Energiesicherheit: klimafreundliches „zweites Leben“ für Kohlekraftwerke

Energiesicherheit: klimafreundliches „zweites Leben“ für Kohlekraftwerke

Der Kohleausstieg ist kaum beschlossen, da bringen Sorgen um die Energiesicherheit Kohlekraftwerke wieder ins Spiel: Sie sollen vorübergehend Gaskraftwerke ersetzen. Diese Idee bringt nicht nur betriebspraktische Probleme wie fehlendes Personal und geringe Kohlevorräte mit sich. Sie bietet auch keine langfristige Perspektive für die über hundert deutschen Kohlekraftwerkstandorte. Und es braucht nach wie vor Lösungen, wie die Strom- und Fernwärmeversorgung nach dem nur verschobenen Kohleausstieg gesichert werden kann. Clevere und klimafreundlichere Ideen, die auf beide Fragen eingehen, gibt es schon.

Umbau von Kohle- zu Speicherkraftwerken

Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben einen interessanten Vorschlag gemacht: Sie plädieren für den Umbau von Kohlekraftwerken in Wärmespeicherkraftwerke. In einem ersten Schritt beendet das Kraftwerk sein „erstes Leben“ als Kohlekraftwerk und wird in ein Wärmespeicher- und Dampfkraftwerk umgebaut und tritt damit sein „zweites Leben“ (second life) an. Dampfturbine und Generator bleiben erhalten, lediglich der Dampferzeuger wird stillgelegt. An seiner Stelle werden zwei Behälter mit flüssigem Salz installiert. Um überschüssige Energie zu speichern, wird das Salz mit einer Stromheizung stark erhitzt. Mit der gespeicherten Wärme im Salz wird bei Bedarf Wasserdampf erzeugt, der die Turbinen des Kraftwerks antreibt. Generatoren wandeln die mechanische Leistung der Turbinen in Elektrizität um.

Die Forscher des DLR haben sich für Flüssigsalz als Speichermedium entschieden, weil es kostengünstig, weltweit verfügbar und bereits umfangreich erprobt ist – etwa in solarthermischen Kraftwerken. In flüssiger Form kann es bei Temperaturen zwischen 200 und 600 Grad Celsius eingesetzt werden.

Stromschwankungen aus erneuerbaren Energien ausgleichen

Mit Hilfe von Wärmespeicherkraftwerken könnte die schwankende Einspeisung aus Wind und Sonne ausgeglichen, das Netz geschont werden und Strom nach Bedarf bereitgestellt werden. Ist überschüssiger Strom aus Wind oder Solar verfügbar, wird das flüssige Salz auf über 400 Grad Celsius erhitzt und für eine Nacht gespeichert. Bei Dunkelflauten, wenn also über mehrere Tage zu wenig Wind weht und die Sonne kaum scheint, so dass der Wärmespeicher den Bedarf nicht decken kann, lässt sich durch Zufeuern von Erd- oder Biogas eine garantierte Leistung erbringen. Das zweite Leben ist also ein Hybridkraftwerk: Es wird sowohl Salz als Wärmespeicher aus erneuerbaren Energien, als auch bei Bedarf Gasbefeuerung genutzt, um Dampf und schließlich Energie nach Bedarf zu erzeugen. In „dritten Leben“ (third life) fällt die zusätzliche optionale Zufeuerung durch Gas weg und es werden ausschließlich erneuerbare Energien im Wärmespeicherkraftwerk genutzt (siehe Abbildung).

So könnte das zweite Leben eines Kohlekraftwerks als Wärmespeicherkraftwerk funktionieren. ©DLR, 2019

Fernwärme durch Großwärmepumpen statt Kohle

Viele Kohlekraftwerke liefern aber nicht nur Strom, sondern auch Fernwärme, häufig für ganze Städte oder Regionen. Für die Wärmeversorgung stehen diese Kommunen mit dem Kohleausstieg vor großen Herausforderungen. Aber auch hier gibt es neue technische Lösungen: An den vorherigen Kraftwerkstandorten (oder auch an neuen besser geeigneten Orten) können Großwärmepumpen errichtet werden. Diese nutzen Strom, um sehr effizient Wärme zu gewinnen. Im dänischen Esbjerg wird für den Ersatz eines Steinkohlekraftwerkes eine solche Anlage errichtet, welche die Wärme aus dem Meerwasser nutzt und damit die ganze 100.000-Einwohner-Stadt künftig mit Fernwärme versorgen kann. Der Strom dafür kommt aus Windparks in der Nähe – so wird die gesamte Wärmeversorgung der Stadt auf einen Schlag klimaneutral. In Deutschland sind ebenfalls einige Großwärmepumpen-Pilotanlagen im Bau, welche verschiedene Wärmequellen nutzen sollen. Beispielsweise wird am Kohlekraftwerk GKM in Mannheim gerade eine Flusswärmepumpe errichtet, die ab Mitte nächsten Jahres 3500 Haushalte versorgen kann. Für Großstädte wie Berlin hat besonders die Nutzung der Wärme aus Abwasser großes Potential. Eine solche Anlage wird gerade bei Wien gebaut – sie soll ab 2023 rund 56.000 und ab 2027 rund 110.000 Haushalte mit Wärme versorgen.

Falsche Nachnutzung mit Gas, Holz und Müll verhindern

Durch die Weiternutzung bestehender Kraftwerke und Infrastrukturen würden wichtige Ressourcen geschont und zusätzlich Arbeitsplätze in den Unternehmen erhalten und damit zu einer sozialgerechten Transformation beigetragen. Derzeit wird allerdings bei zahlreichen Kohlekraftwerken eine Umrüstung auf Gas, auf (Alt-)Holzverbrennung oder auf Müll anvisiert. Diese Umrüstungen werden zum Teil sogar vom Staat gefördert, obwohl sie hohe Emissionen nach sich ziehen, die mit den Klimazielen unvereinbar sind. Es drohen (erneut) hohe Entschädigungssummen, wenn sie nach kurzer Zeit wieder abgeschaltet werden müssen.

Förderung nur für klimafreundliche Lösungen

Der NABU fordert, mit staatlichen Geldern nur wirklich klimafreundliche Technologien zu fördern. Die angedachten Pilotprojekte für Wärmespeicherkraftwerke, beispielsweise im Rheinischen Kohlerevier und Jänschwalde in der Lausitz, wurden leider nicht konkretisiert – sie sollten dank der oben genannten Möglichkeiten mehr Förderung erhalten. Auch eine Großwärmepumpe am Cottbuser Ostsee, welche die Wärme des Sees im ehemaligen Braunkohletagebau nutzen soll, droht gerade an fehlenden Fördermitteln zu scheitern. Ein fatales Signal für die Regionen im Strukturwandel und eine vertane Chance in der deutschen Energie- und Wärmewende.

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