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EINE SCHAUFEL DRAUFLEGEN
In der Welt geht ohne Kohlekraft gar nichts. Ein kurzfristiges Umsteuern mag man sich wünschen, aber selbst in Deutschland werden noch Jahrzehnte vergehen, bis wir uns von der Kohle als Energieträger verabschieden können. Der Entwicklungsstand der Verfahren zur Kohlendioxidabscheidung und -speicherung machtallerdings Hoffnung, dass die Klimabilanz deutlich verbessert werden kann. Neue Kraftwerkstechnik ermöglicht gleichzeitig eine bessere Ausnutzung der im fossilen Rohstoff gespeicherten Energie. Damit solche Techniken dem Weltmarkt rasch zur Verfügung gestellt werden können, müssen Betreiber, Anlagenbauer und Forscher noch eine Schaufel drauflegen und ordentlich Dampf machen.
Volldampf ist dabei nicht mehr das alleinige Ziel, denn Flexibilität erfordert das Energiesystem der Zukunft von allen Kraftwerktypen. Als Meister in dieser Disziplin gelten Gaskraftwerke, die zudem mit höchsten Wirkungsgraden winken.
ERDGAS: BRÜCKENTECHNOLOGIE NUMMER EINS?
»Über sieben Brücken musst du gehen, sieben dunkle Jahre überstehn, sieben Mal wirst du die Asche sein, aber einmal auch der helle Schein.«
Peter Maffay
Erdgas gilt als umweltfreundlich. Warum eigentlich? Schließlich handelt es sich um einen fossilen Energieträger. Genau wie Erdöl entsteht Erdgas durch abgestorbene Algen und andere Kleinstlebewesen, die sich am Meeresboden sammeln und sich durch Sand und Gestein von Sauerstoff abgeschlossen allmählich chemisch verändern. Sehr oft wird Erdgas sogar mit Erdöl zusammen gefunden.
Dass Erdgas dennoch von (fast) allen Umweltschützern als ideale Brückentechnologie bezeichnet wird, liegt daran, dass Methan – der korrekte chemische Begriff für Erdgas – eine sehr einfache Molekülstruktur hat. Auf ein Kohlenstoffatom kommen vier Wasserstoffatome. Da die chemische Energie in den Bindungen zwischen Kohlen- und Wasserstoff steckt, entsteht beim Verbrennen von Methan viel Energie. Und wenig Kohlendioxid, es ist ja nur wenig Kohlenstoff vorhanden. Zum Vergleich: Erzeugt man eine Kilowattstunde Strom aus Erdgas, dann entstehen 430 bis 640 Gramm Kohlendioxid, etwa halb so viel wie bei einem Kohlekraftwerk. Dieses günstige Verbrennungsverhalten gilt übrigens auch, wenn Erdgas im Automotor eingesetzt wird. Sind Fahrstrecke und Geschwindigkeit identisch, jagt der Fahrer, der Gas gibt anstatt Benzin, 24 Prozent weniger Kohlendioxid in die Atmosphäre.
Dass man das Erdgas gegenüber Erdöl lange vernachlässigt hat, liegt schlicht daran, dass es viel einfacher ist, eine Flüssigkeit als ein Gas zu transportieren. An vielen Erdöl-Förderstellen hat man früher das Erdgas einfach abgefackelt. Auch heute noch kann man, wennman bei Nacht aus dem Weltraum auf die Erde blickt, nicht nur hell erleuchtete Städte, sondern auch brennende Erdgasquellen beobachten. Grüne Flecken an den Küsten Nigerias, Nordafrikas, in Saudi-Arabien und Sibirien zeigen, wie fahrlässig wir mit Energieressourcen umgehen, für die wir eines Tages vielleicht dankbar wären. Für das Weltklima sind diese Brandherde übrigens besser, als das Methan einfach in die Umwelt zu entlassen. Denn Methan ist 21-mal so klimaschädlich wie Kohlendioxid – aus jedem Methan-Molekül entstehen bei vollständiger Verbrennung aber nur vier Kohlendioxid-Moleküle.
GAS UND DAMPF
Weniger wegen ihrer Emissionsbilanz als wegen ihrer Flexibilität haben in den letzten Jahrzehnten mit Erdgas betriebene Gas-und-Dampf-Kraftwerke, in der Branche GuD genannt, signifikante Marktanteile gewonnen. Sie heißen so, weil das Erdgas zunächst bei sehr hoher Temperatur in einer Gasturbine verbrannt wird. Das Abgas ist dann immer noch heiß genug, um Wasserdampf zu erzeugen, mit dem weitere Turbinen angetrieben werden.
Eine Gasturbine funktioniert prinzipiell wie der »Düsenantrieb« eines Flugzeugs: Die angesaugte Luft wird zunächst verdichtet und dabei wärmer. Sie strömt mit dem Erdgas in die Brennkammer der Turbine, wo sie sich in Folge der Verbrennung auf Temperaturen von bis zu 1500 Grad Celsius erhitzt. Die sehr heiße und verdichtete Luft dehnt sich aus und bewegt dabei Turbinenschaufeln, die die sich allmählich abkühlende Luft in Richtung Turbinenausgang befördern. Da die Gasturbine im Kraftwerk nicht abheben soll, gibt die Welle, an der die Schaufeln befestigt sind, die Drehbewegung an einen Strom produzierenden Generator weiter. Hinter der Turbine ist das Abgas noch mehr als 600 Grad heiß – das reicht, um ziemlich
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