Prozessoptimierung IT-Lösung für den optimalen Betrieb von Raffineriekraftwerken

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Kisters AG

Aerzener Maschinenfabrik GmbH

Keller & Bohacek GmbH & Co.

CADFEM Germany GmbH

Um bei der Umwandlung von Rohöl in Benzin, Diesel oder Paraffin so profitabel wie möglich zu sein, müssen Raffinerien ihre Prozesse optimieren und mit stark schwankenden Preisen für Rohstoffe, Produkte und Strom bestmöglich umgehen. Zur Anpassung an die sehr volatilen Strompreise können neue Fahrweisen für die vorhandenen Kessel- und Kraftwerksanlagen ökonomisch sinnvoll sein, insbesondere zur Nutzung von PV-Strom. 

Voraussetzung für neue Fahrweisen ist, dass der Raffineriebetreiber in der Lage ist, die optimale Fahrweise des komplexen Raffineriesystems zu ermitteln und jede einzelne Anlage entsprechend zu fahren. Möglich macht das eine neue IT-Lösung von Kisters. Die IT-Lösung zur Raffinerieoptimierung, die der Aachener IT-Dienstleister gemeinsam mit dem österreichischen Spezialisten für Kraftwerkssimulation Enexsa anbietet, unterstützt Raffineriebetreiber beim bestmöglichen Betrieb ihres Kraftwerks. 

Insbesondere zeigt die IT-Lösung neue, technisch zulässige Fahrweisen der Anlagen auf, die beispielsweise für höhere Erlöse an den Kurzfrist-Strommärkten, optimalen Einsatz von Reststoffen unter Einhaltung emissionsrechtlicher Randbedingungen oder die stärkere Einbindung von grünem Wasserstoff und damit einen niedrigeren CO₂-Fußabdruck sorgen. Die Kombination aus digitalem Zwilling und der Optimierungssoftware "Belvis Resopt" berechnet innerhalb weniger Minuten unternehmensspezifische Verbesserungsmöglichkeiten und liefert im Viertelstundenraster die Day-ahead-Fahrpläne für Kessel (unter Berücksichtigung der Brennstoffmischverhältnisse), Turbinen und andere Energieerzeugungsanlagen.  

IT-Lösung berechnet effizienten Betrieb des Raffineriekraftwerks

„Mathematische Optimierungssysteme unterstützen Raffinerien bereits seit Jahrzehnten. Neu sind die Möglichkeiten, Kessel und Kraftwerke stärker strompreisgeführt zu fahren – ohne Einbußen in der eigentlichen Produktion“, so Dr. Olaf Syben, Leiter des Bereichs Optimierung und Energy Analytics bei Kisters.

Die Herausforderung besteht darin, die Vielzahl der anfallenden gasförmigen und flüssigen (gut speicherbaren) Reststoffe so einzusetzen, dass nutzbare Flexibilität entsteht. Dazu berechnet die IT-Lösung aus allen physikalischen, technischen, rechtlichen, vertraglichen und ökonomischen Randbedingungen die optimale Lösung für den effizienten Betrieb des Raffineriekraftwerks. 

„Wesentlich für den digitalen Zwilling des Optimierungssystems ist, dass er auf einem detaillierten Modell im Wärmekreislaufprogramm "Ebsilo Professional" basiert, sodass alle technisch möglichen Fahrweisen und auch die Grenzen des Betriebs korrekt abgebildet sind“, betont Dr. Josef Petek, Geschäftsführer der Enexsa.

Wege aus der Krise für die energieintensive Industrie

Um ihre Produktion abzusichern, international wettbewerbsfähig zu bleiben und erneuerbare Energien stärker einzusetzen, profitieren auch Branchen wie Chemie, Metall oder Papier von softwaregestützter Optimierung. Belvis Resopt zeigt Möglichkeiten auf, durch entsprechende Flexibilisierung der Produktionsprozesse die günstigsten Strompreise aufgrund hoher PV-Erzeugung in den Mittagsstunden zu nutzen. Außerdem unterstützt die IT-Lösung dabei, Schadstoffemissionen zu reduzieren, den Bedarf an konventioneller Primärenergie zu senken, den Anteil an erneuerbaren Energien zu steigern, höhere Erlöse an den Strombörsen und am Regelleistungsmarkt zu erzielen sowie Betriebskosten zu senken.

Energiewirtschaftliche Systeme mit IT-Lösung optimieren

Energieversorgungsunternehmen können Belvis Resopt für die Kurz-, Mittel- und Langfristplanung sowie für die Bewertung von Aus- und Neubauszenarien einsetzen. Die Lösung deckt Optimierungspotenzial in allen Bereichen der Energieerzeugung, -beschaffung, -speicherung, -versorgung und -verteilung auf – zum Beispiel für konventionelle Kraftwerke, Fernwärmeerzeugung, -netze und -speicher, Gas-Portfolios (fossiles Gas, LNG, Biogas, Wasserstoff), Erneuerbare-Energie-Erzeugung, -Transport, -Wandlung, -Speicherung, virtuelle Kraftwerke, Querbezüge der Sektorenkopplung oder Batterieeinsatz.