Stromversorgung in Deutschland 14.03.2019, 10:06 Uhr

Wie Kohlekraftwerke umweltfreundlich werden

Das DLR will Kohlekraftwerke in riesige Batterien verwandeln. Salzspeicher sollen mit Überschussstrom erhitzt werden. Diese Wärme lässt sich nutzen, um in wind- und sonnenarmen Zeiten Strom zu erzeugen.

Symbolbild eines Kraftwerks mit Salzspeicher und Kühltürmen, daneben Windkraftanlagen und Solarpaneele

Die Salzspeicher sind rosafarben. Die Kühltürme werden für den Weiterbetrieb benötigt, ebenso das Turbinenhaus vor dem linken Kühlturm.

Foto: DLR

Bei der Umwandlung von Kohlekraftwerken in emissionsfreie Stromerzeuger fährt das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) zweigleisig. Zum einen arbeitet es mit Forschern aus anderen deutschen Institutionen an einem NADINE genannten Flüssigmetallspeicher, der mit überschüssigem Strom aufgeheizt werden soll, zum anderen schlägt es die Nutzung von Flüssigsalzspeichern vor. Diese werden bereits in mehreren Parabolrinnen-Solarkraftwerke eingesetzt, um sonnenarme Zeiten und Nächste zu überbrücken, vor allem in Spanien und in den USA. Eine solche Lösung wäre praktisch eine Batterie zur indirekten Speicherung von Strom für schlechte Zeiten.

Turbogeneratoren werden weiter genutzt

Deutsche Kohlekraftwerke sollen die für die Stromerzeugung benötigte Wärme künftig aus Salzspeichern beziehen, die auf bis zu 560 Grad Celsius erwärmt werden. Damit wird das Verfeuern von Kohle überflüssig, die Emissionen sinken auf Null, denn die Energiequelle ist Strom aus erneuerbaren Quellen. Wenn diese Temperatur tatsächlich erreicht werden kann lassen sich die Turbogeneratoren weiter nutzen, denn Dampf aus der Verbrennung von Kohle hat ähnliche Eigenschaften.

Der Wirkungsgrad könnte sinken

Es ist allerdings zu erwarten, dass der Wirkungsgrad sinkt, weil die Spitzentemperatur nicht dauerhaft zur Verfügung steht. Es sei denn – auch das eine Idee der DLR-Forscher – die Dampftemperatur wird durch das Verbrennen von Bio- oder Erdgas konstant gehalten. Die dann zu erwartenden Emissionen sind um ein Vielfaches geringer als bei der ausschließlichen Nutzung von Kohle.

Salzspeicher sind gewaltige, extrem gut isolierte Behälter, die von mäandernden Rohrleitungen durchzogen sind. Durch diese fließt bei der Speicherung von Wärme Luft oder ein anderes Medium, die mit Überschussstrom erhitzt werden. Zur Nutzung der gespeicherten Wärme wird der Prozess umgekehrt. Die Luft erhitzt in einem Wärmetauscher Wasser, das zu Dampf wird.

Es könnten Arbeitsplätze erhalten werden

„Ein Großteil der Infrastruktur aus dem ‚ersten Leben‘ der Kraftwerke kann übernommen werden“, sagt Professor Bernhard Hoffschmidt, Direktor des DLR-Instituts für Solarforschung. Der gesamte Kessel, in dem Kohle verbrannt und Wasser verdampft wird, sowie Aggregate wie Kohlenmühlen müssten demontiert werden. Die Anbindung an das Hochspannungsnetz könne neben den Turbogeneratoren dagegen weiter genutzt werden. „Das spart beim Umbau enorme Kosten, erprobte Betriebsweisen und Arbeitsplätze bleiben erhalten“, so Hoffschmidt. Zudem sollen weitestgehend Komponenten verwendet werden, die schon heute mehrfach und in großem Maßstab gebaut werden und kommerziell verfügbar sind.

Überschussstrom ist vor allem im Norden verfügbar. Hier stehen die meisten Windenergieanlagen. Dummerweise aber auch die wenigsten Kohlekraftwerke.

Kaum Kompensation für stillgelegte Kraftwerke

Kohlekraftwerke mit einer Leistung von 12,5 Gigawatt sollen nach bisheriger Planung und den Vorgaben der Kohlekommission bis 2022 stillgelegt werden. Dann wird auch das letzte deutsche Kernkraftwerk abgeschaltet, das eine Leistung von rund 1400 Megawatt hat. Das könnte NorGer kompensieren, ein Gleichstrom-Hochspannungskabel zwischen Norwegen und Deutschland, das die gleiche Strommenge übertragen kann. Ob die Nord-Süd-Stromautobahnen, die Windstrom aus dem Norden in den Süden transportieren sollen, dann schon in Betrieb sind ist jedoch offen. Erdgaskraftwerke sollen es richten, doch deren Leistung ist weit geringer als die der stillzulegenden Kraftwerke.

 

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