Zuletzt geändert am 6. Januar 2012 um 18:51

Pilotanlage CO₂-freies Kraftwerk

Pilotanlage CO₂-freies Kraftwerk
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Treibhauseffekt Kohlenstoffdioxid

Am Industriestandort Schwarze Pumpe in der Lausitz bei Cottbus wird ein ehrgeizige Projekt umgesetzt:

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Die Pilotanlage für ein CO2-freies Braunkohlekraftwerk von Vattenfall dient zu Forschungs- und Entwicklungsarbeiten, um die Oxyfuel-Technologie in aufeinander aufbauenden Phasen zur Marktreife zu führen.

Die Pilotanlage wird für eine thermische Leistung von 30 MW ausgelegt. Sie ist der erste Schritt, um den Gesamtprozess in einer aussagekräftigen Leistungsgröße zu testen und den Nachweis der großtechnischen Machbarkeit des Verfahrens zu erbringen.

Im Vordergrund stehen die Erprobung des Zusammenspiels aller Komponenten, der erreichbare CO2-Reinheitsgrad und die Übertragbarkeit der Auslegung auf die nächste Stufe eines Demonstrationskraftwerkes. Weitere Schwerpunkte sind Untersuchungen zu Materialanforderungen, Anlagenverfügbarkeit und die Ermittlung der zu erwartenden Investitions- und Betriebskosten.

Vattenfall favorisiert bei der Investition in zukunftsfähige und klimafreundliche Wege der Kohleverstromung das Oxyfuel-Verfahren, weil es auf bereits bekannten Kraftwerkskomponenten aufbaut und zusätzliche Bestandteile wie die Luftzerlegung technisch weitgehend ausgereift sind. Durch die Verbrennung des getrockneten Braunkohlestaubes in einer Sauerstoff-Kohlendioxid-Atmosphäre werden höhere Temperaturen im Kessel erreicht als bei der herkömmlichen Verbrennung mit normaler Luft. Daher geht es beim Betrieb der Pilotanlage auch darum, neue Materialien für den späteren Einsatz in Großkraftwerken zu entwickeln und zu erproben.

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Der Bau der Pilotanlage am Kraftwerksstandort Schwarze Pumpe hat mehrere Vorteile. So kann der produzierte Dampf in umliegenden Industrieanlagen genutzt werden. Außerdem werden vorhandene Synergien in Bezug auf die Ver- und Entsorgung sowie das technische Personal vor Ort ausgeschöpft.

Der Zeitplan für Genehmigung und Bau der Pilot- anlage sieht die Inbetriebnahme bis Mitte 2008 vor. Es folgt ein etwa dreijähriger Testbetrieb. Mit den Erkenntnissen aus dieser Testphase soll ein Demonstrationskraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 250 bis 300 MW geplant werden. Dabei stehen dann die Optimierung des Wirkungsgrades im Gesamtprozess und die Untersuchung der Wirtschaftlichkeit im Vordergrund. In der letzten Phase der Entwicklung ist geplant, kommerzielle Kraftwerke mit Leistungen von etwa 1.000 MW zu errichten. Der wirtschaftlich darstellbare Einsatz der neuen Technologie wird frühestens ab dem Jahr 2020 möglich sein.


Transport und Speicherung

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Für die großtechnische Nutzung der Abscheidung und Verflüssigung von Kohlendioxid im Kraftwerksprozess müssen sichere Transport- und Einlagerungsmöglichkeiten zur Verfügung stehen. Weltweit werden dazu schon lange Erfahrungen gesammelt sowohl von wissenschaftlichen Einrichtungen als auch seitens der Industrie.

Mit Inbetriebnahme der Pilotanlage beginnen die konkreten Planungen zum Bau einer Demonstrationsanlage für ein CO2-freies Kraftwerk auf großtechnischem Niveau. Dafür muss die Machbarkeit der gesamten Kette von Abtrennung, Transport und Speicherung des Kohlendioxids belastbar aufgezeigt werden. Neben der Entwicklung und Erprobung von Technologien der CO2-Abscheidung im Kraftwerksprozess ist die langzeitsichere unterirdische Lagerung von verflüssigtem Kohlendioxid zu gewährleisten. Auf nationaler Ebene und EU-weit müssen hierzu rechtliche Rahmenbedingungen geschaffen werden. Während die CO2-freie Kraftwerkstechnologie entwickelt wird, sind die Speicherungsmöglichkeiten für das abgetrennte CO2 zeitparallel zur Reife zu führen. Weltweit werden seit geraumer Zeit geeignete Speicherstätten in unterirdischen Gesteinsformationen erforscht und teilweise bereits von der Industrie genutzt.

Beispiele dafür sind das Salah-Projekt in Südalgerien sowie ein Projekt im Sleipner-Feld in der norwegischen Nordsee. Umfangreiche Möglichkeiten sehen Geologen in so genannten salmen Aquiferen und in ausgebeuteten Lagerstätten von Öl, Gas und Steinkohle. Das Uno-Wissenschaftlergremium IPCC schätzt das Deponierungspotenzial auf bis zu 2.000 Gigatonnen. Das wäre mehr als 70-mal so viel, wie der Mensch jährlich an Kohlendioxid freisetzt.

Das abgeschiedene und verflüssigte Kohlendioxid der Pilotanlage am Standort Schwarze Pumpe könnte im Rahmen des Forschungsprojektes CO2SINK in einen unterirdischen Speicher im brandenburgischen Ketzin bei Berlin verbracht werden. Beim geplanten großtechnischen Einsatz der Anlage werden für den CO2 -Transport später Pipelines, Tankzüge und Schiffe zu den Speicherstätten genutzt. Auch hier gibt es weltweit bereits gesicherte Erfahrungen.

Quelle: Broschüre Klimaschutz durch Innovation

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