Forschungsprojekt von DLR und RWE

Grüne Energie aus Kohlemeilern

Mehr als 100 Kohlekraftwerke gibt es in Deutschland. Nach dem Ausstieg könnten sie abgerissen werden – oder eine Zukunft als Wärmespeicher haben, betrieben mit Ökostrom. Wissenschaftler sind von der Möglichkeit überzeugt.

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    Windräder vor dem Kohlekraftwerk Neurath: Das DLR erforscht, wie sich Kohlemeiler zu sauberen Wärmespeicherkraftwerken umrüsten lassen.

    Ausgerechnet die erneuerbaren Energien könnten ausgedienten Kohlekraftwerken das Überleben sichern. Kohle würde darin allerdings nicht mehr verbrannt.

    Von Steffi Sammet

    Für Wissenschaftler ist das Phänomen nicht neu: Salz lässt sich über seinen Schmelzpunkt hinaus erhitzen und dann in flüssiger Form für viele Prozesse nutzen. „Auch als Wärmespeicher hat sich Flüssigsalz schon bewährt“, sagt André Thess, Direktor des Technischen Thermodynamik-Instituts im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

    Und genau das macht Salz für die Energiewende interessant. Denn mit Ökostrom verflüssigtes Salz soll sich schon bald als Speichermedium in ehemaligen Kohlemeilern bewähren. Hält die Idee der DLR-Wissenschaftler, was sie verspricht, könnten solche Meiler als Wärmespeicherkraftwerke ein zentraler Baustein einer CO2-freien Energieversorgung sein.

    Es wäre ein wichtiger Schritt, denn bislang trägt der Wärmesektor in Deutschland bei Weitem nicht so viel zur CO2-Minderung bei, wie es für eine nachhaltige Klimapolitik notwendig wäre. Zugleich ließe sich der durch den Kohleausstieg bevorstehende Strukturwandel abfedern. Noch sind hierzulande weit mehr als 100 Kohlekraftwerke am Netz. Womöglich hätte zumindest ein Teil von ihnen dank der Technologie eine Zukunft.

    Interessant ist die Idee aber auch für andere Länder. Weltweit blasen Tausende Kohlekraftwerke CO2 in die Luft. Dass sie allesamt rechtzeitig stillgelegt werden, um das 1,5-Grad-Klimaziel nicht zu gefährden, ist wenig wahrscheinlich. Realistischer erscheint da die Möglichkeit, sie mit Ökostrom statt mit Kohle zu betreiben – und so die vorhandene Infrastruktur weiter zu nutzen.

    Salz ist weltweit verfügbar. Das macht es als Speichermedium interessant

    Das Speichermedium Salz hat einen entscheidenden Vorteil: Es ist günstig und kommt praktisch überall auf der Welt vor. „Im Hinblick auf die Kosten ist es wichtig, unter welchen Randbedingungen so ein Projekt durchgeführt werden kann“, erklärt Thess. Die größte Rolle spielen dabei die CO2-Vermeidungskosten – also die Frage, wie viel Geld je Tonne CO2 investiert werden muss, deren Ausstoß vermieden werden soll.

    „Wir gehen bei der Technologie der Wärmespeicherkraftwerke derzeit von etwa 100 Euro je Tonne aus“, sagt der Wissenschaftler. Damit wäre sie effizienter als beispielsweise Fotovoltaik, deren Vermeidungskosten je nach Quelle bei mehr als 300 Euro liegen.

    Fotostrecke: Braunkohleförderung in Deutschland

    In Deutschland gibt es vier große Braunkohle-Tagebau-Gebeite: das Lausitzer Revier mit den Abbaustätten in Jänschwalde, Reichenwalde, Nochten und Welzo-Süd, ...

    ... das Mitteldeutsche Revier mit den Tagebauen in Amsdorf, Profen und Schleehain, ...

    ... das Rheinische Revier, wo RWE die Tagebaue Garzweiler, Inden und Hambach betreibt, sowie ...

    ... das Helmstedter Revier, wo die Förderung allerdings 2016 eingestellt wurde. Dieses Bild aus dem Schöninger Tagebau wurde ein Jahr zuvor aufgenommen. Mehr als 300 Dörfer in Deutschland mussten dem Braunkohleabbau weichen. Dazu gehört ...

    ... Immerath, ein Stadtteil von Erkelenz in NRW. Hier wurde Anfang 2018 der Immerather Dom ein Opfer der Abrissbagger. Zahlreiche Menschen beobachteten, ...

    ... wie die Basilika aus dem Jahr 1891 Stück für Stück dem Erdboden gleichgemacht wurde. Dasselbe Schicksal erlebt ...

    ... Haidemühl in Brandenburg. Die Ortschaft liegt auf dem Fördergebiet des Tagebaus Welzow-Süd, den Vattenfall 2016 an die tschechische EHP-Gruppe verkauft hat. Die Bewohner ...

    ... der abgerissenen Dörfer werden umgesiedelt – daran ändern auch Protestmärsche wie hier 2013 in Sachen nichts. Auf ein besonders großes Echo ...

    ... stieß zuletzt die geplante Rodung des Hambacher Forsts am Rande des Tagebaus Garzweiler. Am Ende war es allerdings nicht ...

    ... der Protest von Umweltschützern, sondern ein Gerichtsurteil, das den Urwald – zumindest vorerst – vor der Rodung bewahrte.

    Die Machbarkeit der Technologie belegt ein Projekt im spanischen Almería

    Für das DLR und den Energiekonzern RWE, die aktuell in einer Studie klären, ob sich der Umbau von Kohle- zu Wärmespeicherkraftwerken realisieren lässt, sind die 100 Euro ein positives Signal. „Wir verfolgen mit dem Projekt verschiedene Ziele. Unter anderem wollen wir nachweisen, dass Umbauten dieser Art machbar sind und das Zusammenspiel mit einem Bestandskraftwerk funktioniert“, erklärt Guido Steffen, Sprecher bei RWE Power. Zugleich soll die Studie belegen, dass eine Umrüstung unter kommerziellen Einsatzbedingungen tatsächlich Sinn ergibt.

    Laut DRL-Forscher Thess „ist das Team in allen Punkten auf einem guten Weg“. An der technischen Machbarkeit gibt es grundsätzlich keine Zweifel. Bei einem Pilotprojekt im spanischen Almería haben Solarforscher gezeigt, dass die Technologie funktioniert. Dort erhitzt eine große Solaranlage mit Hilfe von Parabolspiegeln ein Öl, das in Rohren zirkuliert und eine Turbine antreibt. Nicht benötigte Energie wird in flüssigem Salz zwischengespeichert und treibt die Turbinen bei Nacht an, wenn die Sonne nicht scheint.

    Beim Umbau von Kohlekraftwerken zu Wärmespeicherkraftwerken funktioniert das Prinzip ähnlich: Überschüssiger Strom aus Wind- und Solarparks wird dazu verwendet, flüssiges Salz auf 400 Grad Celsius zu erhitzen. Bei Bedarf lässt sich dann das heiße Flüssigsalz nutzen, um Dampf zu erzeugen, der die Kraftwerksturbinen antreibt. Die wiederum erzeugen dann Strom.

    Fotostrecke: Schmutziges Geschäft mit Kohle in Indien

    In Jharia, Indien, brennt seit 100 Jahren ein Kohlefeuer unter der Erde: Fotostrecke vom Leben und Arbeiten der Menschen in Jharia.

    In Schwellenländern wird Kohle noch heute oft so abgebaut wie vor Jahrhunderten: in Handarbeit, mit Muskelkraft. Die Bilder aus dieser Reihe stammen aus dem indischen Jharia.

    In Jharia, Indien, brennt seit 100 Jahren ein Kohlefeuer unter der Erde: Fotostrecke vom Leben und Arbeiten der Menschen in Jharia

    Die dortigen Kohleminen sind einer der wichtigsten Arbeitgeber der Region. Allerdings schuften die Menschen unter unwürdigen Bedingungen.

    In Jharia, Indien, brennt seit 100 Jahren ein Kohlefeuer unter der Erde: Fotostrecke vom Leben und Arbeiten der Menschen in Jharia

    Die Arbeiter leiden aber nicht nur unter den harten Bedingungen. Der Kohleabbau in der Region hat eine ökologische Katastrophe ausgelöst.

    In Jharia, Indien, brennt seit 100 Jahren ein Kohlefeuer unter der Erde: Fotostrecke vom Leben und Arbeiten der Menschen in Jharia

    Unter der Erde in Jharia brennen Hunderte von Kohlefeuer, vermutlich schon seit 1916. An vielen Stellen ist der Boden so heiß, dass Schuhsohlen schmelzen. Giftige Dämpfe steigen auf, ganz Häuser versinken in Erdspalten.

    In Jharia, Indien, brennt seit 100 Jahren ein Kohlefeuer unter der Erde: Fotostrecke vom Leben und Arbeiten der Menschen in Jharia

    Dennoch haben die Minenbetreiber keine Probleme, genügend Arbeiter zu finden – die Not der Menschen ist groß.

    In Jharia, Indien, brennt seit 100 Jahren ein Kohlefeuer unter der Erde: Fotostrecke vom Leben und Arbeiten der Menschen in Jharia

    In Jharia mag die Lage besonders hoffnungslos sein, doch auch in vielen anderen Kohleminen von China bis Afrika herrschen ähnliche Bedingungen.

    Von China bis Chile haben bereits Interessenten beim DLR angeklopft

    Bei einer Umrüstung lassen sich Teile der bestehenden Infrastruktur von Kohlekraftwerken nutzen. „Das bringt geringere Investitionskosten mit sich als andere Speicheralternativen“, sagt RWE-Sprecher Steffen. In einer Übergangsphase ließen sich die Kohlemeiler auch als Hybrid-Kraftwerke nutzen, die mit erneuerbaren Energien und Kohle parallel betrieben werden könnten, so Steffen.

    An der Idee des DLR schätzt RWE neben der Versorgungssicherheit, die Chance, den Strukturwandel sozialverträglich zu gestalten, da im Falle von Umbauten Jobs in den Kraftwerken erhalten blieben. Zudem könnte die Technologie zu einem Exportschlager werden. Erste Interessenten sollen beim DLR bereits angeklopft haben. „Wir sind ganz angetan, von der großen Nachfrage die bei uns eingeht“, sagt DLR-Forscher Thess. Es gäbe viele Anfragen aus dem Ausland, unter anderem aus Chile und China.

    Ein wenig werden sich alle aber noch gedulden müssen: Denn erst wenn die Projektpartner über alle wesentlichen Daten und Fakten verfügen, wollen sie einen Förderantrag beim Bund einreichen. „Innerhalb der darauffolgenden drei Jahren könnte dann ein erster Umbau erfolgen“, sagt Thess. Zuvor allerdings müssen die Kooperationspartner auf Basis der Erkenntnisse und Erfahrungen ihres Pilotprojekts entscheiden, ob sich eine kommerzielle Umsetzung der Idee lohnt.

    Die Zeichen für einen Umbau von Kohle- zu Wärmespeicherkraftwerken scheinen indes auf Grün zu stehen: „Die Idee und das Projekt basieren auf streng geprüften, seriösen Daten“, sagt Thess. Und die seien derzeit in technischer wie ökonomischer Hinsicht äußerst vielversprechend.

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