Selten stand der Energiesektor so sehr im Fokus der Öffentlichkeit wie heute. Das ist kein Zufall. Auch wenn man vom rasant steigenden Ölpreis absieht, sind die Herausforderungen enorm. Die Weltwirtschaft könnte bis 2050 um das Vierfache wachsen; das Bruttosozialprodukt von Ländern wie China oder Indien sogar um das Zehnfache. Der wachsende Lebensstandard in den Schwellenländern ist erfreulich – mit ihm steigt aber auch der Energieverbrauch. Allein in China wurden 2007 rund 100 GW neue Stromerzeugungskapazität installiert, das entspricht beinahe 100 Kernkraftwerken der Leistungsgrösse des Produktionsstandortes Leibstadt.

Die Energieversorgungsunternehmen stehen damit vor der Aufgabe, die stark steigende Nachfrage nach Strom auf möglichst nachhaltige Weise zu befriedigen. Klar ist, dass der sich andeutende Klimawandel für einen grundlegenden Paradigmenwechsel in der Industrie gesorgt hat: Technologien zur Stromerzeugung werden künftig immer auch in Relation zu ihrer CO2-Intensität bewertet.

So wird morgen produziert

An zukunftstauglichen Technologien für die künftige Stromerzeugung mangelt es nicht. Noch nie war die Bandbreite der industriell erschliessbaren Möglichkeiten zur Stromproduktion so gross wie heute, denn eine Reihe neuer Technologien erreicht die Schwelle der Wirtschaftlichkeit. Einen Boom erlebt haben beispielsweise Windkraftwerke. Im März dieses Jahres feierte die Branche die Installation von 100 GW Gesamtleistung.

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Die Jahresproduktion aller Windkraftwerke betrug 2006 mit 152 TWh jedoch erst 1% des weltweiten Strombedarfs. Windkraftwerke zählen heute zu den robusten Technologien und werden weiter an Bedeutung gewinnen. Erwähnt werden muss aber auch, dass sie die Netzregulierung viel komplexer machen: Die beschränkte Verfügbarkeit (weniger als 2500 Stunden pro Jahr) verlangt nach einem «Backup» durch andere Technologien im Netz, z. B. Pumpspeicherkraftwerke.

Von zunehmender Bedeutung sind auch solarthermische Kraftwerke, die ähnlich wie ein Dampfkraftwerk funktionieren: Die Sonnenstrahlung wird mit Parabolspiegeln auf Absorberrohre konzentriert, worin ein Thermoöl stark erhitzt wird. Ein nachgeschalteter Wärmetauscher erzeugt Dampf, der eine Turbine und den Generator antreibt. Dank Einspeisevergütungen boomen solarthermische Kraftwerke insbesondere in den sonnenreichen Gegenden Spaniens und der USA; mittlerweile gibt es bereits Anlagen mit einer Leistung von 20 bis 50 MW.

Ein beträchtliches Ausbaupotenzial besitzt weiterhin auch die Wasserkraft. Zwar ist in Europa und Nordamerika ein Grossteil der Möglichkeiten ausgeschöpft – wie etwa in der Schweiz –, doch in Asien, Südamerika und Afrika wird die Ressource Wasser erst zu 10 bis 30% für die Stromerzeugung genutzt. Laut Schätzungen der Internationalen Energieagentur (IEA) könnte die Stromproduktion mit Wasserkraftwerken in den nächsten 40 Jahren verdoppelt werden. Angesichts der knapper werdenden Wasser- und Landreserven sowie der notwendigen Eingriffe in die Natur (Dammbau) werden zukünftig auch kleinere Hydroprojekte an Bedeutung gewinnen.

Da heute der grösste Teil der weltweit installierten Kapazität zur Stromerzeugung auf der Verbrennung fossiler Energieträger beruht (Gas, Kohle), ist ein vollständiger Verzicht auf diese Energieträger in den nächsten Jahrzehnten unrealistisch. Die einzige Lösung besteht deshalb darin, die CO2-Emissionen von Gaskombi- und Kohlekraftwerken kurzfristig so tief wie möglich zu halten. In einem zukünftigen Schritt wird die CO2-Abscheidung und -Speicherung (CO2 Capture and Storage, CCS) bedeutsam. Sie beruht auf dem Prinzip, das beim Verbrennungsprozess entstehende CO2 nicht in die Atmosphäre zu entlassen, sondern abzutrennen und unterirdisch zu lagern. Als grossformatige Lagerstätten kommen erschöpfte Öl- und Gasfelder oder Salzwasser führende Gesteinsschichten (sogenannte saline Aquifere) in Frage.

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Im Rahmen der europäischen Technologieplattform für Zero Emission Fossil Fuel Power Plants (ZEP) engagiert sich Alstom stark in der Forschung um die verschiedenen CO2-Capture-and-Storage-Lösungsansätze. Gemeinsam mit dem Energiekonzern Vattenfall nimmt Alstom dieses Jahr südlich von Berlin eine Pilotanlage in Betrieb. Die entscheidende Frage ist, wie rasch die Technologie in industriellem Stil eingesetzt werden kann; noch gibt es nämlich zahlreiche Herausforderungen punkto zusätzlichen Stromverbrauchs und Logistik – Transport und langfristige Lagerung von CO2 – zu bewältigen. Experten gehen davon aus, dass die ersten Anlagen im grösseren Stil um das Jahr 2020 zur Verfügung stehen werden.

Umweltgerechte Strategie

Alstom, eine der weltweit führenden Anbieterinnen von Infrastrukturlösungen für die Stromerzeugung, hat den Klimawandel und die Forderung nach umweltfreundlicher Energieerzeugung ins Zentrum ihrer Strategie gestellt. Sie basiert darauf, für alle realistischen Szenarien der Stromerzeugung konkurrenzfähige Lösungen und Produkte zur Verfügung zu stellen. Von modernen thermischen Kraftwerken über die nicht-nuklearen Teile von Kernkraftwerken bis zu Wasserkraft und Windenergie bietet Alstom ein breites Portfolio an Kraftwerken, Komponenten sowie Dienstleistungen im Bereich Unterhalt und Betrieb an.

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Mit der Nachrüstung von bestehenden Kohle- und Gaskombikraftwerken lässt sich deren Wirkungsgrad erheblich verbessern, was eine deutliche Senkung des CO2-Ausstosses mit sich bringt. Weiter verbessert werden kann die Umweltbilanz, wenn Biomasse zugefeuert wird. So baut Alstom für den englischen Energieversorger Drax die weltweit grösste Biomasse-Cofiring-Anlage. Ziel ist es, rund 10% der Kohle durch Holzresten, Sonnenblumenstängel oder Gras zu ersetzen. Ab Ende 2009 sollen rund 1,5 Mio t Biomasse verarbeitet werden, was den CO2-Ausstoss des Kohlekraftwerks um 2 Mio t reduziert. Der Biomasse-Anteil entspricht einer Produktionskapazität von 400 MW. Noch effizienter und umweltfreundlicher als Kohlekraftwerke sind moderne Gaskombikraftwerke. Im deutschen Lingen baut Alstom für RWE ein 2200-MW-Kraftwerk, das einen rekordhohen garantierten Wirkungsgrad von 59% aufweisen wird.

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Weltweit führend ist Alstom bei den erneuerbaren Energien in der Wasserkraft – und neu auch in der Windenergie aktiv. Die Produkte des akquirierten spanischen Turbinenbauers Ecotècnia mit fünf Produktionsstandorten werden nun weltweit vertrieben. Der Windenergiemarkt verspricht auf Jahre hinaus ein starkes Wachstum. Ein wichtiger Bestandteil der Produktepalette von Alstom ist auch der Einsatz modernster Kernkraftwerke, da sie – etwa im Vergleich zu Windkraftwerken – Grundlast-Stromproduktion ermöglichen. Alstom liefert dazu die nichtnuklearen Komponenten wie Dampfturbinen und Generatoren.

Globale Zusammenarbeit nötig

Die Limitierung der Treibhausgas-Emissionen ist eine der grössten globalen Herausforderungen für die kommenden Generationen. National ausgerichtete Strategien sind dabei wenig sinnvoll, denn wo immer das CO2 produziert wird, es verteilt sich schnell in der ganzen Atmosphäre. Gefragt sind also gemeinsame massive Anstrengungen der internationalen Politik, Gesellschaft und Industrie. Angesichts des weltweiten Wirtschaftswachstums und des damit einhergehenden steigenden Strombedarfs ist der – optimierte – Einsatz konventioneller Technologien wie Gaskombi-, Kohle-, Hydro- und Kernkraftwerke zumindest mittelfristig ebenso unverzichtbar wie die verstärkte Nutzung von Wind und Sonne als neue erneuerbare Energiequellen.

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