Klimaschutzziel als Motor für die Entwicklung neuer Technologien in der Stromerzeugung

Unsere Wettbewerbsfähigkeit hängt entscheidend davon ab, ob es uns gelingt, die Verstromung fossiler Energieträger – vor allem Kohle – mit dem Ziel des Klimaschutzes in Einklang zu bringen. Ein Schlüssel dazu ist die Abscheidung und Speicherung des im Kraftwerksprozess erzeugten Kohlendioxids. Derzeit bereiten wir den Bau eines Kraftwerks vor, bei dem Kohle in einen gasförmigen Zustand gebracht, das CO₂ abgetrennt und der Strom in nachgeschalteten Gas- und Dampfturbinen erzeugt wird. Man spricht hier von IGCC-Technologie (Integrated Gasification Combined Cycle). Über dieses Projekt haben wir bereits im Kapitel Förderung Erneuerbarer Energien ausführlich berichtet.

Neben der IGCC-Technologie bietet auch die CO₂-Abtrennung aus dem Rauchgas die Möglichkeit einer klimaschonenden Kohleverstromung. Auch bei diesem Verfahren können bis zu 90 % des Kohlendioxids herausgefiltert werden. Der Vorteil der nachgeschalteten CO₂-Wäsche ist, dass viele bestehende Kraftwerke damit nachgerüstet werden können. RWE Power hat sich 2007 mit dem Chemieunternehmen BASF und dem Anlagenbauer Linde zusammengetan, um diese Technologie weiterzuentwickeln. Im Rahmen der Kooperation errichten wir am Braunkohlekraftwerksstandort Niederaußem eine Pilotanlage. Schon ab Mitte 2009 sollen hier von BASF verbesserte CO₂-Waschmittel für den großtechnischen Einsatz erprobt werden. Unser Ziel ist, das Verfahren spätestens ab 2020 kommerziell zu nutzen. Dabei hilft uns auch das Projekt „REAplus“: Gemeinsam mit Austrian Energy & Environment, einem Systemanbieter für Energie- und Umwelttechnik, entwickeln wir am gleichen Standort einen Hochleistungs-Rauchgasreiniger – denn je sauberer das Rauchgas ist, desto besser gelingt die Abtrennung von CO₂.

Ebenfalls in Niederaußem haben wir im November 2008 eine Algenzuchtanlage zur CO₂-Einbindung in Betrieb genommen. Auf einer Fläche von rund 600 Quadratmetern „füttern“ wir Algen mit CO₂ aus dem Kraftwerk. Die eingesetzten Mikroalgen, einzellige pflanzenartige Lebewesen, wachsen mittels Fotosynthese durch Aufnahme von Kohlendioxid und Wasser. Ein wesentlicher Vorteil von Mikroalgen ist, dass sie deutlich höhere Wachstumsraten aufweisen als alle Landpflanzen. Dadurch setzen sie CO₂ schneller in Biomasse um. Für die entstehende Algenbiomasse erforschen wir weitere Verwendungsmöglichkeiten – denkbar wäre beispielsweise eine Verwertung in Biogasanlagen.

Technologien zur CO₂-Abscheidung wollen wir auch für unsere Steinkohlekraftwerke nutzbar machen. Dabei hat RWE npower eine Vorreiterrolle übernommen. In einer Versuchsverbrennungsanlage am Standort Didcot erprobt das Unternehmen die Abtrennung von CO₂ unter Verwendung von Waschlösungen, die auf Ammoniakderivaten basieren. An der gleichen Anlage wird auch das „Oxyfuel“-Verfahren untersucht, die – neben IGCC und nachgeschalteter CO₂-Wäsche – dritte Technologie zur CO₂-Abtrennung: Stein- oder Braunkohle wird dabei unter Einsatz von reinem Sauerstoff (englisch: oxygen) verbrannt. Dadurch entsteht ein Rauchgas mit hoher CO₂-Konzentration, aus dem das Kohlendioxid mit vergleichsweise geringem Aufwand abgeschieden werden kann. Darüber hinaus hat RWE npower ein Joint Venture mit Peel Energy und Dong Energy gegründet: Gemeinsam wollen die drei Unternehmen in Großbritannien eine großtechnische Demonstrationsanlage mit CO₂-Abtrennung und -Speicherung bauen.

Nach der Abtrennung des Kohlendioxids im Kraftwerksprozess ist sicherzustellen, dass das Gas dauerhaft von der Atmosphäre ferngehalten werden kann. Dafür muss es in tief unter der Erdoberfläche liegende Gesteinsformationen eingelagert werden. Im Rahmen des EU-Forschungsprojekts CO₂ SINK sind seit Juni 2008 in der Nähe von Ketzin (Brandenburg) bereits mehrere Tausend Tonnen Kohlendioxid in eine etwa 800 Meter tiefe Schicht aus Schilfsandstein eingeleitet worden. Insgesamt 60.000 Tonnen sollen es bis 2010 sein. Auf diese Weise wollen wir Erkenntnisse darüber gewinnen, wie sich das Kohlendioxid unterirdisch ausbreitet und ob Veränderungen im Gestein auftreten.

Die Abtrennung und Speicherung von CO₂ führt zu Effizienzeinbußen in der Stromerzeugung. Nicht zuletzt deshalb arbeiten wir kontinuierlich daran, die Wirkungsgrade Glossar unserer Kraftwerke zu erhöhen. Diesem Zweck dient eine Demonstrationsanlage zur Braunkohletrocknung vor dem Verbrennungsprozess am Standort Niederaußem, die wir derzeit in Betrieb nehmen. Das hier eingesetzte Verfahren – Wirbelschichttrocknung mit integrierter Abwärmenutzung – steigert den Wirkungsgrad in der Braunkohleverstromung um etwa vier Prozentpunkte. RWE hat die Technik entwickelt und patentiert. Wir konnten bereits eine erste Lizenz für die externe Nutzung in einem australischen Braunkohleprojekt vergeben. Effizienzverbesserungen in ähnlicher Größenordnung sind mit dem sogenannten 700-Grad-Kraftwerk möglich. Die „Component Test Facility for a 700° C Power Plant“ (COMTES700), eine Versuchsanlage im Gelsenkirchener Steinkohlekraftwerk Scholven, bringt uns unserem Ziel eines großtechnischen Einsatzes deutlich näher. Gemeinsam mit Partnern im In- und Ausland testen unsere Ingenieure Materialien und Kraftwerkskomponenten, die auch Temperaturen von 700 Grad Celsius und hohem Druck standhalten. Das Projekt wird von der Europäischen Union gefördert; Ergebnisse erwarten wir noch in diesem Jahr. Durch Braunkohlevortrocknung und höhere Dampftemperaturen können wir in der Verstromung von Braun- und Steinkohle auf mittlere Sicht Wirkungsgrade von über 50 % erreichen. Der EU-Durchschnitt für Steinkohlekraftwerke liegt mit 38 % aktuell deutlich darunter.

Auch die CO₂-freie Kernenergie liefert einen unverzichtbaren Beitrag zum Klimaschutz. Sie macht derzeit rund ein Viertel der deutschen Stromerzeugung aus. Gemeinsam mit anderen Versorgern arbeiten wir an Projekten, die zu einem langfristig sicheren und störungsfreien Betrieb unserer Kernkraftwerke beitragen. Spezielles Augenmerk richten wir dabei auf die Entwicklung extrem robuster elektrotechnischer Komponenten. Außerdem arbeiten wir daran, die Alterungsbeständigkeit von Rohrleitungen und Behältern präziser nachweisen zu können. Koordiniert werden diese Maßnahmen vom Fachverband VGB Power Tech. Ein weiterer F&E-Schwerpunkt ist für RWE durch die geplante Teilnahme an europäischen Neubauprojekten entstanden: Hier ist das Ziel, Sicherheitseinrichtungen neuer Kernkraftwerke umfassend bewerten und optimieren zu können. Um in Deutschland das Know-how rund um die Kernenergie zu sichern und auszubauen, unterstützen wir die kerntechnische Forschung und Lehre, beispielsweise durch Finanzierung von drei Lehrstühlen an der Technischen Hochschule Aachen.