Nach zweijähriger Corona-Pause konnte das Team der MESSLABS um Professor Michael Sauer endlich wieder eine zweitägige Exkursion anbieten. Insgesamt 11 Studierende aus den Studiengängen Engineering and Management – Verfahrenstechnik (2. Sem. Master), Maschinenbau – Verfahrenstechnik (4. Sem. Bachelor), Erneuerbare Energien (6. Sem. Bachelor) waren dabei. Wir freuten uns auch sehr über die Teilnahme von Professor Matthias Faust, der unser Team perfekt machte. Besonderer Dank gilt der Berdelle Hilge Stiftung, die, wie schon viele Male zuvor, uns über einen Kostenzuschuss unterstützte, um die Hotelkosten der beteiligten Studierenden zu tragen. Viiiiielen Dank dafür!!!

Es war ein anspruchsvolles, aber sehr interessantes energietechnisches Programm in Karlsruhe.

Tag 1, 13. Juli 2022

Die erste Station führte uns in das Umspannwerk Daxlanden. In diesem konnten wir nicht nur sehen wie eindrucksvoll die Elektroinstallationen sein müssen, um die enormen Mengen an elektrischer Energie zu verwalten, dort war es sogar möglich den elektrischen Fluss zu hören. Ein faszinierendes und zugleich einschüchterndes Knistern drang im Moment des Abbiegens auf das Werksgelände an unsere Ohren und sollte auch stets daran erinnern, die vorgegebenen Wege nicht zu verlassen. Natürlich wurden wir alle ausreichend sicherheitstechnisch unterwiesen, bevor ein erfahrener Angestellter die Führung mit uns begann. Im Umspannwerk wird mit allen drei Spannungsebenen, also 380 kV, 220 kV und 110 kV gearbeitet. Dementsprechend große Transformatoren stehen zur Verfügung. Beeindruckend zu sehen waren Transformatoren mit einer Masse von 550 t, die die Spannung von 380 kV auf 110 kV gewechselt haben.

Die Seile der Hochspannungsleitungen müssen dabei Zugkräfte von bis zu 6 t aushalten und übertragen Ströme von bis zu 2000 Ampere. Bei schönstem Wetter zeigte uns der Guide die Katakomben der Leitstation, in denen eine Notstromversorgung aufgebaut war, sodass auch im schlechtesten Fall ein sicherer Betrieb der Anlage möglich ist. Besonderes Augenmerk hatten hierbei die großen Batteriespeicher, die über einen Wechselrichter das ganze System über drei Tage mit Energie versorgen können.

Nach einem Verpflegungsstopp mit Pizza und kalten Getränken, die bei Temperaturen von über 30 °C und bestem Sonnenschein sehr willkommen waren, besuchten wir das Rheinhafen Dampfkraftwerk in Karlsruhe.

Auf diesem Gelände wurde uns zu Beginn die Firma Smight als Start-up der EnBW vorgestellt. Dr. Achim Reuther gab uns einen Überblick über die bereits abgeschlossenen Projekte und Produkte seit Gründung der Firma. Es wurde eindrucksvoll deutlich, wie schnell sich der Fokus in einem Start-up ändern kann und wie mit solchen Veränderungen umgegangen werden muss. Das Produktportfolio wandelte sich in den letzten Jahren von der intelligenten Straßenlaterne mit Wi-Fi Accesspoint und Verkehrsüberwachungsfunktionen über Ladestationen für die Elektromobilität als Grundlage für das perfekte Ladeerlebnis bis hin zu Überwachungssystemen für Trafostationen zur Echtzeitbewertung des Netzzustandes. Hier gibt es einen starken Bedarf, um die vorhandene Infrastruktur im Rahmen von Energiewende und Elektromobilität optimal nutzen zu können.

Im Anschluss daran hat sich die Exkursionsgruppe dem Bauwerk gewidmet, welches stets imposant das komplette Gelände überragt. Das Rheinhafen-Dampfkraftwerk. Aktuell werden in Block 8 und 7 Energie gewandelt, wobei Block 8 eines der modernsten Kohlekraftwerke in Deutschland ist. Nach einer kurzen theoretischen Einführung, bei der uns ein Überblick über die Geschichte und den momentanen Stand des Kohlekraftwerks gegeben wurde, haben wir gemeinsam Block 8 betreten. Der Zeitpunkt des Besuches hätte nicht besser sein können. An diesem Tag liefen Block 7 und 8 auf beinahe 100 % ihrer möglichen Leistung von 1000 MW.

Vom Dach des Kesselhauses, auf ungefähr 132 Meter, konnte live beobachtet werden, wie Kohle über den Rhein zu den Kohlelagern des Kraftwerks transportiert wurde und wie die riesige Förderanlage die Kohle vom Lager zum dampferzeugenden Kessel transportiert. An diesem Tag war außerdem die Kühlung des Prozesses durch das Rheinwasser nicht mehr ausreichend, weshalb zusätzlich der Hybridkühlturm betrieben wurde. Auch hier hat die Gruppen einen tollen Ausblick genießen können, da das Dach des Kesselhauses sogar höher ist, als der Kühlturm selbst.

Dies war ebenfalls eine Besonderheit, wie uns unser Guide erzählt hat, da dieser Hybridkühlturm anscheinend nur an wenigen Tagen im Jahr betrieben werden muss. Erstaunlich war der Eigenbedarf des Kraftwerks, welcher bei 72 MW liegt. Damit wird klar, dass ein Ausschalten und Anfahren des Kraftwerkes ohne fremde Energie nicht möglich wäre und großen Aufwand mit sich zieht. Grund dieser Thematik und der vollen Leistung des Kraftwerkes waren natürlich die globalpolitischen Hintergründe zu diesem Zeitpunkt. Innerhalb dieser 3-stündigen Besichtigung des Kraftwerkes, bei der wir uns unter anderem noch den Aufbau des Kessels mit seinen Wänden aus insgesamt 700 km Rohrleitungen angesehen haben, war das Besichtigen des Maschinenhauses besonders beeindruckend. Innerhalb dieses Raumes befindet sich die imposante 3-stufige Entspannungsturbine, welche den Generator antreibt und so die elektrische Leistung des Blocks 8 erzeugt.

Der Geräuschpegel und die Temperatur ließen nicht allein auf die enormen Kräfte innerhalb der Turbine schließen. Es war möglich sich auf den Maschinentisch zu stellen, auf welchem die Turbine schwingungsdämpfend gelagert werden muss, um das Gebäude vor Schäden, die durch Schwingungen auftreten, zu bewahren. Hierbei konnten die auftretenden Schwingungen als Dauerbelastung auf die Umgebung am eigenen Körper erfahren werden.

Im Anschluss dieser sehr interessanten Führung konnten wir neue Formen der Elektromobilität kennenlernen. Genauer gesagt, ein Linienbus mit Elektroantrieb und der Möglichkeit sich während der Fahrt aufzuladen. Dies ist das jüngste Innovationsprojekt der EnBW, bei dem Straßen mit induktiver Ladetechnik ausgestattet werden. Somit können sich Busse während der Fahrt aufladen, wodurch die installierte Batterieleistung im Bus reduziert werden kann und öffentliche Elektromobilität kostengünstiger wird. Bei einer Rundfahrt des in den Linienverkehr eingebundenen Busses wurden uns die technischen Herausforderungen des Projektes genauer erklärt.

Dieser informative Tag voller neuer Erfahrungen wurde nach Vollendung dieser Fahrt bei gemütlichem Zusammensein mit Verpflegung durch Grillgut und kühle Getränke beendet.

Tag 2, 14. Juli 2022

Nach einer kurzen Nacht waren alle Teilnehmer wieder fit zum Frühstück, um daraufhin gestärkt die Firma Palas zu besuchen. Diese stellte der Exkursionsgruppe ihre innovative optische Aerosol-Messtechnik vor, welche gerade in der Corona-Pandemie starke Anwendung fand. Palas versteht sich als Manufaktur von Sondermesssystemen und Prüfständen, wo unter anderem automatische Prüfsysteme für Atemschutzmasken entwickelt und sehr spezifische Anlagen in Handarbeit hergestellt werden. Mit 100 Mitarbeitern ist Palas ein innovatives mittelständisches Unternehmen, welches mit seinen Messsystemen geholfen hat, die Corona-Pandemie zu verstehen. Die Messgeräte werden außerdem genutzt, um Luftemissionen zu ermitteln und zu bestimmen. Als Anwendungsbeispiel wurde uns der Einsatz bei einem Vulkanausbruch auf La Palma aufgezeigt. Wir bedanken uns sehr für diese großartige Erfahrung und den detaillierten Einblick in die Entstehung und den Betrieb dieser Messsysteme.

Als letzte Station auf dem Weg zurück nach Saarbrücken durften wir das Prüf- und Forschungsinstitut PFI in Pirmasens besuchen. Dort wurde uns aufgezeigt, wie in speziellen Biogasreaktoren, in denen sich thermophile Methanbakterien befinden, aus einem biologischen Eingangsstoff, Biogas gewonnen wird. Besonderes Augenmerk ist hierbei auf die Wahl des Bakteriums gefallen, da dieses sein Prozessoptimum bei 65 °C hat. Den genauen Prozess der Auswahl der Bakterien und der Analyse des entstehenden Biogases konnte man anhand von Flaschenreaktoren und einem Einblick in das Messlaboratorium genau verfolgen, was ein besseres Verständnis der Thematik zur Folge hatte. Des Weiteren wurde uns gezeigt, wie die pflanzliche Lignocellulose für die biotechnologische Produktion von Biopolymeren und Plattformchemikalien genutzt wird, also die Herstellung von Kunststoff aus biologischen Ausgangsprodukten. Das PFI eignete sich sehr gut, um die Auswirkungen der globalen Entwicklungen wie Klimawandel, Treibhausgas-Emissionen, Verknappung und Verteuerung fossiler Energieträger besser zu verstehen. Auf diese müssen wir uns einstellen. Die verstärkte stoffliche und energetische Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen und verfügbaren Restbiomassen ist sowohl aus ökologischer als auch ökonomischer Sicht dementsprechend sinnvoll und nur intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeit im Bereich der Biomassenutzung schafft die Grundlagen für eine effiziente und wirtschaftliche Nutzung dieser Ressourcen.

Erschöpft und um einige Erfahrungen und Wissen bereichert, bedankten wir uns für die Führung durch das PFI und traten von dort zusammen den Heimweg an. Die Thematiken der einzelnen Anlaufpunkte haben die in den Vorlesungen besprochenen Themengebiete Energieerzeugung, Energieeffizienz und Nachhaltigkeit perfekt ergänzt und weiteres Wissen geschaffen. Die Brücke zwischen theoretisch gelerntem durch die Vorlesungen und der Anwendung in der Praxis wurde hierdurch perfekt geschlagen.