Elektrizität: Schlüssel zu einem nachhaltigen und klimaverträglichen ...

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Abb. 2: CO2-Reduzierung von Steinkohlekraftwerken durch Steigerung des Wirkungsgrades [2]
Die CO2-Emissionen reduzieren sich entsprechend von derzeit ca. 1120 gCO2/kWh (Welt) bzw. 880 gCO2/kWh
(EU, D) auf 740 gCO2/kWh bei Neubauten mit heutiger Technik und in einigen Jahren auf 670 gCO2/kWh
(mit 700°C-Technik). Letzteres entspricht zwar einer Reduktion des CO2-Ausstoßes um 40% gegenüber dem
derzeitigen globalen Durchschnittswert, ist aber längerfristig immer noch völlig inakzeptabel. Andererseits
werden weitere Effizienzsteigerungen technologisch immer aufwendiger. Ein Durchbruch ist hier nur mit
CCS-Technologie zu erzielen, allerdings auf Kosten eines beträchtlichen Wirkungsgradverlustes (7-12 Prozentpunkte),
verbunden mit einer entsprechenden Erhöhung des Rohstoffverbrauchs, sowie mit erheblichen
Zusatzkosten (s. Abschnitt 1.3–c).
Die eben erwähnten Weiterentwicklungen konzentrieren sich bei Kohle befeuerten Dampfkraftwerken auf
(vgl. dazu [9], Kap.3.3):
• Werkstoffentwicklungen zur Beherrschung höherer Dampfzustände, und
• die weitere Optimierung einzelner Prozesse und Komponenten.
Mit den angestrebten Verbesserungen sollten bei Kohle befeuerten Dampfkraftwerken bis zum Jahr 2020
Wirkungsgrade von ca. 53%, bei Erdgas befeuerten GuD-Kraftwerken sogar um 62% erreichbar sein.
1.2–b Ersatz von Kohle durch Erdgas
Beim Ersatz von Braunkohle durch Erdgas kann die spezifische CO2-Emission halbiert, beim Ersatz von
Steinkohle kann sie immer noch um einen Faktor 1.7 reduziert werden. Es liegt deshalb nahe, Kohlekraftwerke
durch Erdgas befeuerte GuD-Kraftwerke zu ersetzen, die außerdem hoch effizient (62%) sind und
sich leicht regeln lassen (Möglichkeit des Lastmanagements).
Leider stehen diesen Vorteilen von Erdgas gewichtige Nachteile gegenüber, nämlich deutlich höhere
Kosten 9 sowie die Abhängigkeit von Importen aus politisch instabilen Regionen mit den damit verbundenen
Versorgungsrisiken. Dies hat dazu geführt, dass der Erdgasanteil am fossil erzeugten Strom in Deutschland
weniger rasch zugenommen hat als vielfach erwartet wurde und bisher weit hinter dem zurückbleibt, was
von BMU [11]) und UBA [12] in ihren Szenarien der zukünftigen Energieversorgung angenommen und
gefordert wird 10 .
9
Nach McKinsey [10] entstehen im Jahr 2020 bei Ersatz von Steinkohle durch Erdgas Vermeidungskosten von knapp 30 /t CO2 und
bei Braunkohle von knapp 50 /t CO2.
10
Die „Leitstudie 2008“ [11] geht davon aus, dass der Erdgasanteil an der installierten Leistung fossiler Kraftwerke von 25% (20.4 GW)
im Jahr 2005 auf 41% (25.6 GW) im Jahr 2020 gesteigert wird, was beim Zubau einen Erdgasanteil von 73% erfordern würde. In der
Realität dagegen sind unter den geplanten fossilen Kraftwerken die Erdgas befeuerten (GUD-) Kraftwerke gegenüber den Braun- und
Steinkohlekraftwerken in der Minderheit [13].