Energie: Nordrhein-Westfalen will Nummer eins bleiben

Energie: Nordrhein-Westfalen will Nummer eins bleiben

Deutschlands wichtigstes Stromland will diesen Status mit High-Tech-Kohlekraftwerken und neuen Technologien verteidigen.

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Schwerpunkt Kohle

Ingenieure brauchen Fantasie, sagt man. Wenn das stimmt, ist Wolfgang Benesch ein guter Ingenieur. Der Bereichsleiter Energietechnik des Essener Kraftwerkbetreibers Steag hat schon das Steinkohlekraftwerk der übernächsten Generation vor Augen, während das der nächsten Generation noch im Bau ist. „Der Dampf ist mit 700 Grad Celsius so heiß, dass die Rohrleitungen glühen“, schwärmt er. Das sind fast 100 Grad mehr als im 750-Megawatt-Steinkohlekraftwerk, das die Steag encotec derzeit in Walsum bei Duisburg baut. Und dieses sei „das modernste Kraftwerk der Welt“, sagt Benesch. Mit gut 45 Prozent Wirkungsgrad übertrifft es alle anderen Steinkohlekraftwerke rund um den Globus. Die mörderische Hitze in den Anlagen der dann folgenden Generation wird den Wirkungsgrad noch einmal deutlich verbessern. „Dann überspringen wir die 50-Prozent-Marke“, ist sich der Ingenieur sicher. Den Rekord von Walsum schaffen die Ingenieure mit relativ konventionellen Mitteln: Mit Rohren aus besonders hitzeresistentem Stahl, einem mit 180 Meter Höhe besonders effektiven Kühlturm, einem Energie sparenden Rauchgasreinigungsverfahren und besonders leistungsfähigen Dampfturbinen. Das verbessert den Wirkungsgrad um bis zu vier Prozentpunkte, verglichen mit den heute effektivsten Anlagen. Jahrzehntealte Kohlekraftwerke, vor allem in China und Indien, erreichen allenfalls 30 Prozent. „Wir müssen etwas fürs Klima tun“, sagt Benesch. Neue Kraftwerke müssten so gebaut werden, dass ihre Emissionen die nächsten Generationen nicht übermäßig belasten, müssten „Enkel-verträglich“ sein. Benesch würde es unter dem Gesichtspunkt Klima- und Umweltschutz nicht stören, wenn „die Chinesen nicht nur DVDs, sondern auch umweltverträgliche Kraftwerke kopierten“. Enkel-verträglich ist auch der jüngste RWE-Braunkohleblock in Bergheim-Niederaußem westlich von Köln. Mit einem Wirkungsgrad von 43 Prozent hält er den Weltrekord für Braunkohlekraftwerke. Im nahe gelegenen Neurath entstehen unterdessen zwei weitere Blöcke, die noch um ein bis zwei Prozentpunkte effektiver sind. Zudem werden in Nordrhein-Westfalen noch mehrere Erdgas-Kraftwerke errichtet, die deutlich umweltverträglicher sind als selbst die modernsten Kohlekraftwerke. Auf die will Benesch trotzdem nicht verzichten, weil die weltweiten Kohlevorräte ein Vielfaches länger reichen als das Gas. Die nordrhein-westfälische Landesregierung setzt alles daran, das einst von Kohle und Schwerindustrie geprägte Land als deutsches Energiezentrum zu erhalten – fast 30 Prozent des deutschlandweit produzierten Stroms kommt aus NRW. So forciert sie nicht nur die Entwicklung von hoch effizienten Stein- und Braunkohlekraftwerken. Sie macht sich auch stark für alle Arten erneuerbarer Energien und für die Brennstoffzelle, für die eine umweltverträgliche Versorgung mit Wasserstoff sichergestellt werden muss. Weil der Energieaufwand für die Herstellung des Gases sehr hoch ist, sind Brennstoffzellen aber nur scheinbar emissionsfrei. Aber mit gleich zwei Initiativen arbeitet Nordrhein-Westfalen daran, Wasserstoff mit geringem Energieaufwand zu gewinnen. Ende Mai wurde auf dem Gelände der Kläranlage in Bottrop bei Essen mit dem Bau einer Anlage zur Produktion von Wasserstoff aus Gasen begonnen, die in den Faultürmen entstehen. Darin wird Klärschlamm mithilfe von Bakterien zu Methan und Kohlendioxid vergoren. Die Emschergenossenschaft, die die Kläranlage in Bottrop betreibt, wird in der neuen Anlage Methan und CO2 mithilfe einer Membran trennen. Das CO2 bleibt zurück. In einem zweiten Schritt spaltet heißer Dampf die Wasserstoffmoleküle im Methan ab. „Der Wasserstoff wird so rein sein, dass er Brennstoffzellen versorgen kann“, ist sich Projektleiter Daniel Rossol sicher.

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Einen anderen Weg geht man am Sonnenofen in Köln, einer Anlage des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt, in der Sonnenlicht mithilfe von Spiegeln 2500-fach konzentriert wird. Hier ist es vor Kurzem erstmals gelungen, mit solarer Wärme und verschiedenen Chemikalien Wasser in Wasser- und Sauerstoff zu spalten. Bei diesem Verfahren entsteht keinerlei Umweltbelastung, da alle Chemikalien zurückgewonnen und erneut verwendet werden. Da Köln nicht die Sonnenhauptstadt Deutschlands, geschweigen denn Europas ist, fließen die dort gewonnenen Erfahrungen in eine Großanlage ein, die in der spanisch-deutschen Solarforschungsanlage Plataforma Solar de Almería errichtet wird. Das australische Unternehmen Ceramic Fuel Cells Limited (CFCL) ließ sich vom Brennstoffzellen-Enthusiasmus am Rhein dazu verleiten, im ansonsten eher ländlich geprägten Heinsberg eine Produktionsstätte für kleine Blockheizkraftwerke aufzubauen. Sie sollen Ein- und Zwei-Familienhäuser mit Heizwärme und Strom versorgen. Ab 2009 werden dort im Industriepark des Berliner Billigstromanbieters Nuon jährlich bis zu 50.000 Systeme hergestellt – harte Konkurrenz für den Remscheider Heizkesselbauer Vaillant, den Pionier von Brennstoffzellenanlagen, die dezentral Strom und Wärme erzeugen. „Deutschland ist ein wichtiger Markt für die Entwicklung von Brennstoffzellen“, hat CFCL-Chef Brendan Dow erkannt. Auch für Solarzellen. Zwar sind fast alle großen Produktionsstätten in den neuen Bundesländern errichtet worden, weil dort die höchsten Subventionen locken. Doch ist Gelsenkirchen eine rühmliche Ausnahme. Dort produziert Scheuten Solar eine völlig neue Art von Solarzellen, die erheblich billiger sein sollen als konventionelle Stromerzeuger und die im Forschungszentrum Jülich entwickelt wurden. Diese sogenannten Tandemzellen, die nur wenige Tausendstel Millimeter dick sind, wandeln Licht auf zwei Ebenen in elektrische Energie um. Q-Cells, größter deutscher Solarzellenhersteller, baut derzeit eine Fabrik für die neuartigen Zellen im sachsen-anhaltinischen Thalheim. Brennstoffzellen, Wind-, Wasser-, Solar- und Biomassekraftwerke, die gerade in Nordrhein-Westfalen in großer Zahl gebaut wurden, können einzeln mit Großkraftwerken nicht konkurrieren. Sonnenstrom fällt bei bedecktem Himmel, Windstrom bei Flaute und Wasserkraft bei Dürre aus. Versorgungssicherheit garantieren konventionelle Großanlagen – und virtuelle Kraftwerke. Das sind kleine Stromerzeuger an unterschiedlichen Standorten, die möglichst unterschiedliche Energiequellen nutzen. Durch Daten- und Steuerleitungen miteinander verknüpft, werden sie von einer Zentrale automatisch gesteuert. Bei Windstille fordert diese beispielsweise mehr Strom aus den angeschlossenen Brennstoffzellen- und Biomassekraftwerken an. Vier der acht virtuellen Kraftwerke, die in Deutschland probeweise betrieben wurden und werden, stehen in Nordrhein-Westfalen. Das größte in Werl im Kreis Soest fasst je einen Windgenerator, eine Fotovoltaikanlage und ein Biomasse-Blockheizkraftwerk zusammen. Eine Brennstoffzelle soll noch dazu kommen. Die Enquête-Kommission des Deutschen Bundestages geht davon aus, dass sich die Strommenge aus dezentralen Anlagen, heute etwa 60 Milliarden Kilowattstunden pro Jahr, bis 2050 fast verfünffacht. Der Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (VDE) erwartet bis 2020 bereits eine Verdoppelung. Die Verknüpfung dieser Anlagen zu großen virtuellen Kraftwerken wird allerdings noch etwas dauern. Konkurrenzfähig seien sie noch nicht, stellt Professor Ulrich Wagner von der Technischen Universität München fest, vor allem wegen der hohen Kosten für die Kommunikation zwischen den einzelnen Anlagen und der Zentrale.

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