Kohle zu sauberem Strom für China

China könnte demnächst die Vereinigten Staaten bei der Anwendung der so genannten "Clean Coal"-Technologie überholen. Die Bemühungen, Kohlekraftwerke mit einem geringeren Schadstoffausstoß zu bauen, werden in dem Land von einem zentralen Joint Venture namens "GreenGen" koordiniert, das von den großen chinesischen Kraftwerksbetreibern getragen wird. Erster Schritt bei dem Vorhaben ist die Errichtung eines ersten Kraftwerks in der so genannten Integrated Gasification Combined Cycle-Technik (IGCC). Solche Gas-und-Dampf-Kombikraftwerke besitzen eine vorgeschaltete Brennstoffvergasung und bieten einen besonders hohen Wirkungsgrad bei niedrigem Schadstoffausstoß.

In den USA stockt die Technologie dagegen mittlerweile. Im Februar beendete das Energieministerium ein modernes IGCC-Demonstrationsprojekt namens "FutureGen". Gleichzeitig ist von 30 ähnlichen Vorhaben der US-Energieversorger seit dem Jahr 2000 nur eines bislang signifikant fortgeschritten. Der Grund sind (auch) Klimaschutzbedenken.

Damit wird GreenGen zum modernsten IGCC-Projekt seiner Art auf der Welt, wie Ming Sung vom Standort Peking der Clean Air Task Force sagt, einer Nonprofit-Organisation, die in Umweltfragen berät. "Die Chinesen sind vorne, weil sie sowohl die ingenieurtechnische als auch die Design-Seite komplettiert haben. Wichtige Teile der Ausrüstung wurden ausgewählt und sind bestellt. Die Bauvorbereitung und die Arbeit am Fundament laufen."

Der Öl- und Gas-Gigant BP unterstrich die führende Position Chinas im Bereich Clean Coal im November: 73 Millionen Dollar ließ sich das Unternehmen ein neues Forschungszentrum in Shanghai kosten, das zusammen mit der chinesischen Akademie der Wissenschaften aufgebaut wurde. Es soll dabei helfen, Technologien wie die CO2-Sequestrierung – also die Abtrennung und unterirdische Speicherung von Kohlendioxid, das bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht – und neue Kohlevergasungsmethoden zu kommerzialisieren. Auch in anderen Bereichen geben sich die Chinesen in jüngster Zeit besonders grün: So begann der Batteriegigant BYD kürzlich mit dem Bau des ersten massenproduzierten Plug-in-Hybriden.

Bei CO2-neutralen Kohlekraftwerken profitiert das Land von breiten Erfahrungen im Bereich der Vergasungstechnologie. Bis 2010 sollen insgesamt 29 entsprechende Projekte seit 2004 umgesetzt sein. Die USA sind dann immer noch bei 0, wie die Lobbygruppe Gasification Technologies Council vermeldet. Die meisten chinesischen Projekte machen aus Kohle Syngas, eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Dies wird dann zusätzlich als Ausgangsstoff für diverse Chemikalien und Treibstoffe verwendet. Bei der IGCC-Technologie wird das gleiche Syngas verwendet, um Turbinen anzutreiben und Strom zu erzeugen – und das mit deutlich weniger Luftverschmutzung als bei herkömmlichen Kohlekraftwerken. Beispielsweise sind die Quecksilber- und Rußwerte nahezu so gering wie bei Erdgas-Anlagen. Kohlendioxid kommt wiederum als wesentlicher sauberer Gasstrom aus den Anlagen, der sich leichter einfangen und sequestrieren lässt.

Bis vor kurzem ignorierten die Chinesen IGCC noch, weil konventionelle Kohlekraftwerke kostengünstiger zu bauen und zu nutzen sind. Guodong Sun, Experte für Technologiepolitik an der Stony Brook University in New York, meint allerdings, dass GreenGen und einige andere IGCC-Projekte nun an Fahrt aufnehmen werden. Der Grund sind kleinere Subventionen seitens der Regierung, engere Umweltstandards und die zunehmende Angst um das Image bei den großen chinesischen Energieversorgern. GreenGen sei außerdem wichtig als Leuchtturmprojekt für eine in China entstandene Spitzentechnologie.

Geplant ist eine 250-Megawatt-IGCC-Anlage in Tianjin. Sie soll bis 2010 fertig gestellt sein und ein neues Vergasungsmodul enthalten, das vom Thermal Power Research Institute in Xi'an entwickelt wurde. Die Anlage wird außerdem zusätzlich Syngas und Wärme für örtliche Chemiefabriken bereitstellen. GreenGen plant, den Output, den ein Prototyp-Vergasungssystem derzeit leistet, von 36 Tonnen pro Tag auf 2000 Tonnen pro Tag hoch zu skalieren – und zwar ohne Zwischenschritte.

Das soll außerdem nicht das Ende sein: Im April unterschrieben GreenGen und die Stadt Tianjin einen Vertrag für zwei weitere 400 Megawatt-IGCC-Anlagen. Der chinesische Energieversorger Huaneng, der an GreenGen den größten Anteil hat, arbeitet unterdessen an einem Sequestrierungs-Pilotprojekt in Peking, das im Sommer an ein bestehendes Kohlekraftwerk angedockt werden soll.

Die GreenGen-Pläne werden auch von örtlichen Umweltschutzbehörden begrüßt, doch das spielt in Tianjin und Peking derzeit nur eine kleinere Rolle. Bei einem weiteren Projekt sind die niedrigeren Schadstoffemissionen hingegen von zentraler Bedeutung: Einem 200 Megawatt-IGCC-Kraftwerk in Hangzhou, hinter dem der Energieversorger Huadian Power International steht. "Beim Huadian-Projekt geht es vor allem darum, die Umweltschutzbedingungen beim Schwefeldioxid und beim sauren Regen zu erfüllen", sagt Sun. Schwefeldioxid-Grenzwerte seien dort inzwischen eingeführt worden und die IGCC-Technologie gelte als ideale Lösung, sie auch einzuhalten.

Sowohl GreenGen als auch das Huadian-Projekt erhalten eine kleinere Finanzhilfe vom chinesischen Ministerium für Forschung und Technologie. Dabei gehe es für die Energieversorger vor allem ums Prestige: "Das Geld der Regierung ist eine Anerkennung für ihre Technologieführerschaft. Die bedeutet für die Firmen viel mehr als nur eine Finanzhilfe."

Ming von der Clean Air Task Force erklärt, wie die Konzerne ihre Investitionen in die teurere IGCC-Technologie trotz der geringen Beihilfe begründen: Obwohl der chinesische Stromsektor technisch inzwischen dereguliert sei, habe die nationale Entwicklungs- und Reformkommission (NDRC) letztlich das letzte Wort, was die neuen Kraftwerke pro Megawattstunde verdienen könnten.

So lassen sich die Tarife entsprechend anpassen, um besondere Projekte im Nachhinein doch noch profitabel zu machen, wenn sie von regionalem oder nationalem Interesse sind. Das mache die Betreiber experimentierfreudiger, sagt Ming.

Die Kontrolle durch die NDRC bedeutet aber auch, dass sich die Entwicklung verlangsamen könnte, wenn der politische Wind sich dreht. Die aktuelle Rezession sorge eventuell dafür, dass die Kommission nicht mehr gewillt sei, höhere Preise auf die Kunden abzuwälzen, meint Ming.

James Childress, Exekutivdirektor des Gasification Technologies Council, meint, dass Projekte wie GreenGen vor allem politischer Natur seien. "Die machen das, um dem "Verbrenne Kohle und kümmere Dich nicht weiter darum"-Image etwas entgegensetzen zu können." Die aktuelle wirtschaftliche Lage helfe da wenig – sie werde Projekte, den CO2-Ausstoß zu reduzieren, deutlich behindern.

In den USA gibt es unterdessen nur noch ein IGCC-Projekt in Indiana, das Fortschritte macht. Die 630-Megawatt-Anlage von Duke Energy ist deshalb interessant, weil sie es erlaubt, die stark schwefelhaltige Kohle des Bundesstaates zu nutzen, die in konventionellen Kraftwerken für eine zu hohe Schadstoffbelastung sorgen würde. Alle anderen IGCC-Vorschläge sind derzeit von einem Moratorium betroffen, das den Bau neuer Kohlekraftwerke verhindert. Es wurde von den Umweltbehörden der Bundesstaaten sowie den Stromregulierern erlassen, um auf den Klimawandel zu reagieren. Im vergangenen Jahr verschob Tampa Electric deshalb Pläne für eine kommerzielle IGCC-Anlage in Florida, die sich neben einer bereits im Betrieb befindlichen Demonstrationseinheit befindet, die in den Neunzigerjahren vom US-Energieministerium unterstützt wurde.

Derzeit hoffen Kohle- und Energiekonzerne darauf, dass der neue US-Präsident Obama FutureGen unterstützen wird, um die Projekte wieder aufleben zu lassen. In Illinois wurde bereits für 6,5 Millionen Dollar ein entsprechendes Gelände erworben. Childress glaubt allerdings nicht an eine schnelle Bewegung im Sektor. "Wind, Sonnenenergie, Biomasse und andere erneuerbare Energieformen sind derzeit einfach wichtiger."

Childress sagt voraus, dass die Kohle-Vergasungstechnik auch in den USA eines Tages florieren wird. Allerdings nicht in Form von IGCC-Anlagen, sondern als "heimliche Kohlekraftwerke". Die Technik würde dann verwendet, um Syngas zu generieren, das dann wiederum in herkömmlichen Erdgaskraftwerken verbrannt würde. "Ich nenne das so, weil wir auf diese oder eine andere Art unbedingt mehr Gas brauchen. Wenn man die Kohle nicht zur direkten Stromerzeugung nutzen kann, dann nutzt man sie eben in Kraftwerken zur Gaserzeugung." (bsc)