nur ein Lippen- bekenntnis. Unsere gesunde wirtschaftliche Basis sowie die kompetente und engagierte Arbeit der rund 15.300 Beschäftigten unter dem Dach von RWE Power ermöglichen es uns, die Chancen im libera- lisierten Energiemarkt konsequent zu nutzen. Unser unternehmerisches Handeln ist dabei ein- gebettet in eine Unternehmenskultur, die von Teamgeist und interner wie externer Offenheit gekennzeichnet ist. Mit einem etwa dreißigprozentigen Anteil an der Stromerzeugung sind wir die Nummer eins in Deutschland und mit neun Prozent die Nummer drei in Europa. Das wollen wir auch zukünftig bleiben. Und dafür arbeiten wir – mit ganzer Kraft. Bremen Dortmund Frankfurt Mainz Saarbrücken Stuttgart München Aachen Köln Essen Steinkohle Braunkohle mit angeschlossenem Tagebau Erdgas Kernkraftwerke Sonstige konventionelle Kraftwerke Wasserkraftwerke** * im Rückbau ** RWE Power, inklusive Beteiligungen sowie Anlagen, die im Auftrag der RWE Innogy betr ieben werden
  • 3. Photosynthese, also der Nutzung von Sonnenlicht, gewachsen waren; sie sind also gewissermaßen gespeicherte Sonnenenergie. Zweifellos hätte die industrielle Revolution, die in der modernen Industrie- gesellschaft mündete, ohne die Entdeckung und systematische Nutzung fossiler Energien niemals stattgefunden. Die großen Vorteile fossiler Brennstoffe sind ihre hohe Verfügbarkeit und ihre universelle, vergleichs- weise einfache Nutzbarkeit. Auch wenn speziell Braun- und Steinkohle noch für Jahrhunderte zur Verfügung stehen, sind die Reserven aller fossilen Energieträger begrenzt, da sie nicht erneuerbar sind. Zudem entsteht bei der Verbrennung von Kohle, Öl und Gas Kohlendioxid (CO2), dessen Anstieg in der Erdatmosphäre für den Klimawandel verantwortlich gemacht wird. Die Stromerzeugung in Deutschland setzte sich 2009 aus einem Energiemix zusammen: 24,6 Prozent Braun- kohle, 22,6 Prozent Kernenergie, 18,3 Prozent Stein- kohle, 12,9 Prozent Erdgas, 10,4 Prozent Wind- und Wasserkraft und 11,2 Prozent Sonstige, wie Pump- wasser, Öl und Müll. Keiner der genannten Energie- träger ist ideal, jeder hat Vor- und Nachteile, Stärken und Schwächen. Es gilt, sie in einem ausgewogenen Mix untereinander auszugleichen, der Umweltschutz, Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit vereint. Fossile Brennstoffe Die fossilen Quellen Braun- und Steinkohle, Erdgas und Erdöl stellen derzeit – nicht nur in Deutschland, sondern weltweit – den mit Abstand größten Teil der benötigten Energie zur Verfügung. Fossile Brenn- stoffe sind in Millionen von Jahren aus den Überresten prähistorischer Pflanzen entstanden, die dank der Der Energiemix – kein einfaches Rezept Deutschland ist ein hoch entwickeltes Industrieland und kann seinen gewaltigen Strombedarf nicht allein aus einer Quelle decken. Zudem ist das Land in erheblichem Maße auf Energieimporte angewiesen. Kernenergie Die Stromerzeugung aus Kernkraft nutzt die Energie- freisetzung bei der Spaltung von Uran-Atomkernen. Der große Vorteil der Kernenergie ist ihre hohe Ener- giedichte und die Stromerzeugung ohne Ausstoß von Kohlendioxid. Uran ist ebenfalls ein nicht erneuerbarer Energieträger, steht aber noch für Jahrhunderte zur Verfügung und kann durch Einsatz moderner Technik sicher und zuverlässig genutzt werden. Erneuerbare Energien Windkraft, Sonnenenergie, Wasserkraft und Biomasse spielen eine wachsende Rolle im Energiemix, nicht nur in Deutschland. Erneuerbare Energiequellen stehen zumindest theoretisch in nahezu unbegrenzter Menge zur Verfügung. Da sie praktisch keine klimawirksamen Rückstände freisetzen, werden sie in Deutschland und anderen Ländern politisch gefördert. Die meisten erneuerbaren Energieträger können aber bis auf wei- teres nur dank direkter oder indirekter Subventionen wirtschaftlich überleben. Darüber hinaus sind gerade die Wind- und die Sonnenenergie nicht immer verfüg- bar, denn hier ist die Stromerzeugung von schwan- kenden Wetterbedingungen abhängig, die sich nicht nach den Bedürfnissen einer modernen Gesellschaft richten. Aus diesem Grund wird intensiv nach Möglich- keiten gesucht, Strom aus Wind- oder Sonnenenergie vorübergehend zu speichern. 4 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 5
  • 4. Kraftwerke für jeden Bedarf 6 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 7 Pumpspeicherkraftwerke. Sie können praktisch aus dem Stand binnen weniger Minuten von Null auf hundert Prozent hochgefahren werden. Wegen der vergleichsweise hohen Einsatzkosten sind sie jedoch oft nur vorübergehend am Netz, also für den Spitzen- bedarf. Kernkraftwerke sind Marathonläufer: Sie arbeiten wegen ihrer günstigen Erzeugungskosten über- wiegend mit voller Leistung rund um die Uhr. Von Haus aus können sie ihre Betriebsweise aber sehr schnell verändern. Auch Braunkohlenkraftwerke sind Dauer- oder Lang- streckenläufer. Sie arbeiten wegen ihrer Kostenvor- teile ebenfalls in aller Regel in Volllast. Moderne Anlagen können jedoch in einer Viertelstunde um die Hälfte gedrosselt werden. Steinkohlenkraftwerke gelten als die Mittelstrecken- läufer der Stromerzeugung: Mit ihren vergleichsweise hohen Brennstoffkosten haben sie beim stunden- oder tageweisen Einsatz ihre Stärke. Die neueren Anlagen können ihre Leistung in nicht einmal 20 Minuten von 25 auf 100 Prozent steigern und umgekehrt. Der Stromverbrauch ist nicht immer gleich hoch, sondern unterliegt täglichen, jahreszeitlichen und konjunkturellen Schwankungen. Doch egal, wie der Bedarf nach elektrischem Strom aktuell aussieht: Die Versorgungsunternehmen müssen die Nach- frage jederzeit auf den Punkt genau befriedigen. Denn Strom lässt sich nicht im großen Stil speichern, sondern muss in der Sekunde erzeugt werden, in der er gebraucht wird. Erschwerend kommt hinzu: In Deutschland hat Strom aus erneuerbaren Energien im Netz absoluten Vorrang vor herkömmlich erzeug- tem Strom. Bläst der Wind stark, müssen Kraftwerke heruntergefahren oder abgeschaltet werden. Vor allem die Windenergie leistet bereits einen beacht- lichen Beitrag zur Stromerzeugung. Von Natur aus ist die Windenergie allerdings schlecht kalkulierbar. Anders als ein Gaskraftwerk lässt sich der Wind nicht per Knopfdruck ein- und ausschalten. Die technische Struktur der Stromversorgung gleicht alle Schwankungen aus. Das ist nur mit unterschiedlichen Energieträgern, flexiblen Kraft- werken und einem leistungsfähigen Netz möglich. Die Sprinter unter den Kraftwerken sind Gas- und
  • 5. Das Kernkraftwerk Emsland – So funktioniert es Kernkraftwerke sind thermische Kraftwerke, bei denen die für die Stromerzeugung benötigte Wärme nicht durch Verbrennen von Kohle, Gas oder Öl entsteht, sondern durch die kontrollierte Spaltung von Uran-235-Atomkernen. Druckwasserreaktor Im Reaktor wird Wasser durch die Kernspaltung von Uran-235 erwärmt. Im Primärkreislauf herrscht ein Druck von 155 Bar, sodass das erhitzte Wasser trotz einer Temperatur von 320 Grad Celsius flüssig bleibt. In diesem Zustand gelangt es über Rohrleitungen in den Dampferzeuger, der die Schnittstelle zwischen Primär- und Sekundärkreislauf darstellt. Hier wird die Hitze des Wassers durch Wärmeleitung der Rohr- leitungen auf das sie umgebende Speisewasser des Dampferzeugers und damit auf den Sekundärkreislauf übertragen. Mit rund 62 Bar herrscht dort ein wesentlich geringerer Druck, sodass Frischdampf entstehen kann, der eine Dampfturbine mit ange- schlossenem Generator antreibt. Durch die Trennung der beiden Wasserkreisläufe bleibt der Dampf im Sekundärkreislauf frei von radi- oaktiven Stoffen. Unter der Dampf- turbine befindet sich der Konden- sator. Dort wird der in der Turbine abgearbeitete Dampf mit Hilfe von Kühlwasser so weit abgekühlt, dass er sich wieder verflüssigt. Das Kondensat wird wieder in den Dampferzeuger zurückgepumpt. Die durch das Kühlwasser aufge- nommene Wärme wird über den Naturzugkühlturm des Kraftwerks an die Umgebung abgegeben. Im Kühlturm entstehende Verdunstungsverluste werden mit Wasser aus der Ems ausgeglichen. Dieser Vorgang findet im Reaktorkern statt, der im Kernkraftwerk Emsland 193 Brennelemente mit jeweils 300 Brennstäben aus angereichertem Uran-235 ent- hält. Hinzu kommen stabförmige Steuerelemente, mit denen der für die Kettenreaktion wichtige Neutronen- fluss und die Reaktorleistung geregelt werden. Die Steuerelemente werden mit Hilfe von Elektro- motoren zwischen den Brennstäben gehoben oder gesenkt. Damit wird die Reaktorleistung verändert. Einmal im Jahr wird das Kernkraftwerk für zwei bis drei Wochen abgeschaltet, um eine Revision der An- lagen und einen Wechsel verbrauchter Brennelemente vorzunehmen. Rund ein Viertel der Brennelemente wird dabei gegen neue ausgetauscht. Dampferzeuger Turbine Generator Transformator zum Fluss oder Kühlturm Kondensator Reaktordruck- behälter Primärkreislauf Sekundärkreislauf Uran – Gestein voller Energie Kernkraftwerke nutzen die Energie, die bei der Spaltung des radioaktiven Elements Uran-235 frei wird. Das Schwermetall kommt in der Natur stets in Verbindung mit Erzen vor und wird im Bergbau gewonnen. Die heute bekannten Uranvorräte auf der Erde reichen bei gegenwärtigem Verbrauch und heute verfügbarer Technologie noch rund 200 Jahre. Der große Vorzug des Urans ist sein überaus hoher Energiegehalt. Ein Kilogramm Natururan enthält ebenso viel Energie wie 12.600 Liter Erdöl oder 18.900 Kilogramm Steinkohle. Das aus Erzen zu gewinnende Uran besteht zu etwa 0,7 Prozent aus spaltbarem Uran-235, der Rest ist nichtspaltbares Uran-238. Damit das Uran in einem Kernkraftwerk eingesetzt werden kann, muss der Uran-235-Anteil durch die so genannte Anreiche- rung auf drei bis fünf Prozent angehoben werden. Das angereicherte Uran wird dann in Tablettenform, so genannte Pellets, gepresst und in röhrenförmige Brennstäbe aus einem besonders widerstandsfähigen Werkstoff gefüllt. Die Brennstäbe werden schließlich zu Brennele- menten gebündelt und in Reak- toren ein- gesetzt. 8 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 9 1 kg Natururan entspricht 12.600 Liter Erdöl oder 18.900 Kilo- gramm Steinkohle
  • 6. Kettenreaktion – alles im Griff Je mehr Neutronen, desto mehr Spaltvorgänge gibt es. Das bedeutet, dass mehr Energie frei wird. Da bei der Uranspaltung mehr Neutronen entstehen, als zur Aufrechterhaltung einer kontrollierten Ketten- reaktion nötig sind, wird ein Teil der Neutronen von ihrem eigentlichen Ziel abgelenkt. Dazu bedient man sich im Reaktor eines Kernkraftwerks so genannter Steuerstäbe. Sie sind vorrangig aus einem Material, das im Stande ist, die Neutronen zu absorbieren. Zur Senkung der Reaktorleistung werden diese Stäbe in den Reaktor eingeführt, zur Steigerung wieder herausgezogen. Die Kernspaltung ist unterbrochen, wenn sie eingefahren sind. Der Reaktor arbeitet mit maximaler Leistung, wenn die Stäbe ausgefahren sind. Die Steuerstäbe werden im Betrieb durch elek- trische Antriebe gefahren. Für die Schnellabschal- tung steht ein unabhängig davon wirkendes System zur Verfügung. Es gibt noch einen zweiten Weg, die Kettenreaktion zu kontrollieren und zu regeln: Durch das Einpumpen einer Borlösung in den Reaktor können die Neutronen eingefangen und die Spaltung der Urankerne unter- brochen werden. Schließlich trägt auch der Modera- tionseffekt zusätzlich zur Stabilisierung der Ketten- reaktion bei. Je heißer der Moderator beziehungsweise das Kühl- mittel wird, desto mehr Dampfblasen entstehen. Die Bremswirkung geht somit verloren, immer mehr Neutronen schießen am Ziel vorbei. Hinter diesem Prinzip verbirgt sich ein wesentliches inhärentes Sicherheitselement eines Druckwasser- reaktors. Steuer- stäbe Spalt- prozesse Brenn- elemente Steuerstäbe eingefahren Steuerstäbe ausgefahren Neutronen- Freisetzung Spaltprozesse gering bis keine Spaltprozesse vermehrt Fernsehen Steuerstäbe eingefahren Spaltprozesse gering bis keine Spaltprozesse vermehrt Steuerstäbe ausgefahren 10 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 11 Kernspaltung – mit gebremstem Schwung zur Wärme schnelles NeutronUran Spalt- produkteLangsames Neutron Moderator Steuerstab Kernspaltung Uran 235 kontrollierte Kettenreaktion gung. Bei jeder Spaltung entstehen zudem zwei bis drei neue Neutronen, die weitere Spaltvorgänge ein- leiten. Hierdurch entsteht eine sich selbst erhaltende Kettenreaktion. Das Ganze funktioniert jedoch nur dann, wenn es gelingt, die schnellen Neutronen abzubremsen, damit sie einen weiteren Urankern treffen können. Als Neutronenbremse – die Fachleute nennen sie Moderator – eignet sich Wasser. Mit dessen Hilfe verlangsamt sich die Geschwindigkeit der Neutro- nen auf das für die Spaltung richtige Maß. Im Reaktor eines Kernkraftwerks geschieht nichts Geheimnisvolles. Vielmehr macht sich der Mensch hier, genauso wie in anderen Kraftwerken, natürliche Vorgänge technisch nutzbar. Wenn Neutronen mit relativ geringer Geschwindig- keit auf einen Uran-235-Kern treffen, entsteht dabei zunächst Uran 236, das in zwei radioaktive Spaltpro- dukte zerfällt, die wiederum mit hohem Tempo aus- einander fliegen, um anschließend von anderen Atomen in der Umgebung abgebremst zu werden. Aus dieser Bewegungsenergie wird durch die Ab- bremsung verwertbare Wärme für die Stromerzeu- Kernspaltung Uran 235 kontrollierte Kettenreaktion
  • 7. Mehrfach vorhanDen – Die SicherheitSeinrichtungen Die Gewährleistung eines hohen Sicherheitsstandards ist zentrale Verpflichtung der Kernkraftwerksbetreiber. Grundlage des hohen Sicherheitsniveaus ist eine hochwertige technische Auslegung, durch die Störungen zuverlässig vermieden werden. Daneben werden Ausfälle von Systemen und Komponenten „vorgedacht“ und sichergestellt, dass diese keine Auswirkungen auf die Umgebung zur Folge haben. Umfassende Inspektions- und Wartungsprogramme dienen dazu, die Anlage stets in einem optimalen Zustand zu halten und Unregelmäßigkeiten an Anlagenteilen rechtzeitig zu erkennen und zu be- heben. Neben der Gewährleistung eines exzellenten tech- nischen Zustands stehen auch organisatorische Fragen und ein hohes Sicherheitsbewusstsein der Kraftwerksmannschaft im Fokus der Betreiber- anstrengungen. Außerdem wird der Betrieb der Kernkraftwerke von den zuständigen Behörden und Gutachtern streng überwacht. Die Auslegungsprinzipien Vorsorglich wird bei der Auslegung von Kernkraft- werken immer vom Zusammentreffen ungünstiger Umstände und Schadensereignisse ausgegangen. Daher werden bei der Planung sowie beim Bau der Anlage die Auslegungsprinzipien Redundanz, Diver- sität, räumliche Trennung und das so genannte Fail- Safe-Prinzip umgesetzt. Redundanz: Mehrere gleichartige Systeme haben die gleiche Aufgabe. Eins springt im Notfall für das andere ein. So gibt es z.B. in Lingen vier voneinan- der unabhängige Notkühlsysteme, von denen bereits zwei zum Kühlbetrieb ausreichend sind. Diversität: Verschiedene Systeme haben die Aufgabe, die gleiche Funktion zu erfüllen. Versagt beispiels- weise das Einfahren der Steuerstäbe fallen diese durch die Schwerkraft ein. Langfristig kann der Reak- tor außerdem durch das Einpumpen einer Borlösung sicher abgeschaltet werden. Fail Safe: Alle Sicherheitssysteme wirken bei einer Störung in die sichere Richtung. Fällt etwa die Strom- versorgung aus, stellen sich Ventile und Klappen in die sicherheitsrelevante Position. Durch die räumliche Trennung der redundanten und diversitären Einrichtungen wird sichergestellt, dass nicht mehrere Systeme gleichzeitig durch eine Ursache ausfallen können. Sicherheit – iMMer auf DeM neueSten StanD Brennstofftabletten Metallhüllen Reaktordruckbehälter und Kühlkreis Biologisches Schild Sicherheitsbehälter Reaktorgebäude Das Reaktorschutzsystem Jedes Kernkraftwerk ist zusätzlich mit einem Reaktor- schutzsystem ausgestattet. Es kontrolliert während des Betriebs laufend alle wichtigen Messwerte, vergleicht sie mit dem Soll-Zustand und korrigiert von ihm erkannte anormale Betriebszustände. Wenn bestimmte, zuvor genau festgelegte Grenzen erreicht werden, löst das Reaktorschutzsystem automatisch aktive Sicherheitsmaßnahmen – wie beispielsweise die Reaktorschnellabschaltung oder die Notstrom- versorgung – aus. Sicherheitseinrichtungen und Sicherheitsmaß- nahmen werden durch ein vorgegebenes Programm wiederkehrender Prüfungen systematisch auf ihre Funktionsfähigkeit geprüft. Die Sicherheitseinrichtungen Jede kerntechnische Anlage ist mit zahlreichen Sicher- heitseinrichtungen versehen. An die Konstruktion von Kernkraftwerken werden höchste Anforderungen gestellt. Ziel aller Sicherheitsmaßnahmen bei Kern- kraftwerken ist die Rückhaltung radioaktiver Stoffe, die bei der Kernspaltung im Reaktorkern entstehen. Hierzu bestehen folgende Rückhaltebarrieren: › das Kristallgitter des Brennstoffes, das den größten Teil der Spaltprodukte zurückhält › die gasdichte und druckfeste Metallhülle um die Brennstofftabletten (Brennstab) › der Reaktordruckbehälter mit geschlossenem Kühlkreis › der biologische Schild: eine 2 Meter starke Betonummantelung › der Sicherheitsbehälter aus rund 38 Milimeter dickem Stahl › das Reaktorgebäude aus 2 Meter dickem Stahlbeton. 12 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 13
  • 8. Das Speicherbecken Geeste Wie jedes Wärmekraftwerk benötigt auch das Kernkraftwerk Emsland Wasser für seine Kühlung. Es muss die Menge Wasser ersetzen, die über den Kühlturm verdunstet. Dazu dient Wasser aus der Ems. Da ihr Wasserstand jahreszeitlich oder wetterbedingt schwanken kann, wurde für das Kernkraftwerk ein künstlicher Wasserspeicher angelegt, das Speicher- becken Geeste. Das etwa 23 Millionen Kubikmeter Wasser fassende Becken ist etwa zwölf Kilometer vom Kernkraftwerk entfernt und wird über den Dortmund-Ems-Kanal mit Wasser aus der Ems befüllt. Um das Speicher- becken herum liegen ein großes Waldgebiet und ein Feuchtbiotop, was sowohl dem nachhaltigen Umwelt- schutz als auch dem Naherholungswert der Region zugute kommt. Die Umgebung – Stets unter Kontrolle Das Kernkraftwerk ist an das Fernüberwachungs- system des niedersächsischen Landesamtes für Umweltschutz angeschlossen. Dieses System über- wacht völlig unabhängig von den betriebsinternen Kontrolleinrichtungen des Kraftwerks Abluft und Abwasser. Zusätzlich werden Messwerte aus der Kraftwerksumgebung in regelmäßigen Abständen automatisch abgerufen und an die zuständige Behörde übertragen, um dort ausgewertet zu werden. Die Auswertungen sind der Öffentlichkeit jederzeit frei zugänglich. Messproben aus Boden, Luft und Wasser rund um das Kernkraftwerk Emsland belegen, dass die gesetzlichen Grenzwerte nicht nur eingehalten, sondern stets weit unterschritten werden. Die gesamte Umgebung des Kernkraftwerks Emsland wird laufend von fach- kundigem Betriebspersonal und von unabhängigen Institutionen kontrolliert. 14 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 15
  • 9. Solche Abfälle sind in erster Linie verbrauchte Brennelemente, die zukünftig in Endlagern dauerhaft sicher eingeschlossen werden sollen. Bis solche Endlager von der Bundesregierung zur Verfügung gestellt werden, müssen die Brennelemente zwischengelagert werden. Neben den zentralen Zwischenlagern in Gorleben (Niedersachsen) und Ahaus (Nordrhein-Westfalen) haben die Betreiber von Kernkraftwerken, also auch RWE Power, im Sinne des geänderten Atomgesetzes zusätzliche Zwischen- lager an ihren Kraftwerksstandorten eingerichtet. Das Standortzwischenlager Lingen (SZL) wurde Ende 2002 nach 18-monatiger Bauzeit in Betrieb genommen. Das vom Bundesamt für Strahlenschutz geprüfte SZL nimmt seither abgebrannte Brennelemente des Kern- kraftwerks Emsland bis zu ihrem Transport in ein Endlager nach spätestens 40 Jahren auf. Das Lagergebäude Das SZL ist 110 Meter lang, 27 Meter breit und ca. 20 Meter hoch und wurde etwa 100 Meter vom Reaktor- gebäude des Kernkraftwerks auf dem Betriebsgelände errichtet. Dank seiner 1,20 Meter dicken Außenwände und seines 1,30 Meter starken Dachs ist das einer Fabrikhalle ähnelnde Gebäude außerordentlich robust und bietet rund 130 Castor-Behältern Platz. Damit ist mehr als ausreichend Raum vorhanden sowohl für die bereits in der Vergangenheit ver- brauchten Brennelemente als auch für jene, die während der verbleibenden Betriebsdauer des Kraft- werkes anfallen werden. Das Sicherheitskonzept Der wichtigste Baustein der sicheren Aufbewahrung und des Transports abgebrannter Brennelemente im SZL ist der Behälter vom Typ Castor V/19 , der 19 Brennelemente aufnehmen kann. Der Castor ist unter anderem mit einer Wandstärke von 40 Zentimetern so stabil konstruiert, dass er einen Sturz aus neun Metern Höhe auf festen Untergrund ebenso unbeschadet DaS entSorgungSKonzePt – DaS StanDortzwiSchenLager Lingen Bei der Stromerzeugung mit Kernenergie entstehen radioaktive Abfälle, die zeitweilig am Kraftwerksstandort sicher zwischengelagert werden müssen. übersteht wie Außentemperaturen von mindestens 800 Grad. Seine Hülle schirmt radioaktive Strahlen so wirksam ab, dass man sich gefahrlos in unmittelbarer Nähe des Behälters aufhalten kann. Auch das SZL-Gebäude mit seinen massiven Wänden dient zur Abschirmung der Strahlung und bietet außerdem wirksamen Schutz gegen Erdbeben, Explosionsdruckwellen und Flugzeugabstürze. Der Weg verbrauchter Brennelemente Verbrauchte Brennelemente werden aus dem Reaktor entnommen und zunächst in ein mit Wasser gefülltes, so genanntes Abklingbecken innerhalb des Reaktorge- bäudes gebracht, wo sie mindestens fünf Jahre gelagert werden. Dabei verringert sich ihre Wärmeleistung erheblich. Dann werden sie in Castor-Behälter geladen und auf einem kraftwerksinternen Schienenweg in das Standortzwischenlager transportiert. Die Dichtigkeit der Behälter wird nicht nur während des Transports, sondern während der gesamten Lagerzeit permanent über- wacht. Die Restwärme, die von den Behältern ausgeht, wird durch natürlichen Luftzug oder mit Hilfe von Lüftern abgeführt. Die von den Behältern emittierte Strahlung ist äußerst gering, wird aber ebenfalls kontinuierlich überwacht. Castor 2,44 m 5,86m 20 22 24 Uhr Doppeldeckelsystem Grundkörper Tragkorb Moderatorstab Kühlrippe 16 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 17 Castor Blick in einen Castor-Behälter
  • 10. Erdgas für Strom und Wärme – Das Erdgaskraftwerk Emsland Erdgas ist besonders umweltfreundlich. Gaskraft- werke erzielen hohe Wirkungsgrade und arbeiten nahezu schadstofffrei. Bei der Verbrennung von Erdgas entsteht keine Asche. Ein weiteres Plus: Die Anfahrzeit eines Gaskraftwerks von Stillstand auf Volllast ist sehr kurz. Deshalb wird dieser An- lagentyp vor allem zu Abdeckung von Lastspitzen oder bei Kraftwerksausfällen im Stromnetz einge- setzt. Das Erdgaskraftwerk Emsland besteht aus den bei- den 1974/75 ans Netz gegangenen Blöcken B und C sowie – seit 2010 – dem Block D. Zurzeit ersetzt Betreiberin RWE Power die Gasturbinen der älteren Einheiten durch neue Modelle und wendet dafür 200 Millionen Euro auf. Die Lingener Gaskraftwerke sind im Prinzip Wärme- kraftwerke wie andere auch: Sie nutzen statt Kohle oder Kernspaltung Erdgas, um Wasser zu verdampfen und damit eine Turbine mit angeschlossenem Gene- rator anzutreiben. Die Blöcke B und C auf der einen und Block D auf der anderen Seite unterscheiden sich jedoch in einem wesentlichen Detail: B und C erzeu- gen den Dampf mit einer Erdgasfeuerung, Block D nur mit dem heißen Abgas der Gasturbinen. Spitzentechnik in der Spitzenlast: RWE Power investiert 700 Millionen Euro in Neubau und Modernisierung. 18 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 19
  • 11. Block D, das Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerk (GuD) am Standort Lingen, setzt weltweit Maßstäbe in Effizienz und Umweltfreundlichkeit. In Block D werden die heißen Turbinenabgase Dampf- erzeugern ohne Feuerung, so genannten Abhitze- kesseln, zugeführt. Dort verwandeln sie Wasser in Dampf, der dann wiederum Dampfturbine und Generator antreibt. Die Anlage erreicht einen Netto- wirkungsgrad von 59,2 Prozent. Block D besteht aus zwei Gasturbinen à 280 MW, zwei Abhitzekesseln und einer gemeinsamen Dampf- turbine mit 326 MW elektrischer Leistung. Sie ist auf eine Frischdampftemperatur von 585 Grad und einen Druck von 159,2 bar ausgelegt. Wie die benachbarten Blöcke B und C ist auch Block D für die Kraft-Wärme-Kopplung ausgelegt. Er kann stündlich 100 Tonnen Prozessdampf auskoppeln. Das heißt: Ein Teil des Dampfes wird von der Dampf- turbine abgezweigt und kann für Industriezwecke (Dampfkunden) zur Verfügung gestellt werden. Dieser Dampf ist energetisch hochaufgeladen und keinesfalls mit dem nur lauwarmen Kühlwasser oder gar den Dunstschwaden zu verwechseln, die von den Kühltürmen der Kraftwerke abgegeben werden. Durch die GuD-Technik erhöht sich der Wirkungsgrad eines Erdgaskraftwerks beträchtlich, im Fall von Block D auf 59,2 Prozent. Ein derart effizienter Einsatz von Brennstoff und Wärme verringert auch den CO2- Ausstoß erheblich – zum Wohl der Umwelt und des Klimaschutzes. Schon heute wird ein Teil des Dampfes ausgekoppelt und an die Dralon GmbH (Faserwerke) im Lingener Industriepark Süd geliefert. Die Kunden decken damit den Wärmebedarf ihrer Produktion und können dafür auf eigene Heiz- oder Kraftwerksanlagen verzichten. Kern der beiden Blöcke sind die beiden Dampfer- zeuger: Die 16 Gasbrenner pro Kessel erreichen Flammentemperaturen von 1.350 Grad. Sie erhitzen Wasser, das anschließend als 535 Grad heißer Dampf unter einem Druck von bis zu 185 Bar eine Dampf- turbine antreibt. Der Dampf strömt auf die Turbinen- schaufeln und versetzt die Antriebswelle in Rotation. Wie bei allen Turbinen wird durch diese Drehbewe- gung ein Generator angetrieben, der den Strom erzeugt, in diesem Fall mit einer Nettoleistung von 355 MW. Den Dampferzeugern vorgeschaltet ist zurzeit jeweils eine Gasturbine von 55 MW. Sie treibt mit dem ent- stehenden Gemisch aus Verbrennungsgasen und Luft einen eigenen Generator an. Anschließend werden die 430 Grad heißen und sauerstoffreichen Verbrennungsabgase im Dampferzeuger als Ver- brennungsluft zum Erhitzen des Wassers für die Dampfturbinen genutzt. Weil die Gasturbinen den Kernprozess auf diese Weise ergänzen, bezeichnet man sie in diesem Fall auch als Vorschalt-Gasturbinen. Wegen der effektiven und umweltfreundlichen Kombination zweier unterschiedlicher Turbinen wird dieser Anlagentyp Kombikraftwerk genannt. Zurzeit ersetzt RWE Power die beiden Gasturbinen der Blöcke B und C durch jeweils zwei neue Aggregate. Während die alten einen Wirkungsgrad von 26 Prozent haben, erreichen die neuen Turbinen des Herstellers Rolls Royce 40 Prozent. Die 200-Millionen- Euro-Investition steigert den Gesamtwirkungsgrad der Kombiblöcke um bis zu zwölf Prozent und verrin- gert den CO2-Ausstoß bei gleicher Stromerzeugung um über 45.000 Tonnen pro Jahr. Die GuD-Anlage Die Blöcke B und C – stark durch Kombination Zwischen- überhitzer Speisepumpe Gasregelstation Dortmund-Ems-Kanal Brennstoff Gasturbine Ansaugluft Generator Dampfturbine Speisewasser Dampf Dampferzeuger Wehr Ems Generator Kondensator Kühlwasserpumpen Gasbrenner Gasturbine Ansaugluft Generator Dampfturbine Gaszuleitung heiße Abgase Kondensator Speisewasser Abhitze- dampferzeuger Dampfauskopplung Faserwerke Lingen Ansaugluft GasturbineGenerator Generator heiße Abgase Ansaugluft GasturbineGenerator Kühlwasserpumpen Dampf- turbine Speisepumpen Abflut- wasser Kühlturm- zusatzwasser Abflut- wasser Kühlturm- zusatzwasser Abhitze- dampferzeuger Speisewasser Kühlturm Kühlturm Dampf Dampfauskopplung Faserwerke Lingen Zwischen- überhitzer Speisepumpe Gasregelstation Dortmund-Ems-Kanal Brennstoff Gasturbine Ansaugluft Generator Dampfturbine Speisewasser Dampf Dampferzeuger Wehr Ems Generator Kondensator Kühlwasserpumpen Gasbrenner Gasturbine Ansaugluft Generator Dampfturbine Gaszuleitung heiße Abgase Kondensator Speisewasser Abhitze- dampferzeuger Dampfauskopplung Faserwerke Lingen Ansaugluft GasturbineGenerator Generator heiße Abgase Ansaugluft GasturbineGenerator Kühlwasserpumpen Dampf- turbine Speisepumpen Abflut- wasser Kühlturm- zusatzwasser Abflut- wasser Kühlturm- zusatzwasser Abhitze- dampferzeuger Speisewasser Kühlturm Kühlturm Dampf Dampfauskopplung Faserwerke Lingen Gas- und Dampfturbinen- Kraftwerk Kombiblock 20 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 21 Dortmund-Ems-Kanal Ems
  • 12. gaSverSorgung unD oPtiMierungSLeitung Das Erdgaskraftwerk Emsland profitiert von seiner optimalen Anbindung an das Ferngasnetz: RWE Power bezieht den Brennstoff aus fünf verschie- denen Versorgungsnetzen. Um die Gasversorgung des Kraftwerks noch weiter zu verbessern, hat RWE Power zusätzlich eine so genannte Optimierungs- leitung gebaut. Diese rund 15 Kilometer lange und etwa 1,50 Meter dicke unterirdische Leitung ist in etwa drei Kilometern Entfernung vom Kraftwerk ver- baut. Sie dient der Bevorratung von Brennstoff und kann bis zu 900.000 Kubikmeter Erdgas bereitstellen. Das von einer Verdichterstation auf dem Kraftwerks- gelände so auf 100 bar komprimierte Gas entspricht der Menge, die das Kraftwerk für sechs Stunden Voll- lastbetrieb benötigt. Dadurch können kurzzeitige Schwankungen im Stromnetz ausgeglichen werden. Auch die Brennstoffbeschaffung auf dem internatio- nalen Gasmarkt wird durch die Bevorratung flexibler, da sich die Preisschwankungen nicht ungebremst auswirken können. Die Optimierungsleitung dient also sowohl in logistischer als auch in finanzieller Hinsicht als Puffer. Mit ihrer Form und im Aufbauprinzip ähnelt die Gas- turbine eines Kraftwerks dem Strahltriebwerk eines Flugzeugs: Vorne tritt Luft ein, in der Mitte wird sie mit Brenngas verwirbelt und verbrannt, am Ende entsteht der Schub, den das Flugzeug braucht. Mit ihrer hohen Leistungsdichte und Schnellstart- fähigkeit sind Gasturbinen die Power-Pakete der Stromversorgung: Eine einzelne Anlage von der ungefähren Größe eines Sattelschleppers kann eine Stadt von 300.000 Einwohnern mit Strom versorgen, und das binnen weniger Minuten. Der Begriff „Gasturbine“ bezeichnet gewöhnlich das gesamte Aggregat, das im wesentlichen aus Kompressor/Verdichter, Brennkammer(n) und der eigentlichen Turbine besteht. RWE Power setzt in der GuD-Anlage zwei Turbinen des innovativen Typs Alstom GT 26 ein. Am vorderen Abschnitt, dem Kompressor, wird Außenluft ange- saugt und durch 22 Schaufelräder verdichtet. Durch diesen Druckanstieg erhitzt sie sich. In der ersten Brennkammer wird auf 150 Grad vorgewärmtes Erd- gas mit einem Druck von 50 Bar zugemischt und verbrannt. Die Luft wird dabei so geführt, dass die rund 1.200 Grad heiße Flamme nicht mit der metal- lischen Wand der Brennkammer in Kontakt kommt. Das heiße, sauerstoffarme Abgas treibt eine Hoch- druckturbine an und wird dort mit einem Gas-Luft- Gemisch verwirbelt, das sich in der anschließenden zweiten Brennkammer selbst entzündet. Die 630 Grad heißen Abgase strömen in das Niederdruckteil der Turbine, treiben dort eine Reihe von Schaufel- rädern an und erzeugen so die Drehbewegung für den Antrieb des Generators. Anschließend gelangen sie in den Wärmetauscher des Abhitzekessels, wo sie zur Dampferzeugung wiederverwertet werden. Das Novum der GT26 von Alstom ist die serielle oder doppelte Verbrennung in zwei Kammern. Sie steigert den Wirkungsgrad der Gasturbinen- technik, ohne die materialkritischen Verbrennungs- temperaturen wesentlich zu steigern. Das sichert niedrige Emissionen sowohl im Voll- als auch im Teillastbetrieb. gaSturBine Gasunie Vlieghuis Emlichheim Erdgasspeicher Kalle Itterbeck Uelsen Neuenhaus E.On/Ruhrgas BEB WEDAL Emsbüren EGM RWE Energy Station Bookfeld vertraglich: 148 TNm³/h technisch: 400 TNm³/h 67,5 bar 180 TNm³/h 80 bar 200 TNm³/h 40 bar 130 TNm³/h 50 TNm³/h 40 bar Niederlande KEM Optimierungsleitung mit Anbindung im KEM > Verdichterstandort neben GuD-Anlage Nordhorn Lingen Erdgasspeicher Itterbeck RWE Power, KEM RWE Energy EGM E.ON/Ruhrgas BEB H-Gas BEB L-Gas Grenze Erdgasförderstationen 22 KraftwerKe Lingen KraftwerKe Lingen 23
  • 13. RWE Power betreibt am Standort Lingen seit 1984 ein Informationszentrum, das bereits über 300.000 Gäste besucht haben. Information zum Standort – Offen für den Dialog In der Dauerausstellung können sich Besucher mit Hilfe moderner interaktiver Medien umfassend über die Kraftwerke am Standort sowie über energiewirt- schaftliche Themen informieren. So gibt zum Beispiel ein virtueller Kraftwerksrundgang Einblick in die Funktionsweise eines Kernkraftwerks. Eingehend behandelt werden auch Fragen der Sicherheit von Kernkraftwerken und der Lagerung von benutzten Brennelementen. Ein großes Exponat im räumlichen Mittelpunkt der Dauerausstellung beschäf- tigt sich mit der Stromversorgung Europas heute und in der Zukunft. Dabei werden alle beteiligten RWE Power AG Informationszentrum Kraftwerksstandort Lingen Am Hilgenberg 49811 Lingen T +49 591 806-1611 F +49 591 806-1610 E info.emsland@kkw.rwe.com I www.rwe.com/rwepower Energieträger (fossile Brennstoffe, Kernenergie, erneuerbare Energien) im Zusammenhang mit den drei zentralen Aspekten der Energieversorgung – Wirtschaftlichkeit, Versorgungssicherheit und Umweltschutz – vorgestellt. Besuchergruppen sollten rechtzeitig einen Termin unter der angegebenen Telefonnummer reservieren, vor allem wenn sie auch einen Besuch in einem der Kraftwerke planen. Einzelbesucher sind jederzeit herzlich willkommen und benötigen keine Voranmeldung. Sie sichern die Arbeitsplätze von rund 500 eigenen Mitarbeitern und zahlreiche weitere bei Zulieferern und Dienstleistern. Hinzu kommt die vielseitige Berufsausbildung junger Menschen, die am Standort in verschiedenen gewerblich-technischen Tätigkeiten geschult werden. Die Kraftwerke Lingen sind auch ein Standortvorteil für die ortsansässige Industrie. Seit Jahrzehnten werden Industriekunden von den bestehenden Gaskraftwerken nicht nur mit Strom, sondern auch zuverlässig mit Prozessdampf versorgt. Auch die neue GuD-Anlage ist für diese Dienstleistung bereits technisch ausgelegt. Die Kraftwerke am Standort Lingen sind ein wichtiger Wirtschaftsfaktor in der Region Emsland. Öffnungszeiten: montags bis donnerstags von 08.00 - 17.00 Uhr freitags von 08.00 - 16.00 Uhr samstags und sonntags von 10.00 - 17.00 Uhr (Mai bis September) Wichtiger Wirtschaftsfaktor – Sichere Arbeitsplätze 24 Kraftwerke Lingen Kraftwerke Lingen 25
  • 14. Reaktorwärmeleistung el. Bruttoleistung el. Nettoleistung Netto-Wirkungsgrad Anzahl der Brennelemente Dampfstrom Frischdampfdruck/Temperatur Kondensator-Kühlwassermenge MW MW MW % kg/s bar/ºC kg/s 3.850 1.400 1.329 34,50 193 2.133 62,0/279 43.889 Beckeninhalt Gesamtfläche Speicherbecken Länge Dammkrone (in Kronenmitte) Dammkrone Sohle Beckentiefe Stauziel Mio m3 Mio m2 m m ü. NN m ü. NN m m ü. NN 23,00 2,30 5.818,32 36,00 21 – 19,50 15 – 16,50 34,00 Generatorleistung Gasturbine Generatorleistung Dampfturbine Gesamtnettowirkungsgrad Gasturbine Erdgasmenge Drehzahl Dampferzeuger Anzahl der Brenner Erdgasmenge maximal Dampfkraftanlage Drehzahl Kühlwassermenge Dampfstrom Dampftemperatur Dampfdruck Block B/C 55 (2x) 365 (2x) 42 5,6 3.000 16 22 3.000 8.944 320 535 185,4 Block D 281 (2x) 326 59,2 39,43 3.000 – – 3.000 11.526 234,5 585 160 MW MW % Nm3 /s min Nm3 /s min kg/s kg/s °C bar Kernkraftwerk Emsland Speicherbecken Geeste Erdgaskraftwerk Emsland Technische Daten Kernkraftwerk Emsland TECHNISCHE DATEN ERDGASKRAFTWERK EMSLAND 26 Kraftwerke Lingen