Atomenergie 2. Behauptung

Wenn wir die AKW abschalten, müssen wir dafür neue Kohlekraftwerke bauen

Die EVUs werden erst mal sehen, dass sie ihre aktuellen Neubauten in Betrieb bekommen. Vor allem durch neue Werkstoffe gibt es da aktuell Verzögerungen, wie man bei Walsum Block 10 gut recherchieren kann – notfalls auch bei Spiegel online [11]. Und dann gibt es einige eingemottete Kraftwerke (Kaltreserve) [7]. Diese Kraftwerke lassen sich bedeutend schneller und billiger reaktivieren, als sich ein neues Kraftwerk planen, genehmigen und bauen lässt. In 3-5 Jahren könnte so mancher dieser Blöcke modernisiert wieder am Netz sein.

Die Werkstoffprobleme ergeben sich aus dem Zwang, immer heißeren Dampf unter immer höheren Drücken erzeugen zu müssen. Denn das ist der wichtigste Weg, um den Wirkungsgrad der Kohlekraftwerke zu erhöhen. Stark vereinfacht: Ein Dampfkraftwerk wendet etwa die Hälfte seiner Wärmeenergie dazu auf, Wasser zu verdampfen. Genau diese Energie wird am Ende, beim Kondensieren des Dampfes, wieder frei und an das Kühlwasser abgegeben. In Strom verwandeln lässt sich nur die Primärenergie, die zur Temperaturerhöhung des Wassers bzw. des Dampfes verwendet werden kann. Also treibt man Temperatur und Druck an die technologischen Grenzen der Werkstoffe. Mittlerweile werden Dampftemperaturen von 560°C erreicht – bei 800°C glüht Eisen rot. Dort, wo die Flammen am heißesten sind, müssen die Wände des Dampferzeugers am intensivsten gekühlt werden. Dort sind die Verdampfer, die zur eigentlichen Temperaturerhöhung relativ wenig beitragen. Theoretisch werden da mehrere 100 K Temperaturniveau vergeudet.

Natürlich kann ein vor 10 Jahren eingemottetes Kohlekraftwerk nicht einfach wieder angefahren werden. Dazu fehlen oft die heute vorgeschriebenen Filteranlagen und der Wirkungsgrad ist zu schlecht. Der technische Zustand könnte auch sonst marode sein, so dass die Zuverlässigkeit leidet. Auch bräuchte so ein Kraftwerk viel zu viel Personal, als dass es wirtschaftlich betrieben werden könnte. Aus irgendwelchen Gründen wurden diese Kraftwerke ja außer Betrieb genommen und durch Neuinvestitionen ersetzt.

Gaskraftwerke als Brückentechnik

Der Schlüssel zur Reaktivierung vieler dieser Kraftwerke wäre die Entkopplung des Erdgaspreises vom Ölpreis. Die Kopplung wurde ursprünglich eingeführt, weil sich für Erdgas lange kein vernünftiger Markt entwickeln konnte. Schließlich waren viele Abnehmer per Pipeline nur mit einem oder ganz wenigen Lieferanten verbunden. Mittlerweile gibt es viel dichtere Pipelinenetze, mehr Produzenten und zusätzliche Bezugsmöglichkeiten per Flüssiggas in Tankschiffen. Es ist also höchste Zeit, dass sich der Erdgasmarkt vom Ölmarkt emanzipiert. Hier gibt es starke Anstrengungen [6].

Erdgas hat allerdings politische Randbedingungen, die durchaus kritisch zu sehen sind: Das Erdgas kann auf absehbare Zeit nur aus Osteuropa und anschließenden Gebieten kommen. Das ist nicht gerade eine Gegend, die sich durch Demokratien und transparente Wirtschaften auszeichnet. Es bahnen sich z.B. Allianzen zwischen RWE und Gasprom sowie EnBW und Novatek an. Gasprom hat sogar Pläne, selbst Gaskraftwerke in Deutschland zu bauen und mit eigenem Gas zu betreiben. Die Nabucco-Pipeline treibt da auch den Teufel mit Belzebub aus: Zwar wäre das eine Gasquelle, die von Russland unabhängig wäre. Ökonomisch ist das Projekt aber nur sinnvoll, wenn Gas aus Aserbaidschan, Turkmenistan und den Iran darüber transportiert wird. Das sind alles Staaten, die nur begrenzt stabil bzw. mit politischen Systemen versehen sind, die sich nicht an unseren moralischen Vorstellungen orientieren. Diese Pipeline soll über die ganze Länge der Turkei führen, die das sicher irgendwann als Türöffner in die EU nutzen würde.

Akzeptable Erdgaspreise vorausgesetzt, haben die Energieversorger zwei Möglichkeiten:

• Relativ saubere Gasturbinen-Kraftwerke werden bislang kaum je angefahren, weil sie zu teuren Strom erzeugen. Diese Kraftwerke eignen sich hervorragend, um Spitzenlaststrom zu erzeugen: Sie lassen sich innerhalb von 20-30 min hochfahren [4]. Manche Gasturbinen werden eigentlich nur betriebsbereit gehalten, um einen Schwarzstart des Kohlekraftwerks am gleichen Standort zu ermöglichen: Ein größeres Kohlekraftwerk hat etwa den Energiebedarf einer Kleinstadt, den es gewöhnlich selbst erzeugt oder aus dem Hochspannungsnetz zieht. Wenn das ganze Stromnetz ausgefallen ist (deshalb schwarz), liefert ein Dieselgenerator die Energie zum Start der Gasturbine und die wiederum den Strom zum Anfahren des Kohlekraftwerks. Ansonsten haben reine Gasturbinenkraftwerke eine sehr niedrigen Wirkungsgrad, weil ihre rund 500°C heißen Abgase nicht weiter genutzt werden.
• Ältere Kohleblöcke können zu GuD- (Gas und Dampf) Kraftwerken umgerüstet werden. Dabei wird die ganze Kohle-Infrastruktur, von der Förderanlage über den Tagesbunker, die Kohlemühlen und den Frischlüfter, durch eine Gasturbine ersetzt. Die Gasturbine treibt einmal, wie bei einem reinen Gasturbinen-Kraftwerk, einen eigenen Generator an. Die rund 500°C heißen Abgase werden dann in den alten Dampferzeuger geleitet und treiben dort den alten Dampfkreislauf mit der alten Dampfturbine an [3]. Erdgas ist praktisch schwefelfrei, Entschwefelungsanlagen sind also nicht nötig. Staub fällt auch kaum an. Und die Stickoxide lassen sich durch sorgfältige Führung des Verbrennungsvorgangs stark reduzieren, müssen also nicht hinterher ausgefiltert werden. Würden diese alten Blöcke wieder mit Kohle betrieben werden, müssten Abgas-Reinigungsanlagen installiert werden. Dafür wären wohl meist weder Platz noch Anschlussmöglichkeiten da.

Gasturbinen können ein höheres Temperaturniveau nutzen als ein Dampfkreislauf. Der Wirkungsgrad eines GuD-Kraftwerks lässt sich so um etwa 15% höher treiben als der eines reinen Kohlekraftwerks – ohne das Temperaturniveau des alten Dampfkreislaufs erhöhen zu müssen. Ein wesentlicher Teil des Erdgases besteht aus Wasserstoff, das zu Wasser verbrennt. Ein GuD-Kraftwerk nutzt also die chemische Energie des Kraftstoffs besser aus und produziert pro kWh Strom wenigstens 500 g weniger CO₂ als ein Kohlekraftwerk [9]. Nur ist halt der Brennstoff viel teurer. Ein GuD-Heizkraftwerk ist vom CO₂-Ausstoß her kaum schlechter als Solarzellen auf Silizium-Basis – wegen deren energieaufwändigem Herstellungsprozesses. Zugegeben: GuD-Kraftwerke haben mit regenerativen Energien erst einmal nichts zu tun – außer man betreibt sie mit Biogas oder mit Wasserstoff, der aus überschüssigem Windstrom erzeugt wurde.

Ach ja: GuD-Kraftwerke kann man mehr oder weniger von der Stange kaufen und eignen sich sowieso optimal als Ergänzung regenerativer Energien [14]. Wenn ich hier immer Zeiten von 3-5 Jahren nenne dann kalkuliere ich die einschlägigen Hersteller mit ein: Lange Jahre, bei weitgehend stagnierendem Stromverbrauch und genug AKWs, wurden sehr wenige konventionelle Kraftwerke gebaut. Das führte zu Anpassungen bei den Lieferanten.