Unter die Erde statt in die Luft

Ausgerechnet in Schwarze Pumpe, das zum Synonym für die Umweltzerstörung durch Schwerindustrie wurde, soll die saubere Zukunft der Braunkohle beginnen. Noch ist neben dem riesigen konventionellen Kraftwerk mit seinem 161 Meter hohen Kesselhaus nur ein freigeräumtes Gelände zu sehen. Doch schon Mitte 2008 geht in dem kleinen Ort in der Lausitz, wenn alles nach Plan läuft, das weltweit erste Oxyfuel-Kraftwerk in Betrieb. Darin wird das entstehende Kohlendioxid (CO2) abgeschieden und verflüssigt, sodass es unterirdisch gespeichert werden kann und nicht mehr zum Treibhauseffekt beiträgt.Die Pilotanlage wird zwar nur eine Kapazität von 30 Megawatt haben; das entspricht nicht einmal einem Zehntel der Leistung eines Großkraftwerks. Doch die Elektrizitätsgewinnung steht nicht im Vordergrund. Der Stromkonzern Vattenfall will in Schwarze Pumpe mit einer Investition von 60 Millionen Euro demonstrieren, dass sich auch mit dem einzigen hierzulande langfristig bedeutenden fossilen Energieträger, der Braunkohle, klimaneutral Strom produzieren lässt.Konventionelle Kraftwerke verbrennen die Kohle mit normaler Atemluft und leiten das dabei entstehende Kohlendioxid einfach über die Schornsteine in die Atmosphäre. Bei dem in Schwarze Pumpe eingesetzten Oxyfuel-Verfahren wird hingegen ein großer Anteil des CO2 immer wieder in den Kessel zurückgeführt, bis es sich stark konzentriert hat - eine Art Turbolader im Dienste der Umwelt.Ein Viertel weniger EnergieDerartig konzentriert lässt sich das flüchtige Treibhausgas deutlich leichter wieder einfangen. Nachdem, wie auch in herkömmlichen Kraftwerken üblich, kleine Mengen Asche, Wasser und Schwefel abgeschieden wurden, verdichtet ein Kompressor das Kohlendioxid mit dem hundertfachen des Atmosphärendrucks zu einer flüssigkeitsähnlichen Form. Dann kann das Gas in Druckbehältern gelagert werden, statt es über die Schlote in die Atmosphäre zu leiten. Damit der Verbrennungsprozess trotz des hohen CO2-Anteils im Kessel funktioniert, wird reiner Sauerstoff statt normaler Atemluft zugeleitet. Dafür ist eine Luftzerlegungsmaschine nötig, die den Stickstoff und andere Bestandteile aus der Luft filtert.Ein kleiner Teil des Kohlendioxids entweicht zwar auch bei der Oxyfuel-Technik. "Deutlich mehr als neunzig Prozent des CO2 werden aber zurückgehalten und belasten die Umwelt nicht mehr", sagt der Vattenfall-Experte für das Oxyfuel-Kraftwerk, Damian Müller. Ein großer Vorteil des Oxyfuel-Verfahrens sei, dass die zusätzlichen Komponenten, also die Luftzerlegungsanlagen und die Kohlendioxid-Kompressoren, nicht eigens entwickelt werden müssen. Müller: "Sie sind kostengünstig auf dem Markt verfügbar."Bereits zwischen 2012 und 2015 will Vattenfall dann mit einem Demo-Kraftwerk, das eine Kapazität von 300 Megawatt haben wird, die Technik weiter perfektionieren. "Wenn sie sich bewährt, geht das erste Großkraftwerk spätestens 2020 ans Netz", sagt Müller. Etwa ein Viertel des Energieertrags eines Kraftwerks wird allerdings nach dem derzeitigen Stand der Entwicklung für die CO2-Abscheidung benötigt.Wohin mit dem Kohlendioxid?Zwei weitere Verfahren der Kohlendioxid-Verflüssigung in Kraftwerken existieren neben dem Oxyfuel-System. Vattenfall-Konkurrent RWE etwa setzt darauf, die Kohle zuerst zu einem Brenngas zu wandeln, das größtenteils aus Wasserstoff und Kohlendioxid besteht. Anschließend wird das CO2 entzogen und der verbleibende Wasserstoff kann in Turbinen verbrannt werden. 2014 soll das erste Kraftwerk dieser Art mit einer Leistung von 400 Megawatt in Betrieb gehen.Die dritte Möglichkeit besteht darin, das CO2 nach dem konventionellen Brennprozess chemisch aus dem Abgasstrom auszuwaschen. Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, dass auch bereits gebaute Kraftwerke damit ausgestattet werden könnten; sie gilt jedoch als teuer und wenig effizient.Hinter allen drei Verflüssigungstechniken steht aber eine große Frage: Wohin mit dem abgeschiedenen Kohlendioxid? Schließlich handelt es sich um sehr große Mengen, gerade bei der besonders klimaschädlichen Braunkohle; pro Kilowattstunde Strom entsteht etwa ein Kilogramm CO2.Vom Klima-Expertengremium der UN, dem Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), werden zwei Möglichkeiten erwogen, wie mit dem flüssigen Treibhausgas aus neuen Kraftwerken umgegangen werden kann. Die erste Idee, das Kohlendioxid ins Meer zu leiten, gilt als ökologisch riskant, denn dann droht eine Übersäuerung. Und spätestens nach einigen hundert Jahren wäre das Kohlendioxid wieder in der Atmosphäre.Am günstigsten erscheint deshalb, es dorthin zurückzubefördern, wo es hergekommen ist: unter die Erde. "Sorgfältig gewählte unterirdische Reservoire halten das Gas wahrscheinlich in den nächsten tausend Jahren zu mehr als 99 Prozent zurück", schreibt das IPCC in einer Untersuchung über die CO2-Speicherung. Entleerte Gas- und Öllagerstätten, für den Abbau unrentable Kohleschichten sowie Salzwasser führende Gesteine in großer Tiefe kommen dafür in Frage.Umweltschützer sind skeptischInnerhalb der EU sind große unterirdische CO2-Speicher zwar noch verboten. In Norwegen trennt der Staatskonzern Stat-oil aber schon seit 1996 Kohlendioxid von gefördertem Erdgas ab und drückt es zurück in die sich leerenden Gaslager - bisher ohne größere Probleme. In Kanada und Algerien existieren ähnliche Projekte.Auch in Deutschland experimentieren Forscher inzwischen damit, flüssiges Kohlendioxid unter die Erde zu pumpen. Im brandenburgischen Ketzin, 40 Kilometer westlich von Berlin, hat gestern eine 600 Meter tiefe Bohrung in ein Sandsteinreservoir begonnen, um mit der Technik zu experimentieren. "Wir befinden uns in Verhandlungen und würden dort gerne das flüssige CO2 aus Schwarze Pumpe einspeisen", sagt Damian Müller.Umweltschutzorganisationen betrachten die Kohlendioxidabscheidung indes eher skeptisch. "Die Pilotanlage in Schwarze Pumpe ist nicht mehr als ein Feigenblatt", klagt etwa Matthias Seiche, der Klimaschutzexperte des Bundes für Umwelt und Naturschutz Deutschland. Durch die Abscheidung werde zu viel Energie verschwendet. Statt weiter in fossile Brennstoffe zu investieren, sollten besser die regenerativen Energiequellen ausgebaut werden.Die Stromkonzerne in Deutschland investieren aber erst einmal kräftig weiter in Kohlekraftwerke, auch ohne Kohlendioxid-Abscheidung. Nach Einschätzung des Stromriesen Eon werden in den nächsten Jahren hierzulande mehr als vierzig konventionelle Kohlekraftwerke mit einer Leistung von insgesamt 25 000 Megawatt entstehen - das ist rund 800 Mal so viel wie die Versuchsanlage von Vattenfall von 2008 an produzieren wird. Und der große Bruder nebenan, das Hauptkraftwerk Schwarze Pumpe, wird dann weiterhin jährlich etwa zehn Millionen Tonnen Kohlendioxid in die Luft blasen.Brandenburg Seite 22------------------------------Grafik: Die Grafik zeigt, durch welche Techniken sich weltweit CO2 einsparen ließe. Das Gas in Kraftwerken abzuscheiden, ist demnach langfristig ein wichtiger Beitrag. Die Hochrechnung stammt vom UN-Klimagremium IPCC.------------------------------Grafik: 1 Eine Luftzerlegungsmaschine filtert den Sauerstoff aus der Atemluft; alle anderen Bestandteile werden entfernt. Der Sauerstoff wird zusammen mit bereits bei vorherigen Verbrennungen entstandenen CO2 und dem Braunkohlenstaub in den Kessel geleitet und verfeuert.2 Das Rauchgas hat nach der Verbrennung einen sehr hohen Kohlendioxidanteil. 75 Prozent des Gases werden abgeteilt und wieder in den Brenner geschickt. Der Rest wird wie in einem normalen Kraftwerk durch Kühler, Kondensator und Entschwefler geleitet.3 Die Abgase bestehen nun zu 98 Prozent aus Kohlendioxid. Dadurch kann im Kompressor mit einem Druck von mehr als hundert Bar das Gas sehr effektiv verflüssigt werden. Dann ist es zum Abtransport durch LKW oder eine Pipeline bereit.------------------------------Foto: Auf der rot markierten Fläche wird derzeit der Bau des Oxyfuel-Kraftwerks vorbereitet. Es ist an die Infrastruktur des Großkraftwerks Schwarze Pumpe, das nebenan liegt, angebunden.