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

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