Mit mobilen Stromerzeugungsanlagen gegen die Energielücke

31. Mai 2023

Teileherstellung bei der Gewinde Ziegler AG. In der Härterei können Stromausfälle grosse Schäden verursachen.

Deshalb sichert das Unternehmen seine Produktion mit zwei in Containern verbauten Stromerzeugungsanlagen von Avesco ab. Diese nutzen je einen Cat Gasgasmotor mit einem Generator. Das Bild zeigt die Illustration eines dieser Container.

Jede der beiden Stromerzeugungsanlagen wird durch jeweils einen 12.5 m3 fassenden Propangastank gespeist.

Energieintensive Arbeit: Entnahme einer 10 m langen und 900°C heissen Welle aus dem Schachtofen. Das Teil wird anschliessend in das Abschreckbad gebracht.

Induktivhärten einer Welle mittels Induktionsspule.

Früher als andere bereitete sich Reto Ziegler auf Engpässe in der Stromversorgung vor. Mit Avesco baut er nun für seine Firma zwei mit Propangas betriebene Stromerzeugungsanlagen. Der Clou: Sie bieten auch dann Vorteile, wenn sich die Stromversorgungssituation dereinst wieder normalisieren sollte.

Im Herbst 2021 erhielt Reto Ziegler das Rundschreiben der Organisation für Stromversorgung in Ausserordentlichen Lagen, kurz OSTRAL. Sie warnte darin, dass ab 2025 mit Stromausfällen zu rechnen sei und dass vor allem Grossbezüger wie sein Unternehmen, die Gewinde Ziegler AG im solothurnischen Horriwil, mit Lücken rechnen müssen.

«Nach diesem Brief und einigen Überlegungen entschloss ich mich dazu, ein eigenes Kraftwerk zu bauen», erzählt Reto Ziegler, der Inhaber und Geschäftsführer seines Unternehmens ist. Bisher verfügt sein Betrieb nicht über eine Notstromversorgung.

Stromerzeugungsanlagen mit Cat® Gasmotoren

Im Mai 2022 hat die Gewinde Ziegler AG zwei Stromerzeugungsanlagen bestehend aus jeweils einem mit Propangas betriebenen Cat® Motor und einem Generator bestellt. Die beiden Aggregate sind jeweils in einem Container eingebaut und erzeugen eine elektrische Leistung von je 470 kW. Wobei das eine Aggregat als Redundanz dienen soll, zum Beispiel, wenn das andere Aggregat gewartet wird.

Kürzlich wurden nun die beiden Anlagen – man spricht auch von ortsunabhängigen Kompaktmodulen – geliefert, die Inbetriebsetzung ist für Juni vorgesehen. Zuvor bereits waren die Fundamente für die beiden Container fertiggestellt worden, die neben einer Werkshalle zu stehen kommen.

Das für den Betrieb der Stromerzeugungsanlagen notwendige Propangas wird in zwei grossen Tanks neben der Werkshalle gelagert. Sie fassen jeweils 12.5 m3. Angeliefert wird das Gas mit dem Lastwagen.

Lohnt sich dieser Aufwand wirklich? – Reto Ziegler ist überzeugt: Ja.

Eine Lösung aus einer Hand – geringer organisatorischer Aufwand

«Es ist eine bedeutende Investition. Aber organisatorisch ist der Aufwand für uns überschaubar. Wir erhalten alle Leistungen aus einer Hand von Avesco. Da die Container als anschlussfertige Module gebaut sind, lassen sich die Anlagen einfach von unserer Produktion trennen und wegtransportieren, sollte dereinst wieder eine Normalisierung der Energieversorgungslage eintreten. Der Betrieb lässt sich zudem leicht auf Erdgas umrüsten», erklärt Reto Ziegler.

Wichtigster Grund für die Investition in die Anlagen ist jedoch eine Besonderheit der Firma Ziegler. «Unsere Bearbeitungsprozesse können mit Stromunterbrechungen schlecht umgehen. Gebe es Lücken, könnte dies grosse Schäden verursachen», sagt Reto Ziegler.

Stromausfall kann enorme Kosten verursachen

Der 1932 gegründete Betrieb, den Reto Ziegler heute in der dritten Familiengeneration führt und der derzeit 80 Mitarbeitende zählt, stellt Teile her, die international in der Automobilindustrie in Fertigungsstrassen zum Einsatz kommen. Manche dieser Komponenten sind äusserst gross und schwer, können bis zu 10 m lang sein und bis zu 5’000 Kilogramm wiegen. Auch in Wasserkraftwerken und in der Luft- und Raumfahrt werden sie eingesetzt – alles Anwendungen, in denen die Teile sehr hohen Belastungen ausgesetzt sein können. Dafür müssen sie gehärtet werden, und dafür braucht es viel Strom: 3'500 Megawattstunden beträgt der Stromverbrauch pro Jahr.

Gerade bei den Härteprozessen der grossen Teile wäre ein Stromunterbruch kritisch, erklärt Reto Ziegler. Ein einmal begonnener Härteprozess eines Teils kann nämlich nach einem Unterbruch nicht ohne weiteres fortgesetzt werden, wenn der Strom wieder zur Verfügung steht. Die teilweise gehärtete Komponente wird so zur unbrauchbaren Ausschussware. Reto Ziegler: «Das wäre enorm teuer für uns und ein grosses Geschäftsrisiko. Vom Zeitverlust und der Lieferverzögerung einmal abgesehen.»

Die Produktionsanlagen selber verfügen über batteriebasierte Notstromlösungen und können dadurch bei Stromausfall geordnet ausgeschaltet werden. Die in der Fertigung befindlichen Teile schützt das jedoch nicht.

«Rechnen mit 2, 3 Stunden Stromausfall»

Ihm sei bewusst, dass eine hundertprozentige Aufrechterhaltung des gesamten Betriebs im Falle einer Netzstromunterbrechung nicht möglich sei, sagt Reto Ziegler. Man wolle aber sicher sein, dass die relevanten Produktionsprozesse weiter funktionieren. Die Stromerzeugungsanlagen und die Gasspeicher sind für circa vier Tage Dauerbetrieb ausgelegt.

Reto Ziegler: «Vier Tage Betrieb über die eigenen Stromerzeugungsanlagen - das ist ein Notszenario. Wir denken, dass die Unterbrüche nicht so lange dauern werden, sondern rechnen mit zwei, drei Stunden.»

So funktionieren die Gaskraftwerke
Im Auftrag der Gewinde Ziegler AG realisiert Avesco eine Stromerzeugungslösung mit zwei anschlussfertigen Containermodulen (siehe Bilderstrecke oben). In jedem der zwei Container ist ein sogenanntes Genset – Generator Set – mit einem Cat Gasmotor und einem an den Motor angeschlossenen Generator untergebracht. Der Gasmotor erzeugt mechanische Energie und gibt diese an den Generator weiter, der sie in Strom umwandelt. Jedes Modul kann 470 kW elektrische Leistung erzeugen. Die Abgasnachbehandlung erfolgt über einen SCR Katalysator, so dass alle NOx- und anderen Abgasemissionswerte eingehalten werden.
Die Kraftwerke sind durch eine von Avesco entwickelte AvesCom Steuerung in das Ziegler-Produktionssystem eingebunden. Sie sorgt dafür, dass der Strom am richtigen Ort zum richtigen Zeitpunkt ankommt.
Die Anlage kann nicht nur im Notfall bzw. bei Ausfall des Stromnetzes als Netzersatz genutzt werden, sondern auch zur Netzunterstützung dienen. Möglich sind dabei der netzparallele Betrieb, bei dem ein Teil des benötigten Stroms aus dem Netz genommen wird und der Rest aus der Stromerzeugungsanlage. Sowie der Inselbetrieb, bei welchem die Produktionsanlage getrennt vom Stromnetz läuft und das Modul den gesamten benötigten Strom liefert.
Weshalb man sich für Propangas als Medium entschied, erklärt Reto Ziegler so: «Propangas hat einen niedrigeren Heizwert als Erdgas oder Diesel, aber wir meinen, dass es auf dem Markt besser verfügbar ist, da es quasi ein Nebenprodukt ist, das bei der Diesel- und Benzinherstellung anfällt. Auch die Wartung und Revision der Motoren ist etwas weniger aufwendig. Die Gasmotoren können zudem bei Bedarf leicht auf Erdgas umgerüstet werden.»

Zu den Produkten: Notstromanlagen

Zu den Produkten: Blockheizkraftwerke

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