Ralf Dunker

erschienen im MTU Report Herbst/Winter 2004

Viel Kraft, wenig Gewicht und geringer Platzbedarf machen die bis drei Megawatt leistenden Motoren des Typs 20V 4000 weltweit beliebt. Seit ihrer Markteinführung im Juni 2002 wurden rund 80 Stück dieser Großdiesel gekauft. Einsatzbeispiele zeigen, was die standfesten Aggregate auszeichnet – Meinungen zu den Maschinen und ihren Märkten.

Das Dieselkraftwerk hat seinen sicheren Platz im Markt: ob als Ersatz bei Ausfällen des öffentlichen Stromnetzes (Notstrom), Ergänzung bei Spitzenbelastungen (Prime Power) oder als autonomer Dauerläufer zur kontinuierlichen Erzeugung von Elektrizität.

Damit der Kraftstoff auch möglichst effektiv verstromt wird, konstruieren Maschinenbauer immer sparsamere Motoren. Zum Beispiel begnügt sich der junge 20V 4000 von MTU in der 50-Hertz-Variante mit 192 Gramm Brennstoff für jede erzeugte Kilowattstunde.

Auf ihm basierende DieselGensets decken den spontanen Leistungsbedarf oder ermöglichen eine dauerhafte Stromversorgung.

Der 20V 4000 ist der stärkste schnelllaufende Dieselmotor, der sich sowohl für den 50- als auch für den 60-Hertz-Betrieb eignet. Die Maschine ist leichter als gleichstarke niedertourige Aggregate, was sich in geringen Fundamentkosten bemerkbar macht.

Zudem genügt die Baureihe den Anforderungen verschiedener Märkte, ohne dass die Peripherie auf landestypische Merkmale abgestimmt werden müsste – auch das drückt die Kosten. Sein geringer Brennstoffkonsum, die niedrigen Emissionswerte und kompakte Maße machen den Motor zu einem Allrounder, der in der 50-Hertz-Version mit 2.000 bis 2.670 kW erhältlich ist, für 60-Hertz-Netze mit 2.060 bis 3.010 kW.

Bei vielen Anwendungen des 20V 4000 ist Spontanität erwünscht, auch in Deutschland, der Heimat der MTUMotoren.

Gensets auf Basis dieser Maschine dürfen sich hier die meiste Zeit ausruhen, nur bei den selten auftretenden Störungen des Stromnetzes treten sie in Aktion. Dann aber geht’s zur Sache: Die 20 Aluminium-Vollschaftkolben treten in Aktion und treiben die gigantische Kurbelwelle des 90-Liter-Aggregates in zwölf Sekunden auf ihre Nenndrehzahl (1.500 oder 1.800 min-1).

Dass derartige Notstromanlagen in Europa oft Diesel als Brennstoff nutzen, ist in den niedrigen Investitionskosten und der hohen Verfügbarkeit begründet. In der Regel sind Erdgasanlagen bei vergleichbarer Leistung teurer, so Gerd-Dieter Krieger, zuständig für Energietechnik im Fachverband Power Systems des VDMA. Bei Notstromanlagen, die höchstens wenige hundert Stunden pro Jahr in Betrieb sind, spielen die Betriebskosten und Emissionswerte eine nachgeordnete Rolle.

Dass die standfesten und standhaften, beinahe zehn Tonnen schweren Common-Rail-Diesel auch zur Freude am Fahren beitragen können, machen die 20V 4000 in München und Leipzig deutlich: Dort, wo die BMW 3er Limousine, Compact und Coupé gebaut werden, sorgen die Stromerzeugungsaggregate für Energie, wenn der Strom im öffentlichen Netz versiegt: Im neuen BMW Werk in Leipzig stehen zwei 20V 4000 in der Energiezentrale. Die beiden Aggregate stellen den Notstrombedarf für das gesamte Werk sicher, sagt Franz Dax, Planungsingenieur in der Abteilung Energiestruktur und technische Ausrüstung bei BMW.

Versorgt werden Anlagen, die nach den baurechtlichen Auflagen einer Sicherheitsstromversorgung bedürfen, wie Sicherheitsbeleuchtung oder Entrauchungsanlagen. Ersatzstrom beziehen aber auch Anlagen wie zum Beispiel USV-Anlagen und die Klimatechnik der Rechenzentren sowie Netzwerkzentralen oder kritische Umwälzpumpen der Lackiererei.

Bei BMW in Leipzig waren eine hohe Verfügbarkeit, ein schneller Service und geringe Stillstandszeiten bei Wartungen wichtig, so Dax. Um den Notstrombedarf des Werks sicherzustellen, sind wir auf beide Maschinen angewiesen. Eine andere Argumentation greift im Werk München. Dort reiht sich der 20V 4000 in eine bestehende Notstromversorgung ein und ersetzt ein altes MTU-Aggregat der Baureihe 12V 652 SB30. Während dieser Motor nur rund 1.500 kW bereitstellte, liefert der 20V 4000 G22 nun 2.420 kW, begnügt sich aber mit dem vorhandenen Platz: Nur knapp neun Meter Stellfläche reichen dem 20-Zylinder. Dass die Ausschreibung wieder zu einem MTU-Motor führte, ist nicht zuletzt dem Service zu verdanken. Dax’ Kollege Hans Fiedler: Wir sind sehr zufrieden mit den Leistungen des MTU-Teams, das den Umbau zügig und fachgerecht durchführte.

In Schwellenländern oder in Nationen, die über kein ausgeprägtes Erdgasnetz verfügen, kommen Diesel oft auch als Dauerläufer zum Einsatz. Als Kraftstationen versorgen sie Ortschaften oder stellen den Betrieb von industriellen Anlagen sicher. China ist hierfür ein gutes Beispiel, meint Krieger. Dort sind die Kraftwerkskapazitäten knapp und der Stromkonsum steigt unaufhaltsam; das führt zu häufigen Ausfällen. Wer hier rund um die Uhr produzieren möchte, ist auf eine autonome Stromversorgung angewiesen, so der VDMA-Experte. In China, Indien, dem mittleren Osten oder gar Australien spielen die Diesel auch andere Vorteile aus: Zum einen verfügen sie im Vergleich zu Erdgasmotoren über einen besseren elektrischen Wirkungsgrad, zum anderen muss keine Infrastruktur für den Brennstoff geschaffen werden. Und für den Projektzeitplan ist allein die Bauzeit des Kraftwerks ausschlaggebend.

In weniger als einem Jahr lässt sich ein Dieselkraftwerk realisieren, so Krieger. Modulbauweise oder Containeranlagen machen dies möglich. Auch bei der Installation eines 20V 4000 bei Petronas in Malaysia gab die kurze Lieferzeit den Ausschlag. Das Aggregat, das die ABZ Aggregate-Bau GmbH aus Henstedt-Ulzburg als Unterlieferant für die Ölraffinerie fertigte, dient als Notstromanlage. Sie besitzt übrigens als Besonderheit einen Generator in Schutzart IP54 (höherer Staub- und Spritzschutz), wie es die Regelungen bei Petronas in Malaysia bei Maschinen über 2.000 kVA verlangen.

Die Selbstzünder trumpfen außerdem mit einem günstigen Verhältnis von Investitionskosten pro Kilowattstunde auf. Und Krieger nennt ein weiteres wichtiges Argument, das in Schwellenländern zum Tragen kommt: Mit Motoren kennen sich Mechaniker auf der ganzen Welt aus. In Bezug auf die Wartung können die 20V 4000 noch weitere Pluspunkte verbuchen: Dank des effektiven Ölfiltersystems mit der optionalen Zusatzreinigung sind Ölwechsel erst nach 1.000 Betriebsstunden fällig und erst nach 30.000 Stunden Dauerbetrieb muss der Betreiber die Grundüberholung einplanen. Auch die Besitzer von Notstromaggregaten profitieren von den neuen Serviceplänen: Gaben früher Zeitintervalle vor, wann Verschleißteile, Öl und Kühlerflüssigkeit zu wechseln waren, sind heute die Einsatzbedingungen mitbestimmend.

Nicht immer sind es Leistungsdaten und harte Fakten, die für ein MTUGenset sprechen. Das macht die Installation bei Progress Energy in South Carolina deutlich: Den Mitarbeitern des Versorgers, die über Wohl und Wehe ihres Stromnetzes wachen, liefert eine Maschine der DDC/MTU Power Generation Energie, wenn im Land die Lichter ausgehen. Die Dieselversorgung der Leitstelle hilft der Mannschaft, Netzstörungen schnell und sicher zu beheben. Aber nicht nur die Kraft der Maschine, hebt Franz Lang, Techniker bei Progress Energy hervor, sondern auch die Tatkraft der Service-Mitarbeiter beim Händler Covington Detroit Diesel: Sie waren immer für uns da und sie sind sachkundig und verantwortungsvoll.

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