15年後のガス、電力、水素の価格が分からない中で、約4,000人が暮らす新しい街区のために、今日何を建設すべきでしょうか。ニュルンベルク南西部のTiefes Feld地区に対するN-ERGIEの答えは、何でも少しずつ備えることでした。元請けのKraftanlagen Energies & Servicesは11月3日付の進捗報告で、床スラブの大部分が完成し、最初の外壁が立ち上がり、2028年の稼働に向けて工程どおりに進んでいると伝えています。
施工会社の説明によるプラントの構成は次のとおりです。
- コージェネレーション(CHP)ユニット2基。各電気出力4.5 MW、熱出力4.4 MWで、将来の水素への切り替えに備えた仕様
- 外気を利用する4モジュール構成の大型ヒートポンプ
- 最高115 °Cに対応する加圧タンクとして建設される60 MWhの蓄熱槽
- N-ERGIEのSandreuthコージェネレーションプラントにある既設の電気ヒーター
契約は2026年3月に締結され、6月に着工しました。Kraftanlagenは、プロセス設備、電気設備、付帯設備を含む設計と施工を担当します。報告には、投資額もヒートポンプの容量も記載されておらず、エンジンが最初にどの燃料で運転を始めるのかも示されていません。
1つのネットワークに4つの熱源
仕組みは分かりやすいものです。電力価格が高い時はエンジンを運転して売電し、蓄熱槽に熱をためます。価格が低い時は、ヒートポンプと電気ヒーターが引き継ぎます。蓄熱槽があるため、各機器は街区がたまたま寒い時ではなく、収益の上がる時に運転できます。
技術的な難しさは温度にあります。空気熱源ヒートポンプは中程度の温水を供給するのが得意で、エンジンの熱はそれより高温で、蓄熱槽の定格は115 °Cです。これらを高温側を薄めることなく1つのネットワークにまとめるには、段階的な構成にするのが一般的です。つまり、まずヒートポンプが戻り水を昇温し、高温側の熱源が最後に追い焚きをし、蓄熱槽は成層を保ちます。
エンジン側の回路は、あらゆるエンジン発電所でおなじみのものです。ジャケット水、潤滑油、給気がそれぞれ専用の熱交換器で熱を放出し、地域熱供給の水はエンジン冷却水とは分離されます。水素対応によって、この部分はほとんど変わりません。変わるのはガス系統とエンジンで、プレートパックではありません。
これだけ多くの運転モードを持つプラントでの実務上の注意点を一つ挙げます。エンジンとネットワークの間の熱交換器は、年間を通じて負荷が大きく変わります。寒波での全負荷運転から、夏の長期停止までです。堆積物が沈殿するのは停止中です。運転マニュアルにフラッシング手順を入れておくのは、費用のかからない備えになります。
