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Die Erfindung betrifft allgemein ein System zur Nachnutzung von zumindest Teilen einer Kraftwerksanlage oder von Infrastrukturkomponenten eines stillgelegten Kraftwerks.
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Die Energiewende, also eine Veränderung der Art und Weise der Primärenergieerzeugung weg von der Nutzung fossiler oder nuklearer Technologien hin zu erneuerbaren Energien, schreitet stetig voran.
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In diesem Zusammenhang kommt es vermehrt zu einer Stilllegung von Kraftwerksanlagen, zum Beispiel von kerntechnischen Anlagen. Die Stilllegung umfasst im allgemeinen den Rückbau der kontaminierten Anlagen und Komponenten der Kraftwerksanlage, wonach die Kraftwerksanlage insgesamt nach einer erfolgreichen Dekontaminierung eine strahlungstechnisch unbedenkliche Ansammlung von Anlagen und Infrastrukturkomponenten darstellt. Je nach Art und Weise des Rückbaus und der Dekontamination sind diese Anlagen und Infrastrukturkomponenten grundsätzlich weiterhin nutzbar, nur fehlt aktuell ein Nutzungskonzept bzw. ein System zur Nachnutzung.
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Ähnlich stellt sich die Situation auch für andere, nicht kerntechnische Anlagen dar, beispielsweise Kohlekraftwerke, welche im Rahmen einer Reduzierung von CO2-Emissionen oder aufgrund der verstärkten Nutzung von Solar- oder Windenergie stillgelegt werden. Auch hier gibt es häufig Anlagen und Infrastrukturkomponenten, welche grundsätzlich noch nutzbar sind.
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Die Druckschrift
DE 10 2011 117 982 A1 beschreibt etwa eine Zwischenspeicherung von Energie unter Verwendung stillgelegter Kraftwerksanlagen. Zielsetzung ist es, bei einem auftretenden Energieüberschuss die überschüssige Energie in einem dafür vorgesehenen Speichermedium zwischenzuspeichern und bei Bedarf diese gespeicherte Energie wieder in elektrische Energie zurück zu wandeln und in das elektrische Versorgungsnetz einzuspeisen.
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Ebenso bekannt sind auch Pumpspeicherkraftwerke, welche derartigen Überschussstrom zwischenspeichern. Hierbei wird die elektrische Energie durch Umwandlung in potentieller Energie von Wasser gespeichert und nach Umwandlung dieser potentiellen Energie in elektrische Energie wieder in das Versorgungsnetz eingespeist. Aufgrund des Wirkungsgrades von ca. 75% bis 80% über einen Pumpzyklus wird die aufgenommene Energie nur zum Teil wieder an das Netz zurückgegeben, so dass dies nur eine bedingt befriedigende Lösung zum Umgang mit Überschussenergie darstellt.
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Während es sich demnach hier um Lösungen für das Zwischenspeichern temporär vorhandener Energieüberschüsse handelt, so stellt sich die Frage, wie elektrische Überschussenergie genutzt werden kann, ohne primär eine Zwischenspeicherung vorzunehmen, welche aufgrund der erforderlichen Umwandlungsprozesse zu Verlusten führt.
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Dieser Problematik haben sich die Erfinder angenommen. Wünschenswert wäre demnach ein System zur Nutzung von Überschussstrom, welches im Wesentlichen ohne ein Zwischenspeichern auskommt.
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Ferner wäre es wünschenswert, wenn die vorhandenen Kraftwerksanlagen und Infrastrukturkomponenten stillgelegter Kraftwerke verwendet werden könnten.
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Überraschend einfach wird diese Aufgabe durch ein System zur Nachnutzung von zumindest Teilen einer Kraftwerksanlage oder Infrastrukturkomponenten eines stillgelegten Kraftwerks als Basis für neue Produktionsanlagen oder Produktionsprozesse gelöst. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Nachnutzung von zumindest Teilen einer Kraftwerksanlage oder Infrastrukturkomponenten eines stillgelegten Kraftwerks unter Verwendung von Überschussstrom.
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Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die Erfindung sieht demnach eine Nachnutzung von zumindest Teilen von Kraftwerksanlagen oder Infrastrukturkomponenten eines stillgelegten Kraftwerks als Basis für neue Produktionsanlagen und/oder -prozesse vor, vorzugsweise auf dem Gelände des stillgelegten Kraftwerkes oder in dessen Nähe.
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Der größte Teil des Kraftwerkes, umfassend Anlagen oder Teile von Kraftwerksanlagen, Immobilien oder Infrastruktur, kann dabei weiter genutzt werden. Der Einfachheit halber werden nachfolgend Immobilien und Einrichtung der Infrastruktur als Infrastrukturkomponenten bezeichnet. Eine Anlage oder ein Teil der Kraftwerksanlage kann beispielsweise den Kühlturm oder das sogenannte Containment betreffen, welches im Fall von Atomkraftwerken den Sicherheitsbehälter bezeichnet.
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Insofern es sich bei dem stillgelegten Kraftwerk um ein Atomkraftwerk handelt, wird nachfolgend davon ausgegangen, dass dessen Stilllegung zunächst den Rückbau der kontaminierten Anlagen, beispielsweise von Teilen des Primärkreislaufes, und eine entsprechende Dekontamination umfasst, bevor nach einer erfolgreichen Dekontaminierung eine strahlungstechnisch unbedenkliche Ansammlung von Anlagen und Infrastrukturkomponenten für die Nachnutzung zur Verfügung steht. Hier ist beispielsweise auch angedacht, im Fall von stillgelegten Atomkraftwerken das Containment nach einer Dekontaminierung weiter zu verwenden.
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Auch wenn sie häufig nicht im Fokus von Rückbaumaßnahmen und wirtschaftlichen Diskussionen stehen, so stellen doch die verschiedenen Infrastrukturkomponenten von Kraftwerken ein wichtiges, wirtschaftliches Gut dar.
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Hierzu gehören beispielsweise die elektrischen Zuleitungen, die die Kraftwerksanlage mit dem Versorgungsnetz verbinden. Da diese im Allgemeinen als Hochspannungsleitungen ausgebildet sind, stellen sie bereits ein nicht zu unterschätzendes Wirtschaftsgut, gerade auch im Hinblick auf energieintensive Produktionsprozesse dar.
Im Sinne der Erfindung wird hierbei allerdings die Richtung, in welche elektrische Energie durch die Zuleitungen fließt, umgekehrt, so dass elektrische Energie aus dem vorhandenen Versorgungsnetz über die ursprünglichen Zuleitungen zu dem stillgelegten Kraftwerk geleitet und dort für die neuen Produktionsprozesse verwendet werden kann. Dies ist auch insofern von Vorteil, da Kraftwerke typischerweise an wichtigen Knoten innerhalb des vorhandenen Versorgungssystems gebaut wurden und die Anbindung an das übergeordnete bzw. übrige Versorgungssystem gut gewährleistet ist. Von daher ist auch die Versorgung des stillgelegten Kraftwerkes mit elektrischer Energie sehr einfach und kostengünstig realisierbar.
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Wesentlicher Aspekt der Erfindung ist daher die Versorgung des stillgelegten Kraftwerkes über die ursprünglichen Zuleitungen mit elektrischer Energie aus dem Versorgungsnetz. Dies ist ein großer Vorteil, um Überschussstrom aus Erzeugungsspitzen infolge des Energiewandels abzufangen. Erzeugungsspitzen, also ein Überschuss an elektrischer Energie im Versorgungssystem, entsteht beispielsweise im Zuge des stetigen Ausbaus der erneuerbaren Energien durch Wind- und Solarstrom. Derartige Erzeugungsspitzen stellen ein größer werdendes Problem dar und können letztendlich die Versorgungssicherheit gefährden.
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Die derzeit verfügbaren Speichermöglichkeiten sehen im Wesentlichen eine Speicherung überschüssiger Energie, etwa in Pumpspeicherkraftwerken, vor, wobei deren Kapazitäten bei einem weiteren Wandel der Primärenergieerzeugung hin zu erneuerbaren Energien rasch an natürliche Grenzen stoßen dürften.
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In diesem Zusammenhang stellt die vorliegende Erfindung darauf ab, diesen Überschussstrom, der vergleichsweise günstig angeboten wird, für chemische Prozesse, insbesondere zur Stoffumwandlung und/oder zur Materialveränderung zu nutzen, anstatt allein auf eine Speicherung, etwa durch Pumpspeicherkraftwerke, zu setzen.
Hier bietet sich die meist zentrale Lage der Kraftwerke an wichtigen Knoten in dem übergeordneten Stromnetz an, so dass der Überschussstrom besonders einfach genutzt werden kann. Da die Kraftwerke zudem in der Regel weit außerhalb des urbanen, meist dichtbesiedelten Bereichs liegen, ist der Standort von Kraftwerken prädestiniert für die chemische Industrie.
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Die über die Zuleitungen aus dem Versorgungsnetz zugeführte elektrische Energie bzw. der Überschussstrom wird daher im Wesentlichen ohne Zwischenspeicherung für die neuen Produktionsprozesse genutzt. Im Wesentlichen ohne Zwischenspeicherung bedeutet selbstverständlich, dass notwendige Zwischenspeicherungen erfolgen können, etwa für die Ersatzstromversorgung und Einrichtungen zur Notstromversorgung.
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Von Vorteil erweist sich im Allgemeinen auch, dass das ursprüngliche Kraftwerksgelände gut gesichert ist und über einen hohen Sicherheitsstandard verfügt. Vor diesem Hintergrund ist es beispielsweise auch möglich, Produktionsprozesse zu betreiben, welche gefährlich sind bzw. welche sich mit der Verarbeitung von gefährlichen Stoffen oder Gefahrstoffen beschäftigen.
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Ebenfalls von Vorteil erweist sich, dass die Kraftwerke im Allgemeinen an Flüssen gebaut sind und über entsprechende Zu- und Ableitungen verfügen. Vor diesem Hintergrund kann auch Wasser in ausreichender Menge einfach zur Verfügung gestellt werden.
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Neben der elektrischen Anbindung und den Sicherheitseinrichtungen können auch andere Infrastrukturkomponenten weiter genutzt werden, welche etwa unter den Oberbegriff der Technischen Gebäudeausstattung (TGA) fallen. Dies sind beispielsweise Anlagen zur Klimatisierung oder Lüftung. Besonders günstig können auch Brandschutzanlagen oder Brandlöscheinrichtungen im Rahmen der Nachnutzung verwendet werden.
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Auch andere Infrastrukturkomponenten, beispielsweise Parkplätze, Bürogebäude oder sonstige Immobilien, können in hervorragender Weise weitergenutzt werden.
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Mittels der Erfindung können diese Infrastrukturkomponenten und/oder Teile der Kraftwerksanlage wieder oder weiterhin nutzbar gemacht werden. Auf diese Weise kann in besonders vorteilhafter Weise sowohl ökonomischen als auch ökologischen Aspekten Rechnung getragen werden, da die Ressourcen weiter genutzt werden können.
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Die vorgesehene Nachnutzung umfasst dabei vorzugsweise chemische Prozesse, insbesondere zur Stoffumwandlung und/oder zur Materialveränderung, wobei vorhandene Teile der Kraftwerksanlage und/oder Infrastrukturkomponenten zur Produktion genutzt werden, und wobei elektrische Energie im Wesentlichen ohne Zwischenspeicherung aus dem Versorgungsnetz genutzt wird. In besonders vorteilhafter Weise wird Überschussstrom verwendet.
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Vorgesehen ist, dass vorzugsweise energieintensive Prozesse im Zuge der Nachnutzung auf dem Gelände oder im Umfeld des stillgelegten Kraftwerkes zum Einsatz kommen. Dies ist dem Umstand geschuldet, dass gerade die elektrischen Anlagenteile und Infrastrukturkomponenten von stillgelegten Kraftwerken hierzu prädestiniert sind. Neben den chemischen Prozessen können dies also beispielsweise auch Produktionen im Bereich der Metallherstellung und - verarbeitung, der Glasherstellung, im Bereich der Papierherstellung oder auch der Baustoffindustrie sein.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfassen diese Prozesse etwa die Elektrolyse von Wasser. Ziel ist es, durch die Elektrolyse Wasserstoff und/oder Sauerstoff zu gewinnen. Der auf diese Weise erzeugte Wasserstoff und/oder Sauerstoff kann sodann als Rohstoff für weitere chemische Prozesse zur Verfügung gestellt werden, vorzugsweise für Produktionsprozesse, welche auf dem Gelände oder im Umfeld des stillgelegten Kraftwerkes angesiedelt sind. Zur Zwischenlagerung von Wasserstoff und/oder Sauerstoff kann beispielsweise ein vorhandener Kühlturm verwendet werden. Der Kühlturm kann in anderen Worten als Rohstoff-Lager verwendet werden. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass der Wasserstoff in flexiblen, gas- und wasserstoffdichten Behältnissen zwischengelagert wird. Diese können untereinander verbunden sein, so dass ein Befüllen und Leeren sehr einfach möglich ist. Der Kühlturm kann hierzu oben mit einem Deckel, etwa einer Abdeckung umfassend ein Stahlgitter, verschlossen werden, so dass die mit Wasserstoff gefüllten Behältnisse nicht entweichen können. Die Behältnisse können beispielsweise aus PCV mit einer Aluminium-Innenbeschichtung hergestellt sein.
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Das erfindungsgemäße System zur Nachnutzung sieht vor, elektrische Energie aus dem Versorgungsnetz, vorzugsweise Überschussstrom, durch Nachnutzung der ursprünglichen Zuleitungen, allerdings in umgekehrter Richtung, zu den zur Elektrolyse erforderlichen Produktionsanlagen zu leiten, welche vorzugsweise auf dem stillgelegten Kraftwerksgelände angeordnet sind. In dieser Weise können auch die ursprünglichen Sicherheitseinrichtungen und weitere Infrastrukturkomponenten, beispielsweise Bürogebäude und Parkplätze, genutzt werden.
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Durch den starken Ausbau der erneuerbaren Energien ist zu erwarten, dass die Wasserelektrolyse eine größere Bedeutung im Zuge der sog. Power-to-Gas-Prozesse erlangt, bei denen Wasserstoff als Energiespeicher verwendet wird, um eine Verstetigung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien zu erreichen. Hierbei können Erzeugungsspitzen von Wind- und Solarstrom chemisch zwischengespeichert werden. Der auf diese Weise erzeugte Wasserstoff kann dann für weitere chemische Prozesse, welche ebenfalls auf dem Gelände des stillgelegten Kraftwerkes gebaut werden, genutzt oder auch anderweitig genutzt werden, beispielsweise als Rohstoff für die chemische Industrie oder als Antriebsenergie von Fahrzeugen und Flugzeugen oder für die Rückverstromung in Gaskraftwerken.
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Ergänzend oder zusätzlich ist in einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform daher vorgesehen, Prozesse zur Ammoniaksynthese im Bereich der stillgelegten Kraftwerke aufzubauen, also Prozesse nach dem Haber-Bosch-Verfahren. Der erforderliche Wasserstoff kann entweder aus Erdgas in Form von Methan gewonnen werden, wobei Kohlendioxid entsteht, oder mittels der Elektrolyse wie oben erläutert erzeugt werden. Besonders günstig kann daher die Nachnutzung des stillgelegten Kraftwerkes eine Ammoniaksynthese in Verbindung mit einer Wasserelektrolyse umfassen. Hierbei entsteht kein Kohlendioxid.
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Ammoniak kann beispielsweise zur Herstellung von Harnstoff verwendet werden. Die hierzu erforderlichen Produktionsanlagen können ebenfalls auf dem Kraftwerksgelände installiert werden. Bei der Harnstoffsynthese wird Kohlendioxid aus der Atmosphäre entnommen.
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Eine Lagerung von Ammoniak, welcher als Gefahrstoff klassifiziert ist, ist aufgrund der ursprünglich hohen Anforderungen genügenden Sicherheitseinrichtungen des stillgelegten Kraftwerkes kostengünstig zu realisieren.
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Bei den auf dem oder im Umfeld der stillgelegten Kraftwerke anzusiedelnden Produktionen oder Prozessen handelt es sich demnach vorzugsweise um endotherme Prozesse, bei denen also Energie, vorzugsweise in Form von elektrischer Energie, zugeführt wird. Gerade hier bieten sich aufgrund der vorhandenen Infrastruktur Kostenvorteile. Betriebswärme, die durch die Prozesse entsteht, kann ebenfalls genutzt werden, was wiederum Kohlendioxid einspart.
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Ferner sind auch galvanische Prozesse angedacht, also Produktionen oder Prozesse, die die elektrochemische Abscheidung von metallischen Niederschlägen auf Substrate betreffen. Hier sind auch Produktionen oder Prozesse denkbar, die das Härten von Metallen umfassen.
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Es sind auch Produktionen oder Prozesse angedacht, die die Trennung von Luft in ihre Bestandteile umfassen.
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Ebenso zur Nachnutzung sind auch Produktionen oder Prozesse vorgesehen, welche kryotechnische Prozesse umfassen, beispielsweise unter Verwendung von Ammoniak. Diese auch als Kryotechnik oder Tieftemperaturtechnik bezeichneten Verfahren dienen der Erzeugung tiefer Temperaturen und/oder der Nutzung physikalischer Effekte bei tiefen Temperaturen, etwa der Verflüssigung und Trennung von Gasen.
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Ferner sind auch Produktionen oder Prozesse angedacht, bei denen die chemischen Prozesse unter Nutzung von Mikrowellen oder auch Ultraschall verlaufen.
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Ein weiteres Anwendungsgebiet für ein System zur Nachnutzung stillgelegter Kraftwerke umfasst Prozesse zur Trocknung bzw. Trocknungsanlagen, insbesondere zur Trocknung und Weiterverarbeitung von Klärschlämmen.
Bei Klärschlamm handelt es sich um eine Mischung aus Fest- und Flüssigstoffen, die bei der Abwasserreinigung durch Sedimentation gewonnen wird. Bei den Feststoffen kann es sich um Schwebstoffe handeln, die sich in der Kläranlage aus dem Wasser absetzen und zu Boden sinken. In dem Flüssigstoffanteil liegen neben Wasser eine Vielzahl von chemischen Verbindungen in gelöstem Zustand vor.
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Neben einer mechanischen Entwässerung von Klärschlamm in mechanischen Entwässerungseinrichtungen, beispielsweise in hydraulischen Pressen oder Zentrifugen, spielt die Trocknung von Klärschlamm eine wichtige Rolle. Die angewandten Trocknungsverfahren beruhen häufig auf Kontakt-, Konvektions- oder Strahlungsvorgängen, welche mit dem Ziel durchgeführt werden, das gebundene Wasser zu lösen.
Getrockneter Klärschlamm kann etwa zum Heizen verwendet werden.
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Ebenfalls mit umfasst von der Erfindung ist die thermische Abfallbehandlung bzw. die Sonderabfallverbrennung, beispielsweise die thermische Dekontamination von belasteten Abfällen, insbesondere zur Behandlung von Klinik- oder Krankenhausabfällen.
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In diesem Zusammenhang ist auch die Nachnutzung durch Produktionen oder Prozessen im Bereich der Hochtemperatur-Vernichtung von Kampfmitteln, vorzugsweise unter Nutzung des durch eine Elektrolyse erzeugten Sauerstoffes, zu nennen.
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Weiterhin angedacht ist, im Fall von stillgelegten Atomkraftwerken das Containment nach einer Dekontaminierung weiter zu verwenden. Hier bietet sich eine Nutzung etwa als Abklinglager für schwach radioaktiv belastete Bauteile an.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Nachnutzung von zumindest Teilen einer Kraftwerksanlage oder Infrastrukturkomponenten eines stillgelegten Kraftwerks als Basis für neue Produktionsprozesse, vorzugsweise für chemische Prozesse und/oder Materialveränderung, wobei Teile der Kraftwerksanlage und/oder Infrastrukturkomponenten zur Produktion genutzt werden, und wobei vorzugsweise elektrische Energie im Wesentlichen ohne Zwischenspeicherung für die neuen Produktionsprozesse, vorzugsweise für chemische Prozesse und/oder Materialveränderung, genutzt wird.
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Die Versorgung der neuen Produktionsprozesse mit elektrischer Energie erfolgt dabei vorzugsweise über die ursprünglichen Zuleitungen aus dem Versorgungsnetz, vorzugsweise unter Nutzung von Überschussstrom.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der dargestellten Ausführungsbeispiele und den angefügten Ansprüchen.
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Die Zeichnungen zeigen:
- 1 eine rein schematisch gezeigte Anordnung eines Kraftwerkes mit ausgewählten Kraftwerksteilen und Infrastrukturkomponenten.
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Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
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Bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen bezeichnen um der Klarheit willen gleiche Bezugszeichen im Wesentlichen gleiche Teile in oder an diesen Ausführungsformen. Zur besseren Verdeutlichung der Erfindung sind die in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsformen jedoch nicht immer maßstabsgerecht gezeichnet.
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Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung bezeichnet der Ausdruck des „Systems“ jeweils „Vorrichtung und Verfahren“, jedoch wird für den ein Verfahren betreffenden Anteil des Systems kein Schutz begehrt.
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1 zeigt eine rein schematisch abgebildete Anordnung eines Kraftwerkes bzw. einer Kraftwerksanlage 1 mit ausgewählten Kraftwerksteilen und Infrastrukturkomponenten. Das Kraftwerk 1 soll ein stillgelegtes Kraftwerk darstellen, im Beispiel ein stillgelegtes Atomkraftwerk.
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Das das Kraftwerk 1 umfassende Kraftwerksgelände 10 ist mit geeigneten Sicherungseinrichtungen ausgestattet. Hierzu gehören neben Einrichtungen zur Videoüberwachung auch eine umlaufende Einfassung des Kraftwerksgeländes 10 mit einem Sicherheitszaun 16, der das Kraftwerksgelände 10 vor Zutritt schützt. Von Vorteil erweist sich im Allgemeinen auch, dass das ursprüngliche Kraftwerksgelände gut gesichert ist und über einen hohen Sicherheitsstandard verfügt, so dass Produktionsprozesse betrieben werden können, welche gefährlich sind bzw. welche sich mit der Verarbeitung von gefährlichen Stoffen oder Gefahrstoffen beschäftigen. Eine Zufahrtstrasse 15 ist ebenfalls rein schematisch eingezeichnet.
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Das erfindungsgemäße System zur Nachnutzung von zumindest Teilen der Infrastrukturkomponenten oder des Kraftwerks der stillgelegten Kraftwerksanlage sieht eine Nachnutzung von zumindest Kraftwerksteilen oder Infrastrukturkomponenten des stillgelegten Kraftwerks 1 als Basis für neue Produktionsprozesse vor, vorzugsweise auf dem Gelände des stillgelegten Kraftwerkes.
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Im Bild weiterhin dargestellt sind die elektrischen Zuleitungen 18, die die Kraftwerksanlage 1 mit dem Versorgungsnetz 20 verbinden. Ebenfalls schematisch dargestellt ist ein Turbinen- bzw. Generatorhaus 11 auf dem Kraftwerksgelände 10, welches Anlagen zur Energiewandlung beherbergt.
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Im Sinne der Erfindung können gerade diese der elektrischen Anbindung dienenden Infrastrukturkomponenten in höchst vorteilhafter Weise für die geplante Nachnutzung verwendet werden. Hierzu ist vorgesehen, dass elektrische Energie aus dem vorhandenen übergeordneten Versorgungsnetz 20 über die ursprünglichen Zuleitungen 18 zu dem stillgelegten Kraftwerk 1 geleitet und dort für die neuen Produktionsprozesse wird. Diese Richtung ist in der 1 mit der Bezeichnung „B“ angedeutet.
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Hierdurch wird der Vorteil ausgenutzt, dass Kraftwerke typischerweise an wichtigen Knoten innerhalb des vorhandenen übergeordneten Versorgungssystems erstellt wurden und die Anbindung an das Versorgungssystem gut gewährleistet ist. Demnach befinden sich auch stillgelegte Kraftwerke 1 an strategisch günstigen Orten innerhalb des Versorgungsnetzes, wodurch auch die Versorgung des stillgelegten Kraftwerkes 1 mit elektrischer Energie, vorzugsweise mit Überschussstrom, sehr einfach und kostengünstig realisierbar ist.
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Im Beispiel wird die über die Zuleitungen 18 aus dem Versorgungsnetz 20 zugeführte elektrische Energie im Wesentlichen ohne Zwischenspeicherung direkt für die neuen Produktionsprozesse genutzt.
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Ebenfalls von Vorteil erweist sich, dass das Kraftwerke 1 direkt an ein größeres Gewässer 30 angrenzt und über entsprechende Zu- und Ableitungen 17 verfügt, welche im Beispiel mit dem ursprünglichen Kühlturm 12 verbunden sind. Diese Zu- und Ableitungen 17 werden erfindungsgemäß genutzt, Wasser in ausreichender Menge einfach zur Verfügung zu stellen.
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Im Bild sind rein exemplarisch ohne Beschränkung auf das dargestellte Ausführungsbeispiel noch weitere Infrastrukturkomponenten dargestellt, etwa Parkplätze 13 oder Bürogebäude 14, welche ebenfalls weitergenutzt werden.
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Mittels des Systems zur Nachnutzung können die Infrastrukturkomponenten und/oder Anlagenteile des stillgelegten Kraftwerks 1 wieder und/oder weiterhin genutzt werden.
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Die vorgesehene Nachnutzung des stillgelegten Kraftwerks 1 umfasst dabei chemische Prozesse, insbesondere zur Stoffumwandlung und/oder Materialveränderung, wobei vorhandene Teile der Kraftwerksanlage und/oder Infrastrukturkomponenten zur Produktion genutzt werden, und wobei elektrische Energie, vorzugsweise Überschussstrom, aus dem Versorgungsnetz 20 zu dem Kraftwerksgelände 10 über die Zuleitungen 18 transportiert wird.
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Vorgesehen ist, dass energieintensive Produktionen und Prozesse auf dem Kraftwerksgelände 10 zum Einsatz kommen. Neben chemischen Prozessen können dies auch Produktionen im Bereich der Metallherstellung und -verarbeitung, der Glasherstellung, im Bereich der Papierherstellung oder auch der Baustoffindustrie sein.
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Im Beispiel ist ohne Beschränkung auf das dargestellte Ausführungsbeispiel auf dem Kraftwerksgelände 10 eine Produktionsanlage 40 zur Elektrolyse von Wasser vorgesehen. Der auf diese Weise erzeugte Wasserstoff oder der Sauerstoff wird sodann als Rohstoff für weitere chemische Produktionsprozesse auf dem Kraftwerkgelände 10 verwendet. Der Wasserstoff wird in dem Beispiel in dem Kühlturm 12 gelagert. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass der Wasserstoff in flexiblen, gas- und wasserstoffdichten Behältnissen zwischengelagert wird. Diese können untereinander verbunden sein, so dass ein Befüllen und Leeren sehr einfach möglich ist. Der Kühlturm kann hierzu oben mit einem Deckel, etwa einer Abdeckung umfassend ein Stahlgitter, verschlossen werden, so dass die mit Wasserstoff gefüllten Behältnisse nicht entweichen können. Die Behältnisse können beispielsweise aus PCV mit einer Aluminium-Innenbeschichtung hergestellt sein.
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Weiterhin ist im Beispiel auf dem Kraftwerksgelände 10 eine Produktionsanlage 41 zur Ammoniaksynthese angeordnet.
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Bei den auf dem oder im Umfeld des stillgelegten Kraftwerkes 1 anzusiedelnden Produktionen oder Prozessen handelt es sich demnach um endotherme Prozesse, bei denen elektrische Energie unter Nachnutzung der ursprünglich vorhandenen Infrastrukturkomponenten zur Verfügung gestellt wird.
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Die vorstehend genannten Produktionsanlagen 40 und 41 beziehen daher ihre elektrische Energie über die Zuleitungen 18 aus dem übergeordneten Versorgungsnetz 20, wodurch sich große Kostenvorteile erschließen lassen.
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In einer weiteren Ausführungsformen sind alternativ oder zusätzlich weitere Produktionsprozesse auf dem Kraftwerksgelände 10 untergebracht und umfassen galvanische Prozesse oder Prozesse zum Härten von Metallen.
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In einer nochmals weiteren Ausführungsformen sind Produktionsprozesse auf dem Kraftwerksgelände 10 vorgesehen, welche die Trennung von Luft in ihre Bestandteile umfassen.
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In einer nochmals weiteren Ausführungsformen sind Produktionsprozesse auf dem Kraftwerksgelände 10 vorgesehen, welche kryotechnische Prozesse umfassen, beispielsweise unter Verwendung von NH3.
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In einer nochmals weiteren Ausführungsformen sind Produktionsprozesse auf dem Kraftwerksgelände 10 vorgesehen, bei denen Mikrowellen und/oder Ultraschall genutzt wird.
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In einer nochmals weiteren Ausführungsformen sind Produktionsprozesse auf dem Kraftwerksgelände 10 vorgesehen, welche eine Trocknung bzw. Trocknungsanlagen umfassen, insbesondere zur Trocknung und Weiterverarbeitung von Klärschlämmen. Hier bietet sich der weitere Vorteil, dass das Kraftwerksgelände 10 auch über Lagerflächen 42 verfügt, welche zur Zwischenlagerung genutzt werden können.
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In einer nochmals weiteren Ausführungsformen sind Produktionsprozesse auf dem Kraftwerksgelände 10 vorgesehen, welche eine thermische Abfallbehandlung bzw. die Sonderabfallverbrennung umfassen, beispielsweise die thermische Dekontamination von belasteten Abfällen, insbesondere zur Behandlung von Klinik- oder Krankenhausabfällen. In diesem Zusammenhang können auch Produktionen oder Prozessen im Bereich der Hochtemperatur-Vernichtung von Kampfmitteln vorgesehen sein, vorzugsweise unter Nutzung des Sauerstoffes, welcher in besonders günstiger Weise durch die ebenfalls auf dem Kraftwerksgelände 10 vorgesehene Elektrolyse erzeugt werden kann.
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Das vorgestellte System zur Nachnutzung von zumindest Teilen einer Kraftwerksanlage oder Infrastrukturkomponenten eines stillgelegten Kraftwerks als Basis für neue Produktionsanlagen oder Produktionsprozesse, vorzugsweise für chemische Prozesse, insbesondere zur Stoffumwandlung und/oder Materialveränderung, wobei vorhandene Kraftwerksanlagen und/oder Infrastrukturkomponenten zur Produktion genutzt werden, bietet mehrere Vorteile.
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So können zum einen wichtige Ressourcen weiter und/oder wiederverwendet werden.
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Zum anderen kann Überschussstrom aus dem Versorgungsnetz verwendet werden, ohne dass größere Verluste bei der Zwischenspeicherung auftreten.
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Mit von der Erfindung umfasst ist ein Verfahren zur Nachnutzung von zumindest Teilen einer Kraftwerksanlage oder Infrastrukturkomponenten eines stillgelegten Kraftwerks als Basis für neue Produktionsanlagen oder Produktionsprozesse, vorzugsweise für chemische Prozesse, vorzugsweise für chemische Prozesse, und/oder Materialveränderung wobei vorhandene Teile der Kraftwerksanlage und/oder Infrastrukturkomponenten für die neuen Produktionsanlagen oder Produktionsprozesse genutzt werden, und wobei vorzugsweise elektrische Energie im Wesentlichen ohne Zwischenspeicherung für die Prozesse, vorzugsweise für chemische Prozesse, genutzt wird.
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Das Verfahren ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgung des stillgelegten Kraftwerkes mit elektrischer Energie über die ursprünglichen Zuleitungen aus dem Versorgungsnetz erfolgt, vorzugsweise unter Nutzung von Überschussstrom.
Das Verfahren ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass die ursprünglichen Zu- und/oder Ableitungen für Wasser zur Versorgung der neuen Produktionsprozesse mit Wasser verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011117982 A1 [0005]
