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Schicht um Schicht mehr Ausdauer

Wasserkraft hat eine überraschend lange Geschichte - und eine grosse Zukunft

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Wasserkraft versorgt über eine Milliarde Menschen mit umweltfreundlicher Elektrizität. Um die rasant steigende Nachfrage decken zu können, müssen die Turbinen speziell beschichtet werden.

Stellen Sie sich die Welt vor rund 150 Jahren vor. 1868 beginnt  “Buffalo Bill” Cody als Scout für die amerikanische Armee zu arbeiten. Der französische Astronom Jules Janssen entdeckt das Edelgas Helium. In Bayern entwirft „Märchenkönig“ Ludwig II. seine Idee für das Schloss Neuschwanstein.

Was glauben Sie: Wie lange dauerte es nach diesen Ereignissen wohl noch, bis der erste Haushalt elektrisches Licht verwendet hat, das aus Wasserkraft erzeugt wurde? 20 Jahre? 30? 50?

Es war im gleichen Jahr: 1868 – das war sogar elf Jahre, bevor Thomas Edison die Glühlampe patentieren liess. Damals beleuchtete der britische Industrielle Lord William Armstrong als erster sein Haus im Nordosten Englands mit hydroelektrischem Strom.

Wasserkraft versorgt eine Milliarde Menschen

Heute machen erneuerbare Energien bereits 23% der weltweiten Stromversorgung aus – und Wasserkraft hat daran einen Anteil von 70%. Mehr als eine Milliarde Menschen in 152 Ländern, so schätzt die International Hydropower Association, sind von dieser Ressource abhängig. Und es werden laufend mehr: Die International Energy Agency prognostiziert, dass die Schwellenländer das Potenzial haben, die Stromproduktion aus Wasserkraft bis 2050 zu verdoppeln. Sie würden damit jährlich drei Milliarden Tonnen an CO2 einsparen.”

Das ist ein ehrgeiziges, aber kein abwegiges Ziel. Die Produktion von Strom aus Wasserkraft wächst rasant, denn weltweit wird immer mehr Energie benötigt. Der hohe Marktdruck führt jedoch dazu, dass Stromerzeuger in weniger gut zugängliche, stärker verschmutzte Wasserstrassen expandieren, die deutlich mehr Schlamm, Sand und Splitt aufweisen. Dies stellt Wasserkraftwerke – wollen sie einen kontinuierlichen Betrieb aufrechterhalten – vor aktuelle und zukünftige Herausforderungen.

Höhere Produktion belastet Turbinen

Um die steigende Nachfrage befriedigen zu können, müssen Energieversorgungsunternehmen höheren Druck und höhere Wassergeschwindigkeiten fahren, was die Turbinen zusätzlich belastet und anfälliger für Erosion macht. An abgelegenen Standorten erhöht der höhere Partikelanteil im Wasser die Gefahr, dass Turbinenteile beschädigt werden oder schneller verschleissen.

Um derartige Risiken möglichst klein zu halten, werden Wasserturbinen heute beschichtet, was sie vor Verschleiss und Kavitationsschäden schützt. Doch auch die Beschichtungswerkstoffe und -techniken müssen sich unter Bedingungen bewähren, die je nach Wasserkraftwerk ganz unterschiedlich sind.

Massgeschneiderte Lösungen

Oerlikon Metco entwickelt dazu Beschichtungswerkstoffe und –techniken, die auf die jeweiligen Anforderungen einer Turbine und die unterschiedlichen Umgebungsbedingungen abgestimmt sind.

Solche Beschichtungen können die Standzeit einer Turbine – im Vergleich zu unbeschichteten Turbinen – um das Drei- bis Fünffache verlängern. Und nicht nur das: Sie ermöglichen es Wasserkraftwerken auch, ihre Produktionsleistung aufrechtzuerhalten. So können sie sich dauerhaft als erneuerbare Energiequelle behaupten.

Auch die dazu verwendeten Beschichtungssysteme und -prozesse lassen sich individuell an spezifische Kundenbedürfnisse anpassen. Mit Namen wie Hochgeschwindigkeitsflammspritzen bzw. High Velocity Oxy-Fuel (HVOF), Atmosphärisches Plasmaspritzen (APS) oder Drahtflammspritzen klingen die Systeme ein bisschen wie aus einem Science Fiction Film. Aber sie verlängern die Lebensdauer von Turbinen ganz real.

Innovation dank Tradition

Schon seit Jahrzenten arbeitet Oerlikon Metco mit führenden Herstellern von Wasserkraftturbinen zusammen und kann Beschichtungen im eigenen Werk oder auch vor Ort beim Kunden vornehmen. In partnerschaftlicher Zusammenarbeit mit diesen Herstellern und Betreibern entwickelt Oerlikon Metco Lösungen für eine optimale Turbinenleistung.

Hydroelektrizität hat uns seit Lord William Armstrong auf eine lange Reise mitgenommen. Beschichtungstechnologien sind der Schlüssel dazu, dass sie uns noch viel weiter bringen kann. So wie das Leben vom Wasser abhängt, hängt die Zukunft von Innovationen ab, die dem wachsenden Energiebedarf gerecht werden ohne die Ressourcen auf dieser Erde zu erschöpfen.

 

Von Randy B. Hecht und Daniel Ammann

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