Fossile im Ener­gie­mix der Zukunft

Treibstoffgewinnung aus Pflanzenresten wäre bei der EU wohlgelitten. Foto: Karlsruhe Institut für Technologie Biokraftstoff, iLuc, EU, Bundestag
Treibstoffgewinnung aus Pflanzenresten wäre bei der EU wohlgelitten. Foto: Karlsruhe Institut für Technologie

Die Bun­des­re­gie­rung möchte ab 2050 elek­tri­sche Energie nur noch aus rege­ne­ra­ti­ven Quellen gewin­nen. In diesen Pla­nun­gen ist für fossile Brenn­stoffe noch allen­falls Platz in der Indus­trie. Poli­ti­ker quer durch alle Par­teien, aber auch Wis­sen­schaft­ler sind von der Mach­bar­keit dieser Pläne wenig über­zeugt und räumen den fos­si­len Ener­gie­trä­gern auch in der Zukunft ihren Platz sowohl im Wär­me­markt als auch in der Strom­erzeu­gung ein.

BRENNSTOFFSPIEGEL und mine­ral­öl­rund­schau sprach mit Prof. Dr. Jürgen Mlynek, dem Prä­si­den­ten der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten For­schungs­or­ga­ni­sa­tion in Deutsch­land, die auch in der Wärme- und Ener­gie­tech­no­lo­gie­for­schung führend ist.

 

For­scher aus Ihrem Verbund sind führend bei der Ent­wick­lung von Ver­fah­ren für effi­zi­ente Nutzung fos­si­ler Ener­gien und deren Kom­bi­na­tion mit den Erneu­er­ba­ren. Wo sehen Sie in der Zukunft den Platz für fossile Ener­gien im Wär­me­markt und bei der Strom­erzeu­gung?

Unser Gesprächspartner Prof. Dr. Jürgen Mlynek sieht auch für die fossilen Brennstoffe noch eine Zukunft.  Foto: Dawin Meckel
Unser Gesprächs­part­ner Prof. Dr. Jürgen Mlynek sieht auch für die fos­si­len Brenn­stoffe noch eine Zukunft.
Foto: Dawin Meckel

Mlynek: In den nächs­ten Jahr­zehn­ten werden fossile Ener­gie­trä­ger noch die Basis der Ener­gie­ver­sor­gung bilden, vor allem bei der Erzeu­gung von Prozess- und Heiz­wärme. Auch für Fahr­zeuge, Flug­zeuge und in der Schiff­fahrt sind fossile Roh­stoffe noch nicht flä­chen­de­ckend ersetz­bar. Als eines der tech­no­lo­gisch am wei­tes­ten fort­ge­schrit­te­nen Länder ist Deutsch­land aber in der Pflicht, emis­si­ons­är­mere Tech­no­lo­gien voran zu treiben. Dazu gehört die Ent­wick­lung von Hoch­tem­pe­ra­tur­werk­stof­fen für Dampf­tur­bi­nen, die höheren Betriebs­tem­pe­ra­tu­ren stand­hal­ten. Diese Arbei­ten finden am For­schungs­zen­trum Jülich statt. So soll schon 2014 das erste E.ON-Dampfkraftwerk in Betrieb gehen, das Kom­po­nen­ten aus Hoch­tem­pe­ra­tur­werk­stof­fen ein­setzt und bei 720 Grad betrie­ben werden kann. In etwa 20 Jahren wären damit in Koh­le­kraft­wer­ken Wir­kungs­grade von bis zu 55 Prozent und in Gas­kraft­wer­ken von bis zu 65 Prozent möglich.

Mehrere Helmholtz-Zentren arbei­ten aber auch an der Abschei­dung von Koh­len­di­oxid und der anschlie­ßen­den Spei­che­rung in unter­ir­di­schen End­la­ger­stät­ten. Wir unter­su­chen, ob CCS (Carbon Capture and Storage) sicher ist und wie sich die Wir­kungs­grad­ver­luste, die damit not­wen­di­ger­weise ein­her­ge­hen, mini­mie­ren lassen. Dazu betrei­ben wir gemein­sam mit Part­nern aus der Indus­trie unter Feder­füh­rung des Helmholtz-Zentrums Potsdam – Deut­sches Geo­for­schungs­zen­trum GFZ im bran­den­bur­gi­schen Ketzin eine Pilot­an­lage.

Ein wei­te­rer Schwer­punkt Ihrer Arbeit ist die Spei­che­rung von Wärme aus in Solar­an­la­gen erzeug­ter Energie. Für den Wär­me­markt der Zukunft, der zum Teil aus unre­gel­mä­ßig pro­du­zie­ren­den rege­ne­ra­ti­ven Ener­gien abge­deckt werden soll, ist dies exis­ten­zi­ell. Wird dies in abseh­ba­rer Zeit gelin­gen oder werden die Fos­si­len für sehr lange Zeit unver­zicht­bar bleiben?

Mlynek: In der Tat ist die Spei­che­rung von Wärme ein zen­tra­ler Schlüs­sel beim Betrieb solar­ther­mi­scher Kraft­werke. Wir haben hier große Fort­schritte erreicht. Wär­me­spei­cher aus Salzen oder aus Beton funk­tio­nie­ren in der Praxis, Helmholtz-Forscher am Deut­schen Zentrum für Luft- und Raum­fahrt haben zum Bei­spiel die Spei­cher für das Andasol-1-Kraftwerk in Süd­spa­nien ent­wi­ckelt, das dadurch 20 Stunden täglich Strom pro­du­ziert. Deut­lich schwie­ri­ger als die Spei­che­rung von Wärme ist jedoch die Spei­che­rung von Elek­tri­zi­tät. Hier bauen zwei Helmholtz-Zentren, das For­schungs­zen­trum Jülich und das Karls­ru­her Insti­tut für Tech­no­lo­gie, gerade in Zusam­men­ar­beit mit den Uni­ver­si­tä­ten und Part­nern aus der Indus­trie zwei neue Kom­pe­tenz­ver­bünde auf, um die Bat­te­rie­for­schung vor­an­zu­trei­ben.

Inwie­weit werden fossile Ener­gie­trä­ger, vor allem Pro­dukte aus Mine­ralöl, wegen ihrer hohen Ener­gie­dichte auch in naher Zukunft in mobilen Berei­chen wie Schwer­last­trans­port, Luft­ver­kehr und Schiff­fahrt unver­zicht­bar sein?

Mlynek: Wie schnell kon­ven­tio­nelle Treib­stoffe durch nach­hal­tig erzeugte Desi­gner­treib­stoffe ersetzt werden können, ist eine offene Frage, die von vielen Rand­be­din­gun­gen abhängt. Poten­zi­elle Ersatz­stoffe gibt es schon, aller­dings bislang nur in kleinen Mengen. Wir arbei­ten zum Bei­spiel an einem neuen Ver­fah­ren, das aus land­wirt­schaft­li­chen Rest­stof­fen hoch­wer­ti­gen Treib­stoff her­stellt. Dieses Bioliq-Verfahren wird am Karls­ru­her Insti­tut für Tech­no­lo­gie in einer Pilot­an­lage wei­ter­ent­wi­ckelt. Auch Was­ser­stoff kommt als Treib­stoff für Fahr­zeuge in Frage, am Deut­schen Zentrum für Luft- und Raum­fahrt wird jetzt ein Leicht­flug­zeug getes­tet, das mit was­ser­stoff­be­trie­be­nen Brenn­stoff­zel­len fliegt.

Welchen Platz wird die Kohle im Ener­gie­mix  der Zukunft ein­neh­men?

Mlynek: Kohle ist der Ener­gie­trä­ger, der pro Kilo­watt­stunde mit Abstand die meisten Treib­haus­gase frei­setzt. Daher müssen wir ent­we­der die noch in der Ent­wick­lung befind­li­chen CCS-Technologien ein­set­zen, um Kohle „sauber“ zu nutzen oder auf andere Ener­gie­trä­ger umstei­gen. Wir müssen in den nächs­ten Jahren die Mach­bar­keit der Tech­no­lo­gie demons­trie­ren, denn China und Indien und viele andere große Staaten werden noch sehr lange auf Kohle setzen, die billig und reich­lich ver­füg­bar ist. Ohne Clean-Coal-Technologien werden die Kli­ma­ver­än­de­run­gen sehr viel dras­ti­scher aus­fal­len.

Geschrie­ben für Brenn­stoff­spie­gel und Mine­ral­öl­rund­schau.

Erschie­nen in Heft 09/2010: Voll­stän­di­ger Beitrag nur dort zu lesen.

Titel­bild: For­schungs­schwer­punkt der Helmholtz-Gemeinschaft ist die Treib­stoff­ge­win­nung aus Pflan­zen­res­ten. Foto: Karls­ruhe Insti­tut für Tech­no­lo­gie