STROMPRODUKTION. Der weltweite Stromverbrauch steigt im Gleichschritt mit dem globalen Wirtschaftswachstum. Trotz des aktuellen Booms bei den erneuerbaren Energien werden laut der Internationalen Energieagentur (IEA) rund drei Viertel des zusätzlichen Strombedarfs rund um den Globus mit Gas- und Kohlekraftwerken gedeckt. Gleichzeitig erfordert der Klimawandel ein sofortiges Handeln punkto CO2-Emissionen. Laut dem Weltklimarat IPCC muss spätestens in acht Jahren der Ausstoss von Treibhausgasen weltweit massiv gesenkt werden. Nur wenn der Ausstoss des CO2 ab 2015 sinke, könne die Erderwärmung bei 2 bis 3 Grad stabilisiert werden. Zwischen 2015 und 2050 müssten die CO2-Emissionen um mindestens 50% unter den Ausstoss im Jahr 2000 gesenkt werden, forderten die Experten des IPCC.

Kohlendioxid unterirdisch lagern

Rund 40% der weltweiten CO2-Emissionen entstehen durch die Stromerzeugung. Die Industrie ist deshalb gefordert und arbeitet seit Jahren an neuen Technologien zur Verbesserung der bestehenden Kraftwerkstechnologien. So konnte der Wirkungsgrad modernster Kohlekraftwerke auf über 45% gebracht werden; Gas-Kombi-Kraftwerke kommen gar nahe an 60% Wirkungsgrad heran. Mit der bestmöglichen Ausnutzung der Energie, die in den fossilen Brennstoffen steckt, ist es jedoch nicht getan. Alstom, einer der weltweit führenden Anbieter von Infrastrukturlösungen für die Stromerzeugung, baut deshalb nicht nur sein konventionelles Kraftwerksportfolio mit Wind als Energieträger aus, sondern leitet von der Schweiz aus ein weltweites Forschungsprogramm für die Entwicklung neuer, sauberer Kraftwerke. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der CO2-Abscheidung und -Speicherung (CO2 Capture and Storage, CCS). Fossile Kraftwerke mit CSS könnten helfen, die Emissionen bis 2050 um die geforderten 50% zu senken. Der baldige Einsatz der Technologie ist ein entscheidender Faktor zur Vermeidung der Folgen des Klimawandels. CCS bedeutet, beim Verbrennungsprozess im Kraftwerk entstehendes CO2 nicht in die Luft zu entlassen, sondern abzuscheiden und unterirdisch zu lagern. Zahlreiche Lagerstätten kämen in Frage, die pro Jahr und Kraftwerk anfallenden 5 Mio t CO2 aufzunehmen: Unter anderem erschöpfte Öl- und Gaslagerstätten oder salzwasserführende Gesteinsschichten (sogenannte saline Aquifere).

Bald «Zero-Emission»-Anlagen

CCS ist grundsätzlich eine bekannte Technik – das Verfahren wird in der Erdgasförderung seit Jahrzehnten angewandt. Um die Kraftwerke weltweit mit CCS auszurüsten, bedarf es aber noch weiterer Entwicklung, insbesondere einer vollständigen Prozessintegration und -optimierung. Deshalb beteiligt sich Alstom weltweit an verschiedenen Projekten und Demoanlagen und entwickelt Verfahren für «emissionsfreie Kraftwerke», die sowohl für neue Kraftwerke geeignet sind, als auch für Nachrüstung bestehender Anlagen.Bei der Abscheidung im Oxyfuel-Verfahren wird die Kohle statt mit Luft mit reinem Sauerstoff verbrannt. Das dabei entstehende Rauchgas besteht im Wesentlichen aus CO2 und Wasserdampf, der mit wenig Aufwand auskondensiert werden kann. Übrig bleibt CO2, das anschliessend unter hohem Druck in Pipelines zur Lagerstätte transportiert wird. Eine 30-Megawatt-Oxy-fuel-Pilotanlage im deutschen Industriepark Schwarze Pumpe (Vattenfall) geht nächstes Jahr in den Versuchsbetrieb. Ein zweites Verfahren setzt nach der Verbrennung an. Zum Einsatz gelangt dabei ein Amin- oder ein Ammoniakwäscher, der ähnlich wie die weitverbreiteten Schwefeldioxid-Abscheider das CO2 bindet. Durch Erhitzung in einem Regenerator wird das CO2 in konzentrierter Form wieder frei und ist für den Transport und die Lagerung bereit. Alstom arbeitet hierfür mit verschiedenen Kunden, so etwa mit Statoil im schwedischen Mongstad, zusammen.

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CCS als Ergänzung

Alstom unternimmt grosse Anstrengungen in der CCS-Forschung. Dennoch ist die Abscheidung und Lagerung von CO2 nicht als Allheilmittel für das Klima zu betrachten. Von dieser Technologie werden aber in den nächsten Jahrzehnten weltweit grosse Beiträge zur Erreichung der Klimaziele erwartet. Die Markteinführung hängt stark von der Entwicklung der CO2-Preise ab. Die Kosten für die Emissionszertifikate werden in Konkurrenz zu den Kosten der CO2-Vermeidungstechnologien stehen, sobald diese um das Jahr 2020 herum grosstechnisch zur Verfügung stehen werden. Die Politik ist gefordert, die gesetzlichen Rahmenbedingungen für die Modernisierung alter Kraftwerke, die Umstellung auf den zweieinhalb Mal weniger CO2 verursachenden Brennstoff Gas und die Lagerung von CO2 zu schaffen. CCS wird von der Energiewirtschaft als ein klimastabilisierendes Element gesehen, das eine Ergänzung zu erneuerbaren Energien und zur Erhöhung der Energieeffizienz im Allgemeinen darstellt. Die Schweiz kann hier eine führende Rolle einnehmen und dank ihrer Innovationskraft wichtige Technologien wie CSS entscheidend voranbringen. Ohne aus den Augen zu verlieren, dass nur ein Bündel von Massnahmen und Technologien den Energiehunger der Welt stillen kann und zur Stabilisierung des Klimas nötig ist.