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Der Weg des Erdgases von der Förderung zum Verbraucher

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Einleitung

21% des heutigen Energieverbrauchs in der Bundesrepublik Deutschland werden durch Einsatz von Erdgas gedeckt. Weltweit hat Erdgas mittlerweile einen respektablen Anteil von 25% des Primärenergieverbrauchs erreicht. Diese Zahlen belegen, dass eine wirtschaftliche und zugleich umwelt- und klimaschonende Energieversorgung mit der Schlüsselenergie Erdgas ein wichtiger Aspekt der Ausbildung der zukünftigen Ingenieure im Energiebereich darstellen muß. Die Entwicklung von effizienten Transport-, Speicher- und Verteilungstechnologien sind eine wichtiger Schritt hin zu einer umweltschonenden Energieversorgung.

Ingenieurinnen und Ingenieure haben sehr gute berufliche Chancen, wenn sie neben einem breitgefächerten technischen Wissen auch eine fundierte Kenntnis von wirtschaftlichen Zusammenhängen mitbringen. Den Studentinnen und Studenten soll in der Lehre die Notwendigkeit der Verknüpfung von innovativer Technik und Wirtschaftlichkeit vermittelt werden. Der Gedanke der technischen und wirtschaftlichen Optimierung soll auch in der praxisorientierten Forschung eine zentrale Rolle spielen.

Die Energiewirtschaft durchläuft einen rasanten Veränderungsprozess von einer monopolistisch orientierten Struktur hin zu mehr Wettbewerb. Dies führt zu neuen Geschäftsprozessen und Unternehmensformen auf dem Energiemarkt, wie Durchleitung durch fremde Energienetze und Bildung neuer Unternehmensstrukturen. Die Einbeziehung dieser Thematik in den Lehr- und Forschungsinhalt wird ein weiterer Schwerpunkt sein.


Arbeitsschwerpunke des Lehrgebietes Gasversorgungswirtschaft

Im Mittelpunkt des Lehr- und Forschungsgebietes Gasversorgungswirtschaft stehen die nachfolgend stichwortartig aufgeführten Fragestellungen, die wir sowohl in den Vorlesungen und Übungen, in einem intensiven Praktikum wie auch in praxisorientierten Forschungsvorhaben und Diplomarbeiten bearbeiten wollen.

 

  • Thermodynamische und strömungstechnische Grundlagen der Gasversorgung (Realgasverhalten auch bei hohen Drücken)
  • Technische und wirtschaftliche Optimierung von Gasdruckregel und -messanlagen
  • >Reservephilosophie (Ausfallwahrscheinlichkeit von Anlagen, Redundanz von Anlagen)
    >Verbesserung des Abscheidewirkungsgrades und Reduzierung der Druckverluste bei Filter- und Abscheideranlagen
    >Untersuchungen zum Prinzip von Wirbelrohren
  • Verbesserung des wärmetechnischen Wirkungsgrades von Vorwärmanlagen.
  • Berechnung und wirtschaftliche Auslegung von Gastransport- und Gasverteilungssystemen
  • Druck- und Durchflussmessungen in Gasnetzen zur Beurteilung des Ist-Zustand und der Versorgungssicherheit
  • Sanierung von Gasnetzen unter technischen und betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten
  • Verfahren zur Leckerkennung in Gasnetzen
  • Feuchtemessung in Erdgasen zur Bestimmung des Taupunktes mit dem Ziel
    >der Vorhersage von Kondensat- und von Gashydratbildungsbedingungen und
    >der Reduzierung von Trocknungsleistung in Erdgasspeichern
  • Optimierung des Einsatzes von Gasspeichern zur Reduzierung von Speicherbetriebskosten und von Hohlraumkonvergenzen
  • Ermittlung von Lastprofilen bei der Festlegung von Durchleitungsentgelten

 

Lehrangebot

1. Grundlagenfach Strömungstechnik nach der Diplomstudienordnung 2002 im 2. Semester
  Im Grundlagenfach Strömungstechnik werden die Gesetzmäßigkeiten ruhender und bewegter Fluide behandelt.
Bevorzugt werden die Lehrinhalte praxisnah an Beispielen versorgungstechnischer Anlagen und Anlagenkomponenten wie z.B. Behälter, Rohrleitungen und Kanälen vorgetragen und geübt. Im Praktikum führen die Studierenden messtechnische Untersuchungen zu strömungstechnischen Fragestellungen der Versorgungs- und Entsorgungstechnik durch.
Stichworte zum Inhalt: Hydrostatischer Druck, Grundgleichung der Hydrostatik, Druckkräfte, Auftrieb, Aerostatik, Kontinuitätsgleichung, Gleichung von Bernoulli, Impulssatz, Rohrströmungen, Druckabfall in Rohrleitungen

2. Grundlagenfach Strömungsmaschinen nach der Diplomstudienordnung 2002 im 3. Semester
 
  • Übersicht über ausgeführte und Klassifikation von Strömungsmaschinen
  • Ableitung der Eulerschen Hauptgleichung der Strömungsmaschinen
  • Geschwindigkeitsdreiecke
  • Gegenüberstellung der Anwendung der Gleichung nach Euler auf Pumpen und auf Turbinen
  • Druckdifferenz, Förderhöhe, spezifische Förderarbeit, Leistungsaufnahme, Drehmoment bei der Förderung idealer Medien
  • Wirkungsgrad, spezifische Wellenarbeit
  • Klassifikation der Laufradschaufelformen
  • Diskussion der Merkmale von Schaufelformen: vorwärts gekrümmte, radial endende und rückwärts gekrümmte Schaufeln
  • Reales Verhalten des Laufrades
  • Verallgemeinerung der Gleichung nach Bernoulli mit dem Ziel der Berücksichtigung von Netzeinflüssen (Reibung, Höhendifferenz) in Saug- und Druckleitung in der Energiegleichung
  • Kennfelder von Strömungsmaschinen für variable Drehzahlen
  • Ventilatorenbauweisen
  • Einfluß der Zähigkeit des geförderten Mediums auf das Verhalten von Pumpe und Rohrnetz
  • Darstellung des Verhaltens von Strömungsmaschinen mit Hilfe dimensionsloser Kennzahlen
  • Steuerung von Strömungsmaschinen
3. Pflichtfach Gasversorgung nach der neuen Studienordnung für das 4. Semester ab dem SS 2003 und für das 5. und 7. Semester nach der alten Studienordnung
  Die vielfältigen praxisnahen Anforderungen an die Gasversorgungstechnik wird den Studentinnen und Studenten in der Vorlesung und in den Übungen vermittelt. Hierbei wird insbesondere in den Übungen auf die im Umgang mit dem Medium Erdgas geltenden Gesetzmäßigkeiten der Festigkeitsmechanik, der Strömungslehre und Thermodynamik eingegangen. In einem intensiven Praktikum lernen die Studierenden im Umgang mit einem statischen Netzberechnungsprogramm, welches die Ruhrgas AG zur Verfügung stellt, die technische und wirtschaftliche Auslegung eines Gasversorgungsnetzes kennen.
Ein weiterer Schwerpunkt sind die im Zusammenhang mit der Strukturveränderung auf dem Gasmarkt wichtigen Themen des Gashandels.

Stichworte zum Inhalt:

  • Chemische und physikalische Eigenschaften der Erdgase
  • Erdgasvorkommen
  • Erdgasproduktion
  • Erdgastransport
    >Strömungstechnische Grundlagen
    >Planung und Bau von Gastransportsystemen
    >Rohrleitungsbau
    >Gasdruckregel- und Gasmessanlagen
    >Erdgasverdichtung
  • Erdgasspeicherung
    >Gaswirtschaftliche Bedeutung der Gasspeicherung
    >Physikalische und technische Grundlagen
    >Speichertypen
  • Erdgasverteilung
    >Statische Rohrnetzberechnung
    >Hausanschlüsse
    >Sanierungsverfahren
  • Rechtliche Grundlagen der Gaswirtschaft
    >EU-Richtlinie "Gas"
    >Energiewirtschaftsgesetz
    >Verbändevereinbarung zum diskriminierungsfreien Netzzugang
  • Entwicklung und Organisation der Gasversorgungswirtschaft
  • Grundlagen des Gashandels
    >Gaslieferverträge
    >Durchleitung durch fremde Netze
    >Gaspreisbildung
  • Optimierung von Gastechnik und Gashandel
    >Redundanz von technischen Anlagen
    >Betriebswirtschaftliche Optimierung von Investitionsprojekten und Betriebskosten
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