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StartseiteForschung aktuellNeue Chance für die Braunkohle12.09.2007

Neue Chance für die Braunkohle

Ingenieure der TU Cottbus testen ein CO2-armes Kraftwerk

Energietechnik. - Braunkohlekraftwerke könnten in Sachen Klimaschutz einigermaßen gut dastehen, wenn es gelänge, das Kohlendioxid, das bei der Verbrennung entsteht, abzutrennen und dann unter Tage zu pumpen. Auf dem 23. Deutschen Flammentag, den der Verein Deutscher Ingenieure in Berlin stellen Ingenieure der TU Cottbus Untersuchungen vor, die zeigen, dass die CO2-Abtrennung im Prozess gelingen kann.

Von Jan Lublinski

Gigantische CO2-Schleudern: Kohlekraftwerke wie Boxberg bei Berlin. (AP)
Gigantische CO2-Schleudern: Kohlekraftwerke wie Boxberg bei Berlin. (AP)

Eine halbe Stunde mit dem Auto von Cottbus entfernt, mitten im Grün der Lausitz steht ein Kraftwerk von gewaltigen Dimensionen. Breit wie ein Flughafenterminal und groß wie ein Hochhaus: Das Vattenfall Braunkohlekraftwerk Jänschwalde. 3000 Megawatt, acht Kühltürme und gewaltige Rauchgasleitungen, die um das Kraftwerk herum laufen.

Einige hundert Meter von dieser gigantischen CO2-Schleuder entfernt, steht ein Gebäude, das geradezu winzig erscheint, das aber doch so groß ist wie eine Turnhalle. Darin befindet sich ein Mini-Kraftwerk mit lediglich 0,5 Megawatt, also 6000 mal weniger Leistung als das große Braunkohlekraftwerk. Doch diese Anlage, deren Rohleitungen, Stromkabel und Kessel über zwei Stockwerke verteilt sind, markiert den Beginn eines neuen Weges in der Kraftwerkstechnik. Mit ihr ist es möglich, das CO2 bei der Verbrennung der Kohle abzutrennen. Herzstück des Testkraftwerks ist eine schwarze Brennkammer, die so groß und so geformt ist wie eine Litfasssäule.

" Das ist schon eine kleine Brennkammer. Sie ist aber groß genug um reale, realistische Ergebnisse zu liefern. Das ist jetzt keine Laborbrennkammer, wo man dann doch ideale Zustande hat. Wir haben hier auch mit Problemen zu kämpfen, die auch in einem normalen Kraftwerk vorhanden sind. Da können wir schon den Kraftwerksprozess real abbilden. "

Helge Kaß von der TU Cottbus erforscht hier im Auftrag von Vattenfall den sogenannten Oxyfuelprozess, eine von mehreren Möglichkeiten, die derzeit im Rennen sind um das beste Konzept für CO2-arme Kraftwerke. Beim Oxyfuelprozess erfolgt die Verbrennung nicht wie sonst üblich mit Luft also mit Sauerstoff und Stickstoff, sondern mit reinem Sauerstoff bei vergleichsweise hohen Temperaturen von 900 Grad. Ein Teil des Rauchgases, das bei der Verbrennung entsteht, wird über einen Kreislauf zum Teil zurück in die Brennkammer geführt. Ziel dabei ist es:

" Das Rauchgas mit Sauerstoff soweit anzureichern, dass wir in vergleichbaren Größenordnungen liegen wie mit Luft. Das wir dort den gleichen Sauerstoffanteil haben wie in der Luft an sich selber. Ein bisschen mehr ein bisschen weniger das ist dann variabel. Das ist dann die Verbrennungsoptimierung, die wir dann dort machen. "

Ein zweiter Anteil des Rauchgases aber wird aus diesem Kreislauf abgeleitet und in einem so genannten Kondensator abgekühlt. Bei der Gelegenheit werden Schwefeldioxid sowie CO2 herausgetrennt. Insgesamt sehen die Ergebnisse der Cottbuser Kraftwerksforscher gut aus: Kaß und seine Kollegen haben zeigen können, dass der Oxyfuelprozess auch mit dem Brennstoff Braunkohle funktioniert.

" Einerseits haben wir die ersten Ergebnisse zur erreichbaren Rauchgasqualität, also zur CO2-Anreicherung. Dann haben wir Betriebsergebnisse: Wir können Aussagen machen zur Schadstoff-Minderung, also wie man in der Feuerung selbst schon Schadstoffe minimieren kann, ohne Schritte nachfolgen zu lassen. "

Außerdem hat Kaß Erfahrungen sammeln können was die Haltbarkeit der Materialien bei den Extrembedingungen von 900 Grad anbelangt. In Zukunft will er die Anlage weiter optimieren.

Das nächst größere Testkraftwerk dieser Art befindet sich schon im Aufbau: Südlich von Cottbus, in Schwarze Pumpe, baut Vattenfall eine Pilotanlage mit 30 MW. Sie solle in einem Jahr in Betrieb gehen und besteht schon jetzt aus mehreren großen turnhallengroßen Gebäuden. Mit dieser Anlage wollen die Ingenieure prüfen, ob die CO2-armen Braunkohlekraftwerke im großen Maßstab wirklich so sauber sind, wie sie es sich erhoffen. Und sie wollen herausfinden, ob sich der ganze Aufwand tatsächlich lohnt: Der Wirkungsgrad der Kraftwerke verschlechtert sich durch die CO2-Abtrennung um etwa 9 Prozent. Nur wenn es gelänge, das CO2 langfristig und in großem Maßstab unter der Erde zu speichern, könnte sich dieses Verfahren für die Energieversorger lohnen. Sie hätten dann finanzielle Vorteile beim Handel mit Verschmutzungsrechten. Doch bis dahin ist es ein weiter Weg - und in Zukunft wird auch die Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien billiger werden und in Konkurrenz treten zum CO2-armen Kohlekraftwerk.

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