Saubere Kohlekraft für das Reich der Mitte

Dongguan im Perlfluss-Delta ist eine der typischen Industrie-Boomtowns des neuen China. Rasantes Wachstum, befeuert mit Kohlekraft. Die soll demnächst sauberer vonstatten gehen: dank einer neuen Technologie für die Kohle-Vergasung. Mit ihr soll der umstrittene fossile Brennstoff eine ähnliche CO2-Bilanz wie Erdgas bekommen. Entwickelt wurde das Verfahren von den US-Firmen Southern Company, einem Energieversorger aus Atlanta, und KBR aus Houston. Vor kurzem haben sie die Technologie an Dongguan Power lizenziert.

Der örtliche Stromversorger will sie in einem 120-Megawatt-Gaskraftwerk einsetzen – und es ab 2011 als IGCC-Anlage betreiben, die billige Braunkohle umweltfreundlicher als bisher nutzen kann (IGCC steht für „Integrated Gasification Combined Cycle“, ein Gaskraftwerk mit vorgeschalteter Kohlevergasung). Damit wollten die Southern Company und KBR nicht nur zeigen, dass ihr neues Verfahren funktioniert, sondern auch, dass es mit einer CO2-Speicherung kombinierbar ist, sagt John Thompson von der Nonprofit-Umweltberatung Clean Air Task Force aus Boston.

Der Unterschied zu bisherigen Vergasungsverfahren liegt vor allem in der niedrigeren Arbeitstemperatur. Bislang wird feingemahlene Kohle bei etwa 1500 Grad Celsius in ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff umgewandelt, das auch als Synthesegase bezeichnet wird. Der Haken daran: Bei so hohen Temperaturen schmelzen Asche und mineralische Verunreinigungen in der Kohle zu einer glasigen Schlacke, die allmählich die Keramikauskleidung der Brennkammer angreifen. Selbst bei qualitativ hochwertiger Kohle muss sie alle drei Jahre ausgetauscht werden. Schlechtere Kohle verkürzt diesen Zeitraum noch.

In der in Dongguan geplanten Anlage wolle man dies verhindern, indem man sie bei 925 bis 980 Grad – also unter dem Schmelzpunkt der Verunreinigungen – betreibe, erläutert Randall Rush, der für die Southern Company die Vergasungssysteme managet. Die Kohle wird trotzdem vergast, weil sie doppelt so lange erhitzt wird.

Das Verfahren ist die Weiterentwicklung einer seit den vierziger Jahren genutzten Technik, bei der Erdöl mit Hilfe von schwimmenden Festkörperkatalysatoren in einer Rohrschleife zerlegt wird. Im neuen Vergasungsreaktor wird frische Kohle mit festen Zusatzstoffen gemischt – vor allem Asche – und fließt dann langsam durch die Anlage. Der größte Teil der Kohle wird als Synthesegas abgetrennt, während die Rückstände mit nachfließender Kohle vermischt werden.

Die Entwicklung des Verfahrens begannen die Southern Company und KBR bereits 1988. Gefördert vom US-Energieministerium, errichteten sie 1996 einen Testreaktor in Wilsonville in Alabama (siehe Bild). Der konnte zwei Tonnen Kohle pro Stunde vergasen. Vor vier Jahren verbesserten sie die Konstruktion zu dem heutigen Modell. Weil keine Schlacke mehr entsteht, halte die Keramikauskleidung jetzt zehn bis zwanzig Jahre, versichert Rush.

Der Vorteil für Dongguan Power ist, auch billigere und schlechtere Kohle nutzen zu können. Nach Angaben der Firma hätten sich die Brennstoffkosten zwischen 2004 und 2006 verdoppelt und so die Gewinnmarge aufgezehrt. Ursprünglich hatte Dongguan Power ein neues Reaktorkonzept beim Institut für Ingenieur-Thermophysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Auftrag gegeben. Am Ende bekamen dann aber die Southern Company und KBR den Zuschlag, nachdem sie eine mobile Demonstrationsanlage nach Dongguan gebracht hatten.

Der neue Vergasungsreaktor soll, hofft Dongguan Power, zum chinesischen IGCC-Standard werden und so helfen, Chinas CO2-Emissionen zu senken. Es gibt auch bereits Pläne für eine 800-Megawatt-Anlage. Beide Kraftwerke müssen nun von der Nationalen Entwicklungs- und Reform-Kommission genehmigt werden. Sie beaufsichtigt die Finanzierung – und die Baukosten sind doppelt so hoch wie bei herkömmlichen Vergasungsanlagen. Bislang hat die Kommission nur eins von zwölf beantragten IGCC-Kraftwerken durchgewunken – das 250 Megawatt starke GreenGen-Projekt in Tianjin, das derzeit im Bau ist.

Sollte der US-Kongress einen CO2-Emissionshandel beschließen, könnte die IGCC-Technologie in den USA noch schneller in Gang kommen. Vorausgesetzt, die Preise für CO2-Zertifikate sind hoch genug. Die Mississippi Power Company, ein Tochterunternehmen der Southern Company, stößt mit ihren Plänen für ein 582-Megawatt-IGCC-Kraftwerk derzeit noch auf massiven Protest. Die mit Braunkohle betriebene Anlage würde 65 Prozent des erzeugten Kohlendioxids einfangen. Damit wäre ihre CO2-Bilanz nur so hoch wie die eines reinen Gaskraftwerks. Die US-Regierung unterstützt deshalb die Baukosten von 2,2 Milliarden Dollar über Beihilfen und Steuervergünstigungen mit umgerechnet 403 Millionen Dollar.

John Thompson von der Clean Air Task Force sieht in den beiden geplanten Anlagen – in Dongguan und im US-Bundesstaat Mississippi – einen wichtigen Schritt hin zu sauberer Kohlekraft. Umweltschützer sollten anerkennen, dass sie auf absehbare Zeit nicht verschwinden werde. Umso wichtiger sei es also, ihren CO2-Ausstoß mit neuen Technologien zu senken. „Wenn die nicht bald kommen, verspielt die Umweltbewegung alles, wofür sie sich in den letzten Jahrzehnten eingesetzt hat“, sagt Thompson. (bsc)