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Anlagenregister gem. § 36 der 44. BImSchV

Register mit Informationen über jede gem. § 6 zu registrierende mittelgroße Feuerungsanlagen, Gasturbinen und Verbrennungsmotoranalgen

Reaktionsschnelle Bereitstellung von Gasturbinen-Lösungen für die Energiewende mittels einer neuartigen, generativen KI-Designkette, Teilvorhaben: Generative Modelle für industrielle Komponenten am Beispiel von Turbinenschaufeln

Das Projekt zielt darauf ab, KI-Modelle für die Strukturmechanik von Gasturbinen zu entwickeln, um Entwicklungsprozesse und die Lebensdauerabschätzung von Bauteilen zu optimieren. Der Fokus liegt auf der Beschleunigung von Designzyklen durch die damit ermöglichten schnellen und präzisen Vorhersagen für strukturmechanische Kenngrößen wie Spannung, Dehnung und Verformung. Ferner ist das Ziel, neue Designs für Turbinenbauteile effizient zu generieren und damit die Innovationszyklen im Bereich industrieller Konstruktions- und Fertigungsprozesse zu verkürzen. Ein besonderer Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Modellierung des thermomechanischen und hochzyklischen Ermüdungsverhaltens von Turbinenschaufeln, einschließlich der Auswirkungen von Kriech- und Ermüdungseffekten. Traditionelle Methoden wie FEM sind zwar präzise, jedoch rechenintensiv und zeitaufwändig. Das geplante KI-Modell soll diese Berechnungen erheblich beschleunigen. Die Modelle, die in diesem Forschungsvorhaben angestrebt sind, lassen sich als Foundation-Modelle im Bereich der Strukturmechanik für Gasturbinen auffassen. Sie basieren auf umfangreichen Datensätzen und kombinieren Expertenwissen mit physikalischen Modellen. Solche Modelle können auf verschiedene Aufgaben angewendet werden, was sie im Vergleich zu bisherigen, spezialisierten Ansätzen flexibler, effizienter und robuster macht. Neben präzisen Vorhersagen ermöglichen sie auch den Transfer von gelerntem Wissen von einer Aufgabe auf eine andere. Dieser Prozess soll als Blaupause dienen, inwiefern man in spezifischen Bereichen der physikalischen Simulation von Bauteilen, datengetriebene, generative Modelle entwickeln kann, die anschließend dauerhaft im Designprozess eingesetzt werden.

Turbomaschinen für die Transformation in das integrierte Energiesystem der Zukunft, Teilvorhaben: 3.1a, 3.2a, 3.4a und 4.2b - Flexibilität im Betrieb

Turbomaschinen für die Transformation in das integrierte Energiesystem der Zukunft, Teilvorhaben: 4.5a

Emissionsminderung bei Großfeuerungsanlagen

<p> <p>Großfeuerungsanlagen haben aufgrund der großen Brennstoffmengen eine erhebliche Umweltrelevanz. Seit den 1980er Jahren ist es in Deutschland gelungen, die durch sie hervorgerufene Umweltbelastung - insbesondere ihre Emissionen an Staub, Schwefel- und Stickstoffoxiden und Schwermetallen - erheblich zu senken.</p> </p><p>Großfeuerungsanlagen haben aufgrund der großen Brennstoffmengen eine erhebliche Umweltrelevanz. Seit den 1980er Jahren ist es in Deutschland gelungen, die durch sie hervorgerufene Umweltbelastung - insbesondere ihre Emissionen an Staub, Schwefel- und Stickstoffoxiden und Schwermetallen - erheblich zu senken.</p><p> Technische Maßnahmen erfolgreich <p>In den letzten Jahrzehnten wurden große Anstrengungen unternommen, um die in großen industriellen Anlagen zur Energieumwandlung wie Kraftwerken, Heizkraftwerken und Heizwerken entstehenden Mengen an luftverunreinigenden Stoffen zu senken oder zu vermeiden. Der Vollzug der Verordnung über Großfeuerungsanlagen&nbsp;<a href="http://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_13_2021/">(13. BImSchV)</a> aus dem Jahre 1983 hat in den 1980er Jahren in den alten und in den 1990er Jahren in den neuen Bundesländern zu einer erheblichen Verbesserung der Umweltsituation beigetragen. Die Betreiber von Altanlagen konnten durch umfangreiche Nachrüstungsmaßnahmen die Emissionen von Schwefeloxiden (SOx) und Stickstoffoxiden (NOx) sowie von Staub einschließlich der an ihm anhaftenden Schwermetalle mindern. Neue Anlagen werden von Anfang an mit hochwirksamen Einrichtungen zur Begrenzung dieser Emissionen ausgestattet.</p> </p><p> Entwicklung der Emissionen von Luftschadstoffen <p>Betreiber von Großfeuerungsanlagen - das sind Feuerungsanlagen mit einer Feuerungswärmeleistung von 50 Megawatt oder mehr - müssen seit 2004 zusätzlich zu den jährlichen Emissionsfrachten von SOx, NOx und Staub auch die Brennstoffeinsätze berichten. Darauf aufbauend übermittelt Deutschland im Rahmen EU-rechtlicher Vorgaben alle drei Jahre eine Zusammenfassung dieser Daten an die EU-Kommission. Der Geltungsbereich der Verordnung wurde 2004 auf Gasturbinenanlagen und 2013 auf Verbrennungsmotoranlagen mit jeweils 50 Megawatt Feuerungswärmeleistung oder mehr ausgedehnt. Erstmals zum Berichtsjahr 2016 verpflichtet die&nbsp;<a href="https://www.gesetze-im-internet.de/bimschv_17_2013/BJNR104400013.html">17. BImSchV</a> auch die abfallmitverbrennenden Großfeuerungsanlagen zur Berichterstattung an den Bund. So hat sich der Kreis der berichtspflichtigen Anlagen stufenweise vergrößert.&nbsp;</p> <p>Die Abbildungen „Entwicklung der jährlichen Emissionsfrachten von Schwefeloxiden aus Großfeuerungsanlagen“ und „Entwicklung der jährlichen Emissionsfrachten von Stickstoffoxiden aus Großfeuerungsanlagen“ zeigen die Wirksamkeit der in den 1980er und 1990er Jahren ergriffenen Maßnahmen zur Emissionsminderung. Den Abbildungen liegen Datenerhebungen zugrunde, die ab dem Jahr 1992 regelmäßig jährlich erhoben werden. Zu diesem Zeitpunkt war in Westdeutschland die Nachrüstung von bestehenden Großfeuerungsanlagen mit Einrichtungen zur Minderung der SO2- und NOx-Emissionen bereits weitgehend abgeschlossen.&nbsp;</p> <p>Deutschlandweit sanken die Emissionen von Schwefeldioxid zwischen 1992 und 2022 nochmals um 96,3 %, von rund 2,5 Millionen Tonnen (Mio. t) auf rund 0,1 Mio. t, die Stickstoffoxid-Emissionen nahmen im gleichen Zeitraum um 63,7 %, von rund 0,45 Mio. t auf rund 0,16 Mio. t ab.&nbsp;Der Anstieg der NOx-<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/frachten">Frachten</a> zum Jahr 2004 ist auf die ab diesem Zeitpunkt wirksame Einbeziehung von Gasturbinenanlagen in die Berichterstattungspflicht zurückzuführen.&nbsp;</p> <p>Die Einbeziehung der Emissionen von Verbrennungsmotoranlagen ab dem Jahr 2013 wirkt sich wegen der bundesweit sehr geringen Anzahl solcher Anlagen im Geltungsbereich der Verordnung kaum auf die Emissionsentwicklung der Großfeuerungsanlagen aus.</p> <p>Der Anstieg der SO2 und der NOx-Frachten zum Jahr 2016 ist darauf zurückzuführen, dass abfallmitverbrennende Großfeuerungsanlagen erstmals für das Jahr 2016 zur Berichterstattung ihrer Emissionen verpflichtet sind; zum Teil haben diese Anlagen in den Jahren davor auf freiwilliger Basis ihre Emissionen berichtet.&nbsp;</p> <p>Der in den Jahren 2017 - 2019 erkennbare, beachtliche Rückgang der Emissionen gegenüber 2016 wurde durch zwei Faktoren begünstigt: Zum einen ging in den Kraftwerken der Einsatz von Stein- und Braunkohle bis zum Jahr 2019 merklich zurück, dagegen stieg der Einsatz von Erdgas an. Zum anderen mussten zahlreiche Großfeuerungsanlagen ab 1.1.2016 strengeren emissionsbegrenzenden Anforderungen der 13. und 17. BImSchV entsprechen.&nbsp;</p> <p>Während der Corona-Pandemie, im Jahr 2020, ging die Stromproduktion und damit auch der Einsatz an Stein- und Braunkohlen zurück. Infolgedessen sanken die NOX und SO2-Emissionen noch einmal deutlich. Der Emissionsanstieg im Jahr 2021 hat verschiedene Gründe. Witterungsbedingt ging die Windstromeinspeisung deutlich zurück. Zugleich stieg der Stromverbrauch im Zuge der wirtschaftlichen Erholung wieder an. Infolgedessen erhöhte sich der Einsatz von Stein- und Braunkohlen in Kraftwerken. Aufgrund der Gaskrise wurde auch im Jahr 2022 mehr Stein- und Braunkohle aber auch mehr Heizöl genutzt, während der Erdgaseinsatz deutlich zurückging. Die dennoch erfolgte Emissionsminderung ist durch die strengeren Grenzwerte der 13. BImSchV aus dem Jahre 2021 zu erklären. Im Jahr 2023 ging der Kohleeinsatz wieder deutlich zurück, was zu einem entsprechenden Emissionsrückgang führte.&nbsp;</p> <p>Aktuelle Angaben zu den jährlichen Emissionsfrachten - auch von anderen Schadstoffen - von Standorten mit einer oder mehreren Großfeuerungsanlagen finden sich auf der Webseite<a href="https://www.thru.de/daten/emissionen-kompakt/liste-schadstoffe/thru-form-id/430/thru-emis-brname/Verbrennungsanlagen%2520%253E%252050%2520MW/thru-emis-brid/1/thru-emis-tid/3/thru-emis-year/2017/"> Thru.de</a>,&nbsp;die Informationen zu Schadstofffreisetzungen und der Entsorgung von Abfällen sowie zu Emissionen aus diffusen Quellen zusammenführt.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Entw-Emissionsfrachten-SO2_2026-03-17.png"> </a> <strong> Entwicklung der jährlichen Emissionsfrachten von Schwefeloxiden aus Großfeuerungsanlagen </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/2_Abb_Entw-Emissionsfrachten-SO2_2026-03-17.png">Bild herunterladen</a> (91,02 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Entw-Emissionsfrachten-SO2_2026-03-17.pdf">Diagramm als PDF</a> (38,41 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_Abb_Entw-Emissionsfrachten-SO2_2026-03-17.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (32,31 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_Entw-Emissionsfrachten-NOx_2026-03-17.png"> </a> <strong> Entwicklung der jährlichen Emissionsfrachten von Stickstoffoxiden aus Großfeuerungsanlagen </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/3_Abb_Entw-Emissionsfrachten-NOx_2026-03-17.png">Bild herunterladen</a> (106,66 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Entw-Emissionsfrachten-NOx_2026-03-17.pdf">Diagramm als PDF</a> (38,43 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_Abb_Entw-Emissionsfrachten-NOx_2026-03-17.xlsx">Diagramm als Excel mit Daten</a> (29,72 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Änderungsbescheid nach § 12 Abs. 4 BImSchG für den Betrieb der Gasturbine

Palm Power GmbH & Co. KG, Heizkraftwerk, Immissionsschutzrechtliche Änderungsgenehmigung

Palm Power GmbH & Co. KG, Heizkraftwerk, Immissionsschutzrechtliche Änderungsgenehmigung

Immissionsschutzrechtliche Änderungsgenehmigung nach § 16 BImSchG für den Betrieb der Gasturbine

Optimierung des bestehenden Verbrennungssystems der Siemens Energy Gas Turbine 4000F für den sicheren Betrieb mit Wasserstoffanteil größer als 50%vol zur CO2-Emissionsreduktion

Die Siemens Energy SGT5/6-4000F Gasturbine ist mit über 350 weltweit betriebenen Anlagen - und damit der zweitgrößten Gasturbinen Flotte größer als 100MW überhaupt - ein wichtiges Produkt bei der gasbasierten Stromerzeugung. Ziel dieses Projektes ist es, den 4000F Brenner bis 2026 so weiterzuentwickeln, dass der Betrieb der Gasturbine mit Gasmischungen größer als 50% vol H2 ohne Leistungsabsenkung ermöglicht wird. Die Lösung soll vollständig kompatibel zur installierten 4000F Flotte auf Basis des bestehenden Verbrennungssystems sein, d.h. erforderliche Anpassungen dürfen nur geringfügige Modifikationen darstellen, um eine wirtschaftliche Umrüstung für die Betreiber zu ermöglichen. Der derzeitige Status bzgl. hoher H2-Anteile ( größer als 30%) ist mit TRL2 zu bewerten. Abschluss des Projekts soll ein Review gemäß des Produktentwicklungsprozesses sein, so dass eine vollständige Freigabe des Prototypen-Designs zur Maschinenimplementierung für die Erstanwendung erfolgt.

Optimierung des bestehenden Verbrennungssystems der Siemens Energy Gas Turbine 4000F für den sicheren Betrieb mit Wasserstoffanteil größer als 50%vol zur CO2-Emissionsreduktion, Teilvorhaben: Designoptimierung und Validierung von SGT5-4000F Brennern basierend auf Hochdruckverbrennungstests

Die Siemens Energy SGT5/6-4000F Gasturbine ist mit über 350 weltweit betriebenen Anlagen - und damit der zweitgrößten Gasturbinen Flotte größer als 100MW überhaupt - ein wichtiges Produkt bei der gasbasierten Stromerzeugung. Ziel dieses Projektes ist es, den 4000F Brenner bis 2026 so weiterzuentwickeln, dass der Betrieb der Gasturbine mit Gasmischungen größer als 50% vol H2 ohne Leistungsabsenkung ermöglicht wird. Die Lösung soll vollständig kompatibel zur installierten 4000F Flotte auf Basis des bestehenden Verbrennungssystems sein, d.h. erforderliche Anpassungen dürfen nur geringfügige Modifikationen darstellen, um eine wirtschaftliche Umrüstung für die Betreiber zu ermöglichen. Der derzeitige Status bzgl. hoher H2-Anteile ( größer als 30%) ist mit TRL2 zu bewerten. Abschluss des Projekts soll ein Review gemäß des Produktentwicklungsprozesses sein, so dass eine vollständige Freigabe des Prototypen-Designs zur Maschinenimplementierung für die Erstanwendung erfolgt.

Vorhersage und Kontrolle des Flammenrückschlags von Wasserstoffflammen, Teilvorhaben: Strömungssimulation und Sensitivitätsanalyse

Das Projekt flasHH untersucht den Einsatz von Wasserstoff (H2) als CO2-neutralen Brennstoff in modernen Verbrennungssystemen zur Reduktion der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen. H2 kann aus erneuerbaren Quellen gewonnene Energie langfristig speichern, die Rückverstromung birgt jedoch erhebliche Sicherheitsrisiken wie Flammenrückschlag (engl. 'Flashback'). Dies gilt insbesondere für den Einsatz in emissionsarmen, vorgemischten Verbrennungssystemen, die in stationären Gasturbinen zur Stromerzeugung Stand der Technik sind. Die sichere und zuverlässige Nutzung von H2 erfordert ein tiefgehendes Verständnis der physikalischen Mechanismen, die zur Flammenstabilisierung und Rückschlagsvermeidung beitragen. Das Ziel des Projektes ist es validierte Methoden zur Vorhersage und Vermeidung des Flammenrückschlags zu entwickeln. Der Einfluss des konjugierten Wärmeübergangs im Wandmaterial soll dabei besondere Beachtung finden. Numerische Simulation, Experiment und datengetriebene bzw. ordnungsreduzierte Modellierungsansätze sollen in innovativer Weise integriert werden, um systematische und anwendungsrelevante Erkenntnisse zum Rückschlag von Strahl- und Drallflammen mit 100 % Wasserstoff zu gewinnen und Optimierungsstudien zu ermöglichen. Die Technische Universität Berlin (TUB) und die Technische Universität München (TUM) führen das Vorhaben in enger Zusammenarbeit und mit Ko-Finanzierung durch die Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e. V. (FVV) durch. Mitglieder der FVV, darunter Siemens Energy, stehen beratend zur Seite.

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