Elektrizität: Schlüssel zu einem nachhaltigen und klimaverträglichen ...

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Weltweit sagt die WEO für 2020 einen Kraftwerkszubaubedarf von ca. 3.000 GW und für 2030 von ca. 5.000
GW voraus (der Wert für 2030 ergibt sich praktisch unabhängig sowohl im „Reference Case“ als auch im
„450ppm Case“).
Allen diesen Voraussagen liegen neben Annahmen über den zukünftigen Strombedarf immer auch solche
über die Zusammensetzung der Kraftwerksparks zugrunde mit entsprechend unterschiedlichen Werten für
die Verfügbarkeit und gesicherte Leistung der betrachteten Kraftwerkstypen (befeuert mit Kohle bzw. Gas,
Kernenergie oder regenerativen Energiequellen).
Der große Bedarf an Kraftwerksneubauten bietet in den nächsten Jahren einerseits die Chance, einen
Großteil der Altanlagen durch neue Kraftwerke mit modernster Technik zu ersetzen, andererseits birgt er die
Gefahr, dass falsche Bauentscheidungen über viele Jahrzehnte Bestand haben und damit spätere strategische
Änderungen hin zu einem anderen, wirtschaftlicheren oder umweltschonenderen Energiesystem
erschweren.
Bei dem Bemühen, die CO2-Emission fossil befeuerter Kraftwerke möglichst umfassend und kostengünstig
zu senken 6 , werden, grob gesagt, zwei Wege verfolgt, die einen sehr unterschiedlichen Entwicklungsstand
und damit Zeithorizont ihres großtechnischen Einsatzes aufweisen: Einmal die auf „konventioneller“ Technologie
beruhende weitere Verbesserung des Wirkungsgrades der Kraftwerke sowie der Ersatz von Kohle
durch Erdgas, zum anderen das Abscheiden des CO2 bei der Verbrennung und seine anschließende
langfristige Speicherung im Untergrund (Carbon Capture and Storage, CCS). Bei letzterem sind die benötigten
Einzelprozesse zwar bekannt, ihr Zusammenspiel muss aber erst noch getestet und zu großtechnischer
Reife entwickelt werden. Die CCS-Technologie wird deshalb frühestens in 10 bis 15 Jahren,
vielleicht sogar erst nach 2030, in industriellem Maßstab einsetzbar sein 7 – zusätzlich muss noch gewährleistet
sein, dass die Endlagerung der erforderlichen Mengen CO2 von der Bevölkerung akzeptiert wird.
1.2 CO2-Reduktion mit konventionellen Technologien:
Wirkungsgradverbesserung und Ersatz von Kohle durch Erdgas
1.2–a Verbesserung des Wirkungsgrades
Während das ursprüngliche Ziel der Bemühungen, den Wirkungsgrad zu verbessern, das Einsparen von
Brennstoffkosten war, steht heute die Reduzierung der Kohlendioxid- und Schadstoff-Emissionen im Mittelpunkt
der Bemühungen.
Abbildung 2 zeigt schematisch die Entwicklung des Wirkungsgrades und der mittleren CO2-Emission von
Steinkohlekraftwerken in den Jahren 2000 bis nach 2020: Der mittlere Wirkungsgrad der derzeit in Betrieb
befindlichen Kraftwerke beträgt weltweit ca. 30% (in China/Russland nur 22%), in der EU und Deutschland
ca. 38%. Neue Kraftwerke, die mit heute verfügbarer Technik gebaut werden, erreichen bereits einen Wirkungsgrad
von 45%, der in einigen Jahren mit 700°C-Technik sogar auf über 50% gesteigert werden soll 8 .
6
Hierzu gibt es in Europa und Deutschland verschiedene staatlich geförderte Programme, z. B. das Programm COORETEC der
Deutschen Bundesregierung und die Initiative der Europäischen Kommission zum Bau von CCS-Pilotanlagen [7].
7
In einer Analyse von McKinsey [8] geht der „Reference Case“ von einer „Early commercial phase“ kurz nach 2020 und einer „Mature
commercial phase“ mit etwa 100 Projekten in der EU um das Jahr 2030 aus.
8
Diese Zielwerte für Kraftwerkswirkungsgrade gelten für die Anlagen im Neuzustand und bei Dauerbetrieb im Bestpunkt nahe der
Volllast. In der Praxis sind Abschläge für Alterung, Sommerbetrieb, Teillast- und Lastfolgebetrieb u. a. zu machen. Bei den Berechnungen
in Abschnitt 1.4 wird deshalb bei den benutzten Wirkungsgraden ein pauschaler Abschlag von 2 Prozentpunkten gemacht.