Neue Wege in der Energieversorgung auf den Galapagosinseln

Saubere Energie aus erneuerbaren Quellen für UNESCO-Weltnaturerbe.

Siemens hat die Regierung von Ecuador bei der Lösung eines schwierigen Umweltproblems auf den Galapagosinseln unterstützt. Dem Biosphäre-Reservat drohte der Verlust seines Status als UNESCO-Weltnaturerbe. Siemens entwickelte ein mit erneuerbaren Brennstoffen betriebenes Hybridkraftwerk. Es könnte in den kommenden Jahrzehnten als Modell für die Erzeugung sauberer Energie dienen.

 

Von Chris Kraul 

 

 

Das Problem bestand darin, einen Ersatz für das stark umweltbelastende elektrische Energiesystem auf der Insel Isabela zu finden, der größten der 21 Inseln des Nationalparks. Jedes Jahr brechen von hier aus Zehntausende von Touristen aus aller Welt zu Bootstouren durch den Archipel mit seiner wunderbaren Tierwelt auf. Bis Oktober 2018 lieferte ein Dieselkraftwerk, von dem eine hohe Smog- und Lärmbelastung ausging, den Strom für Hotels, Restaurants und die 2.500 ständigen Bewohner.

Sorgen bereiteten der UNESCO nicht nur die Umweltverschmutzung, sondern auch die Risiken, die mit der Anlieferung des Dieselkraftstoffs vom rund 1000 Kilometer entfernen Festland verbunden waren. In den vergangenen Jahren liefen beim Transport vom Schiff zum Kraftwerk zwei Mal große Ölmengen aus. Sie verseuchten die Küste und bedrohten das empfindliche Ökosystem. Die Kulturorganisation der Vereinten Nationen drohte Ecuador daraufhin an, den Galapagosinseln den begehrten Welterbestatus abzuerkennen, sollte keine sauberere Energieversorgungslösung gefunden werden.

Mit Unterstützung der deutschen Regierung forderte Ecuador Ingenieurunternehmen weltweit auf, Angebote für die Entwicklung eines zuverlässigen, ökologisch sauberen Systems auf der Basis erneuerbarer Energieträger abzugeben. Bau und Instandhaltung eines solchen Systems auf einer entlegenen Insel erwiesen sich jedoch als gewaltige technische und logistische Herausforderungen. Letztlich war Siemens der einzige Anbieter. Die Lösung: Ein Hybridkraftwerk, das mit einem Mix aus Sonnenenergie und Biokraftstoff betrieben wird. Der Biokraftstoff sollte dabei aus einer noch wenig bekannten Nuss hergestellt werden.

Geringere Größe, um die Nachhaltigkeit des Standorts zu sichern

Mit einer maximalen Leistung von nur 1,2 Megawatt wies das geplante Kraftwerk nur einen Bruchteil der Erzeugungsleistung auf, die von Siemens gebaute Kraftwerke üblicherweise erreichen. Unter den Kraftwerken, die Siemens in diesem Jahr weltweit in Betrieb gesetzt hat, sind z. B. drei Kraftwerke in Ägypten, die insgesamt 14.400 Megawatt Strom erzeugen können.

 

Laut Sajjad Khan, der das Siemens-Energieprojekt auf den Galapagosinseln leitet, war die Projektgröße für Siemens aber nicht der entscheidende Punkt. Was das Unternehmen reizte, waren vielmehr die logistischen Herausforderungen des Vorhabens auf Isabela, die Wichtigkeit, das einzigartige Ökosystem für zukünftige Generationen zu erhalten, und die Realisierung der technologisch bahnbrechenden Hybridanlage im Rahmen des Nachhaltigkeits-Engagements von Siemens.

„Wir haben uns entschieden, in diese Technologie zu investieren, weil wir an die dahinterstehende Philosophie glauben. Das Projekt basiert zu 100 Prozent auf erneuerbaren Energien“, sagte Khan. „Es verbindet intermittierende Sonnenenergie mit einer weiteren, zuverlässigen erneuerbaren Energiequelle. Wir haben die Gelegenheit genutzt, die Technologie als Pilotprojekt für kommende Projekte einzuführen“, so Khan weiter.

 

Die auf erneuerbare Energiequellen ausgelegte Hybridanlage besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten: einem 952-Kilowatt-Solarpark mit rund 3.024 Solarmodulen, einer mit Biodiesel betriebenen 1.625-Kilowatt-Stromerzeugungsanlage mit fünf 325-Kilowatt-Dieselgeneratoren und einem Batteriespeicherelement, das bei Bedarf ohne Verzögerung 660 Kilowatt bereitstellen kann. Das Zusammenspiel der einzelnen Komponenten wird von einem intelligenten Leittechniksystem gesteuert, das Siemens auf Isabela präsentiert. Es umfasst proprietäre Software, die unter anderem den Energiefluss zu und von den Batterien steuert.

Ein neuer Biokraftstoff

Die Anlage ist – nach umfangreichen Prüfungen im Rahmen von Pilotprojekten in Ecuador und anhand eines Mockups Tests in Deutschland – seit Oktober in Betrieb. Die Errichtung des Kraftwerks mit 600 Tonnen an Maschinen und Baumaterial war eine gewaltige Aufgabe. Erschwerend kam hinzu, dass es auf Isabela weder Kais noch sonstige Landeanlagen gibt, an denen Schiffe anlegen können.

 

Schon jetzt ist der Nutzen des neuen Hybridkraftwerks für die Umwelt enorm. Durch die Einsparung von 33.000 Litern Dieselkraftstoff, die in der alten Anlage pro Monat verfeuert wurden, konnte das neue Kraftwerk im Oktober 88 Tonnen an CO2-Emissionen und eine Kraftstofflieferung einsparen. Hinzu kommt, dass die neue Anlage erheblich leiser ist. Im Durchschnitt ist der Lärmpegel im Betrieb 30 Dezibel niedriger, was in der Wahrnehmung dem Unterschied zwischen dem Geräusch einer Sägemaschine und dem eines leisen Gesprächs entspricht. Die Anlage hat eine sehr hohe Verfügbarkeit von 99 Prozent und hat sich somit als extrem zuverlässig erwiesen.

Wir haben uns entschieden, in diese Technologie zu investieren, weil wir an die Philosophie dahinter glauben. Das Projekt basiert zu 100 Prozent auf erneuerbaren Energien.
Sajjad Khan, Leiter des Siemens-Energieprojekts auf den Galapagosinseln

Ein neuer Aspekt der Biodiesel-Komponente ist die Nutzung von Jatropha, der Purgiernuss, als Energiequelle. Die Nuss wächst in den tropischen Gebieten mehrerer Länder Südamerikas, unter anderem in Ecuador. Sie hat einen Ölgehalt von 40 Prozent, aus dem sich Biodiesel hoher Qualität gewinnen lässt. Weil mit dem aus der Nuss gewonnene Treibstoff noch kaum Erfahrungen gesammelt worden waren, wurden mehr als 5.000 Liter nach Deutschland verschifft. Dort wurde er vor der endgültigen Genehmigung getestet wurde. 2017 wurde das gesamte System in der Nähe von Hamburg sechs Wochen lang anhand eines MockupTests erprobt, um vor der Verschiffung zum Zielort sicherzustellen, dass die Anlage ordnungsgemäß läuft.

 

Da das neuartige Hybridkraftwerk die Energieversorgung der gesamten Insel sicherstellen muss, ist höchste Zuverlässigkeit unabdingbar. Die Inbetriebnahme verlief ohne Probleme. Dank der umfangreichen Forschungs- und Entwicklungsarbeit, die in die Lösung investiert wurde, und der ausgedehnten und intensiven Tests konnte Siemens die Leistung des Hybridkraftwerks garantieren. Die Anlage wird von München und Austin/Texas aus fernüberwacht, sodass den lokalen Betreibern das gesamte Know-how von Siemens im Bereich Energieerzeugung zur Verfügung steht. 

In der ecuadorianischen Küstenprovinz Manabi wurde eine Anlage zur Verarbeitung von Jatropha-Nüssen gebaut, in der Mitglieder einer lokalen Kooperative den Biokraftstoff für das neue Kraftwerk auf Isabela gewinnen. Anders als fossile Kraftstoffe würde er schnell abgebaut werden, sollte er beim Transport ins Meer gelangen.

 

Das Ergebnis ist eine weltweit einzigartige Anlage, da die thermischen Anlagen bei Sonnenschein komplett abgeschaltet werden können. Das ist sinnvoll, weil die tagsüber von der Anlage erzeugte photovoltaische Energie den Bedarf von Isabela aktuell übersteigt. Die Speicherung überschüssiger Solarenergie im Batteriesystem ermöglicht ein vollständiges Abschalten der Dieselgeneratoren, sorgt während des Tages für Stabilität und überbrückt die Zeit bis zum Anlaufen der Dieselgeneratoren, wenn Wolken aufziehen. 

Ein Modell für kleine hybride Erzeugungssysteme

Siemens sieht im erfolgreichen Betrieb des Hybridkraftwerks auf Isabela die Basis für künftige Projekte. Es wird davon ausgegangen, dass auf weiteren Inseln des Galapagos-Archipels gleichartige Anlagen entstehen. Und auf Isabela, wo der Energiebedarf jährlich um 5 bis 10 Prozent steigt, steht vermutlich schon bald eine Erweiterung des neuen Hybridkraftwerks an.

 

Auch außerhalb von Ecuador besteht ein riesiger potenzieller Markt: Karibische und pazifische Inseln stehen vor ähnlichen Herausforderungen in puncto Umwelt und Kraftstoffversorgung wie die Galapagosinseln. Dasselbe gilt für isolierte Dschungelstädte, große Bergbauprojekte oder andere Orte, an denen umweltbelastender Dieselkraftstoff die wichtigste Energiequelle für die Stromerzeugung darstellt.

2018-11-30

Chris Kraul ist freier Journalist in Bogota, Kolumbien. 

Bilder: Siemens AG

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