Fitness-Kur für ein Kraftwerk

In Kolumbien modernisiert CES Termopaipa IV mit einem ‚Retrofit‘

1999 als erstes Auslands-Projekt finanziert und gebaut, war das Steinkohlekraftwerk Termopaipa 20 Jahre lang verlässliche Energiequelle für Industrie und Haushalte im Nordosten Kolumbiens. Jetzt hat STEAG den 165-Megawatt-Block überholt und seine Leistung gesteigert – Fortsetzung einer Erfolgsstory.

„Wir haben bei uns einen festen Grundsatz: ‚in time, in quality and in budget.‘“

Dr. Peter Weiß, Leiter Geschäftsbereich Erzeugung, STEAG

Sehr behutsam, zentimeterweise senkt sich der riesige Rotor samt Antriebswelle an einem wuchtigen Kranausleger in das Turbinengehäuse. Hier ist Fingerspitzengefühl gefragt. Schließlich wurde das ca. 30 Tonnen schwere Werkstück eigens im polnischen Elbląg angefertigt, ist auf einem dreiwöchigen Seeweg über Rotterdam nach Cartagena an die kolumbianische Karibikküste gelangt und von dort mit einem Lkw in das Kraftwerk in Paipa gebracht worden. Ein Montagefehler wäre bei dem ohnehin hohen Kostenaufwand ein Unding und würde den weiteren Zeitplan gefährden. Und der ist Dr. Peter Weiß und seinem Team vor Ort heilig. „Wir haben bei uns einen festen Grundsatz: ‚in time, in quality and in budget‘“, erklärt der Leiter des Geschäftsbereichs Erzeugung von STEAG. Und das bedeutet: Mitte November soll die Turbine funktionsfähig, sollen sämtliche Bauteile wieder zusammengesetzt und das mit Steinkohle betriebene Kraftwerk einsatzfähig sein. Und es soll nicht mehr Geld als budgetiert dafür ausgegeben werden. 170 Megawatt, fünf mehr als bislang, wird Termopaipa IV dann leisten und ist damit in dem lateinamerikanischen Staat, der drei Viertel seines Strombedarfs durch den Einsatz von Wasserkraftwerken erzeugt, ein Garant für Energiesicherheit. Denn so ökologisch nachhaltig die Nutzung der Wasserkraftwerke zur Stromversorgung der rund 50 Millionen Einwohner Kolumbiens sein mag – in Trockenzeiten führen die Flüsse weniger Wasser, die Leistung der Wasserkraftwerke sinkt und muss deshalb durch thermische Energieanlagen ausgeglichen werden. „Das ist der El-Niño-Effekt“, erläutert Dr. Peter Weiß. „Etwa alle fünf bis sieben Jahre führt dieses Klimaphänomen dazu, dass es vor der südamerikanischen Pazifikküste zu sehr starken Regenfällen kommt, die aber schon an der Westseite der Anden niedergehen. In Kolumbien bleibt es dann weitgehend trocken.“

Dr. Peter Weiß
In Bad Mergentheim geboren, wuchs Dr. Peter Weiß im badischen Teil des Frankenlands auf. Nach dem Abitur studierte er Maschinenbau an der Uni Stuttgart, Mitte der 90er-Jahre zog es ihn aus beruflichen Gründen ins Ruhrgebiet. Einem Engagement bei dem Chemieunternehmen BASF folgte der Wechsel zu STEAG. Hier begann Dr. Peter Weiß in der Kraftwerksplanung – sein erstes Projekt war die Konzeption der maschinentechnischen Anlagen des Raffinerie-Kraftwerks Leuna. Auch seine weiteren Aufgaben hatten einen hohen Praxisanteil: im Ausland Oberbau- und Inbetriebnahmeleiter bei einem Kraftwerks-Projekt in Nigeria und Kraftwerksleiter in Kolumbien, im Inland Leiter von Projekten in Hamburg, Oberbayern und Sachsen-Anhalt sowie in Duisburg als Oberbau- und Inbetriebnahmeleiter des derzeit modernsten STEAG-Kraftwerks Walsum 10 in Duisburg. Heute ist der 50-Jährige gemeinsam mit Dr. Hüseyin Rall und Stefanie Rehpöhler Leiter des Geschäftsbereichs Erzeugung des STEAG-Konzerns und in dieser Position verantwortlich für die Führung und Steuerung sämtlicher Stromerzeugungsanlagen der STEAG GmbH. Dazu zählen auch Erzeugungsanlagen für regenerative Energie wie Windparks in Rumänien und in der Türkei sowie die Parabolrinnenanlage Arenales in Spanien.

Sichere Energieversorgung seit fast 20 Jahren
Um in Zeiten von El Niño eine sichere Energieversorgung zu gewährleisten, führte die kolumbianische Regierung 1996 einen Kapazitätsmarkt ein und schuf damit die Grundlage für Kraftwerke wie Termopaipa IV. Seither wird der hier erzeugte Strom, basierend auf einem Stromliefervertrag mit einer Laufzeit von 20 Jahren, an einen regionalen Energieversorger veräußert. Der zahlt für die Kapazitätsbereitstellung eine fixe Vergütung (Leistungspreis) – gleich, wie viel Energie das Kraftwerk liefert. Bedingung dieser Vereinbarung ist allerdings, dass Termopaipa IV mindestens 80 Prozent der Jahresstunden (Verfügbarkeitsgarantie) mit Volllast einsetzbar ist – und zwar nicht nur in der Theorie, sondern auch praktisch. „Diese Verfügbarkeit wurde regelmäßig getestet“, sagt der STEAG-Erzeugungsleiter. „In den vergangenen fast 20 Jahren haben wir alle Verfügbarkeitstests bestanden. Diese wurden vom Kunden zu verschiedenen Tag- und Nachtzeiten ohne Vorankündigung gefordert. In Jahren von El Niño, zum Beispiel im Jahr 2015, wurde das Kraftwerk durchgehend angefordert und erreichte eine sehr gute Auslastung und Verfügbarkeit von über 99 Prozent. Dies zeigt, wie wichtig das Kraftwerk für den Energiebedarf in Kolumbien ist.“

Am 7. Januar 2019 läuft der bisherige Stromliefervertrag (Power Purchase Agreement) aus, doch der in Termopaipa IV erzeugte Strom wird auch weiterhin gebraucht. Die Eigentümer- und Betreibergesellschaft Compania Electrica de Sochagota S.A. E.S.P. (51 Prozent der Anteile gehören STEAG / 49 Prozent dem amerikanischen Unternehmen ContourGlobal) hat mit Unterstützung der STEAGHandelsabteilung, dem Geschäftsbereich Trading und Optimization, frei verhandelte Verträge mit neuen Kunden, überwiegend aus der Industrie, abgeschlossen. Damit ist der Stromabsatz des Kraftwerkes für die kommenden fünf Jahre gesichert. Bei hohen Strompreisen im Markt wird das Kraftwerk den Strom selbst erzeugen, bei niedrigen Preisen wird der Strom im Markt zugekauft.

Um das mittlerweile zwei Jahrzehnte alte Kraftwerk auf die kommenden Anforderungen vorzubereiten, wird Termopaipa IV nun einer ‚Retrofit‘-Maßnahme unterzogen. „Es stand ohnehin eine große Turbinenrevision an. Nun nützen wir die Zeit für umfangreiche Maßnahmen“, so Dr. Peter Weiß. Denn der Stand der Technik ist heute naturgemäß ein anderer als vor 20 Jahren, insbesondere die Turbine hat sich weiterentwickelt. „Neue Berechnungsmethoden und Fertigungsverfahren ermöglichen es uns, im Ergebnis aus dem gleichen Aufwand mehr Energie herauszuholen, das ist das Ziel von ‚Retrofit‘. In diesem Fall überarbeiten wir den Antrieb im hinteren Teil durch Einsatz einer neuen Mitteldruck- und Niederdruckturbine.“

„Im Jahr 2015 wurde das Kraftwerk durchgehend angefordert und erreichte eine sehr gute Auslastung und Verfügbarkeit von über 99 Prozent.“

Zwei Jahre Vorbereitung und zehn Millionen Euro Investitionen
Seit zwei Jahren arbeiten STEAG-Mitarbeiter in Kolumbien und Essen bereits an den Planungen. Nach der technischen Konzeption, die der studierte Maschinenbauingenieur leitete, folgte eine Ausschreibung zur Fertigung der neuen Turbinenteile. Diese entschied der Turbinenhersteller General Electric für sich. Das US-Unternehmen hat vor einigen Jahren die Firma Alstom übernommen, in die wiederum der Turbinen-Spezialist ABB aufgegangen ist – und der hatte die Termopaipa-Turbine ursprünglich produziert. „Die Modernisierung wird also von dem Hersteller umgesetzt, der die Turbine am besten kennt“, so Dr. Peter Weiß. Auch für den 50-jährigen Diplom-Ingenieur ist dieses Projekt übrigens eine Art Flashback: Von 2001 bis 2005 war er Kraftwerksleiter von Termopaipa IV. „Damals kannte ich dort praktisch jede Schraube mit Vornamen.“

Ein Jahr hat die Produktion der neuen Turbinenteile in Anspruch genommen – regelmäßige Inaugenscheinnahmen durch STEAG-Techniker am Produktionsstandort in Polen inklusive. Parallel dazu liefen die Vorbereitungen am Standort in Kolumbien. Seit dem 2. Oktober standen dort die Anlagen still, damit das Kraftwerk abkühlen konnte. „Wir haben die Öffnung des Turbinengehäuses genutzt, um auch andere Aggregate zu prüfen und zu überholen“, erklärt Dr. Peter Weiß. Dazu wurden Teile ausgebaut, die im Betrieb besonders belastet sind, und mit Ultraschall bzw. einer Durchstrahlung überprüft, um eventuelle Rissbildungen zu lokalisieren. Davor wurden die ‚verzunderten‘ Oberflächen gereinigt und für die Prüfungen vorbereitet – durch den Kraftwerksbetrieb hatte sich eine Oxidschicht darauf abgesetzt. „Wir nehmen eine Art Vollkörper-Check vor, um am Ende sicher zu sein, dass das Kraftwerk den Anforderungen genügen kann.“

Rund zehn Millionen Euro investierten STEAG und ihr Partner ContourGlobal in diese ‚Retrofit‘-Maßnahme. Etwa sechs Wochen benötigen die STEAG-Techniker und ihre Partnerunternehmen, um Termopaipa IV von Grund auf zu überholen und zu ertüchtigen. Mitte November soll das Steinkohlekraftwerk wieder in Betrieb gehen. „Dann hätten wir bis zum Beginn des neuen Energiejahres am 1. Dezember sogar noch zwei Wochen Reserve“, sagt Dr. Peter Weiß. Sollte das gelingen, wird er allerdings kaum Zeit zum Durchatmen haben:

2020 soll das STEAG-Steinkohlekraftwerk im türkischen Iskenderun einer ‚Retrofit‘-Maßnahme unterzogen werden. „Da wartet also schon das nächste spannende Projekt auf uns.“

Blick in die Zukunft:
Der steigende Energiebedarf und die Herausforderungen bei der Nutzung der Wasserkraft bieten neue Wachstumschancen für STEAG in Kolumbien: Wir prüfen eine Teilnahme an einer Auktion im Januar. Bei Erfolg könnte STEAG einen zweiten Kraftwerksblock – Paipa 4.2 errichten.