Wie Kraftwerke mit CO2 CO2 sparen könnten

Bisher werden Dampfturbinen in Kraftwerken verwendet

Ein neues Verfahren erlaubt es, Kraftwerksturbinen mit CO2 zu betreiben. Das macht sie effizienter und fährt Emissionen herunter.

Autor RESET , 27.02.18

Übersetzung RESET :

Ob Kohle, Gas oder Atomkraftwerk, alle generieren Strom auf die gleiche Art wie schon zu Zeiten der Dampfmaschine: Wasser wird erhitzt, der Dampf steigt auf und setzt eine Turbine in Bewegung. Doch, um Strom zu erzeugen, darf sich die Turbine nicht die ganze Zeit drehen. Das System hält inne und der Dampf wird wieder zu Wasser.

Dieser Aggregatwechsel macht Dampfzyklen ineffizient. Turbinen, die mit Wasserdampf betrieben werden verlieren so 30 bis 40 Prozent der erzeugten Energie. Da wäre es doch schlau eine Substanz zu verwenden, die ihren Aggregatzustand gar nicht erst ändern muss, um so Energie zu sparen.

Die Rede ist von Kohlenstoffdioxid. Bisher wird damit von Gas- und Kohlekraftwerken die Luft verschmutzt. Aber man kann es auch nutzen, um damit Turbinen effizienter anzutreiben. Das erste Gas-Kraftwerk dieser Art ist im vergangenen Jahr in Texas in Betrieb genommen worden. Noch handelt es sich um einen Testlauf. Doch die bisherigen Ergebnisse scheinen die Forscher bereits überzeugt zu haben. Drei weitere 300-Megawatt-Gaskraftwerke mit CO2-Turbinen sind im Bau und werden in den nächsten fünf Jahren ans Netz gehen. Die Bauherren versprechen: „zero emissions“ – null Emissionen.

Wie wird aus CO2 ein Antrieb für Turbinen?

Doch wie funktioniert das? Der Prozess besteht aus zwei Schritten: erstens der Verbrennungsprozess des Gases und zweitens das Abscheiden des CO2. Was den Verbrennungsprozess von anderen unterscheidet, ist, dass hier keine Luft, sondern reiner Sauerstoff beigemischt wird, um die Hitze zu schüren. Zusätzlich wird vorher entstandenes CO2 ‘recycelt’ und mit zugemischt. Dabei entsteht Wasser und durch die erhöhte Hitze und den Druck eine Art flüssiges CO2, auch superkrtisches CO2 genannt. Dieses superkritische CO2 treibt dann mit erhöhter Effizienz die Turbine des Kraftwerks an.

Das überschüssige CO2 wird anschließend wie bei bisherigen Aufnahmemethoden für Industriezwecke weiterverkauft. Es kann beispielsweise als Lösungsmittel genutzt werden, für Zement, das Waschen von Geldscheinen oder um Kaffee zu entkoffeinieren.

Es wird noch einige Jahre dauern, bis die Technik voll ausgereift ist. Vielleicht betreiben wir bis dahin gar keine Kohle- und Gaskraftwerke mehr. Aber auch für Thermal- oder Solarkraftwerke ist der Vorgang interessant. Wir haben bei RESET auch schon von einem Thermalkraftwerk in Island berichtet, welches CO2 in fester Form speichert. Auch hier könnte CO2 genutzt werden, um damit die Kraftwerkturbinen anzutreiben. Aus der Luft kann das Kraftwerk das CO2 allerdings leider noch nicht, ein industrielles CO2 ist bisher für den Prozess nötig.

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