Kraftwerke 24.02.2012, 12:00 Uhr

USA will Quecksilber-Emissionen drastisch senken

Die USA wollen Quecksilberemissionen aus Kraftwerken drastisch reduzieren. Das Umweltbundesamt (UBA) will sofort nachziehen. Die deutsche Energiewirtschaft hingegen sieht keinen akuten Handlungsbedarf.

US-Präsident Barack Obama hatte am 21. Dezember 2011 ein Gesetzespaket zur Verbesserung der Luftqualität verkündet. Das „Mercury and Air Toxic Standard“-Gesetz mit den ersten US-weiten Grenzwerten für Quecksilber (Hg) gehört dazu. Ab 2016 darf kein Steinkohlekraftwerk im Monatsmittel mehr als 1,2 britische Pfund Quecksilber pro 1000 Mrd. „British Thermal Units“ emittieren. „Die USA beziehen diesen wie auch Grenzwerte anderer Luftschadstoffe auf den Brennwert der Kohle“, erklärte Bernhard Vosteen vom Ingenieurbüro Vosteen Consulting in Köln.

Der Grenzwert im Rauchgas entspricht etwa 1,5 µg Hg/m³. Rund 1300 Kraftwerksblöcke in über 600 Kraftwerken müssen ihn einhalten. Neue Steinkohlekraftwerke dürfen ab 2016 max. 0,025 µg/m³ emittieren. Die Grenzwerte für Braunkohlekraftwerke, ca. 5 % der Kraftwerkskapazität, sind dreimal höher. Etwa jedes zehnte Kohlekraftwerk hält die neuen Vorgaben bereits heute ein.

5,1 t Quecksilber aus deutschen Kohlekraftwerken im Jahr 2009

Und in der EU? Für die Kohleverbrennung fehlen zwar Grenzwerte, seit 2004 gilt aber in Deutschland nach der Großfeuerungsanlagenverordnung ein Grenzwert von 30 µg Hg/m³ pro Tag. Insgesamt bliesen deutsche Kohlekraftwerke 2009 5,1 t Hg in die Luft. Das sind 72 % der nationalen Gesamtemissionen.

„Will man das Quecksilberproblem ernsthaft lösen, müssen Emissionen aus Kohlekraftwerken sinken“, sagte Rolf Beckers, UBA-Fachmann für Kraftwerksemissionen. Die Gelegenheit ist günstig: Die Bundesregierung arbeitet an der Umsetzung der EU-Industrieemissionsrichtlinie in deutsches Recht. Das UBA will im Rahmen dessen in der Großfeuerungsanlagenverordnung den Tagesgrenzwert für braun- und steinkohlengefeuerte Anlagen auf 3 µg Hg/m³ herabsetzen. Dieser Wert soll für alle Kohlekraftwerke ab 2016 gelten. Ab 2019 soll kein Kraftwerk im Jahresmittel mehr als 1 µg/m³ emittieren dürfen. Beckers: „Die 3 µg-Anforderung würde Emissionen aus den Kraftwerken um etwa 40 % senken, die 1 µg-Anforderung um fast 80 %.“

Diese Werte werden zurzeit im Bundesumwelt- und im Bundeswirtschaftsministerium diskutiert. Um sie zu erreichen, müssten Kohlekraftwerke erstmals in Quecksilberreduktion investieren. Dazu ein paar Fakten:

-1 t Steinkohle enthält 0,2 g Hg im Schnitt. Für jedes kg Kohle, das verfeuert wird, entstehen 8 m³ bis 10 m³ Rauchgas. 1 m³ unbehandeltes Rauchgas enthält rund 20 µg Hg. Importkohlen enthalten oft weniger, Braunkohlen mitunter mehr Quecksilber.

-Steinkohlekraftwerke können mit Entstickungsanlagen, Elektrofiltern und Rauchgaswäsche bis zu 90 % des Quecksilbers aus dem Rauchgas entfernen, ohne Entstickungsanlagen nur etwa 60 %. Der Hg-Gehalt im Kamin liegt nach UBA-Angaben zwischen 2 µg Hg/m³ und 10 µg Hg/m³. Braunkohlekraftwerke scheiden auch wegen fehlender Entstickungsanlagen weniger ab und emittieren bis zu 25 µg Hg/m³.

-In der Kohle liegt Quecksilber oft als Quecksilbersulfid (Zinnober) vor, zum Teil als elementares Metall. In der Kohlefeuerung wird Quecksilber gasförmig als elementares Metall freigesetzt. Beim Abkühlen des Rauchgases im Dampferzeugerkessel bilden sich durch Reaktion mit Chlor und Brom Quecksilberverbindungen, die sich in der Rauchgaswäsche auswaschen lassen. Heißgasseitig installierte Entstickungsanlagen tragen durch den Katalysator Vanadiumpentoxid (V2O5) zur Reaktion von Quecksilber mit Chlor oder Brom bei.

-Verbliebenes elementares Quecksilber wird in Rauchgaswäschen nicht abgeschieden.

US-Kraftwerke filtern in der Regel weniger Quecksilber aus

Zurück in die USA: Viele Kraftwerke hinken dort zwar bei der Ausstattung mit Entstickungskatalysatoren und Rauchgaswäschen hinterher, einige erreichen aber hohe Hg-Abscheidungsgrade. Sie düsen vor dem Elektrofilter Aktivkohle ins Rauchgas ein, nutzen bromierte Aktivkohle oder geben der Kohle zusätzlich ein Bromsalz in geringen Mengen hinzu.

Manche Kraftwerke setzen nur auf Bromsalze. Vosteen gibt ein Beispiel: Das Energieunternehmen Wisconsin Energy Corporation gibt einer Hg-armen Kohle (0,1 g Hg/t) seit 2010 in zwei 600-MW-Blöcken des Kraftwerks WE Pleasant Prairie rund 20 g Brom/t Kohle hinzu. Der Hg-Gehalt im Rauchgas sank so von 12 µg Hg/m³ auf unter 0,5 µg Hg/m³. In dem Kraftwerk wird also mehr als 95 % des Quecksilbers abgeschieden.

Die deutsche Energiewirtschaft ist skeptisch. Der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) ist unsicher, ob Aktivkohle und Bromsalz bei den in Deutschland verwendeten Kohlen, Feuerungsarten und Rauchgaswäschen ebenso erfolgreich wären.

Der BDEW verweist auf das Merkblatt über die besten verfügbaren Techniken (BVT) für Großfeuerungsanlagen von 2005. Dieses wird zurzeit überarbeitet. Erfahrungen aus den USA können berücksichtigt werden, heißt es im BDEW. Bis 2014 soll die EU-Kommission das neue BVT-Merkblatt angenommen haben. In den folgenden vier Jahren müssen dann Behörden ihre Genehmigungsbescheide für Kraftwerke anpassen.

Quecksilber findet sich in Flugasche, Rauchgaswäsche und Abwasser

Der BDEW verweist ferner darauf, dass sich Quecksilber nicht in Luft auflöst, sondern sich in der Flugasche, dem Gips aus der Rauchgaswäsche und dem Abwasser wiederfindet. Der Verband befürchtet, dass etwa der Quecksilbergehalt im Gips so ansteigen kann, dass er nicht mehr verkauft werden darf.

„Das Problem ist aber lösbar“, meint Vosteen. Steag Energy Services und Vosteen Consulting entwickeln ein entsprechendes Verfahren. Vosteen: „Der Prozess wird zur Zeit optimiert.“ Auch in den USA ist die Qualität des Gipses, der Flugasche und anderer Rückstände Gegenstand einer wachsenden Zahl von Untersuchungen.

Von Ralph H. Ahrens

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