Welt im Wandel: Energiewende zur Nachhaltigkeit - WBGU
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50 3 Technologien und nachhaltige Potenziale<br />
(Anlagen >100 MW) rund 80%. Davon entfallen auf<br />
Kohlekraftwerke ca. 52.000 MW und auf Erdgaskraftwerke<br />
ca. 16.000 MW. Im Einsatz sind bei der<br />
Kohlekonversion heute überwiegend klassische<br />
Dampfkraftwerke (DKW) und bei Erdgas kombinierte<br />
Gas- und Dampfkraftwerke (GuD; Hassmann,<br />
persönl. Mitteilung, 2000). Beide Kraftwerkstypen<br />
werden in der Grund- und Mittellast <strong>zur</strong> Stromerzeugung<br />
ohne Wärmeauskoppelung eingesetzt,<br />
daher ist ein hohes Potenzial durch Effizienzsteigerung<br />
gegeben. Bei dieser Betriebsweise verhält sich<br />
die CO 2 -Emission proportional zum elektrischen<br />
Wirkungsgrad, wobei der Mittelwert der deutschen,<br />
fossil befeuerten Kraftwerke bei ca. 39% liegt.<br />
Bereits nachgewiesene elektrische Wirkungsgrade<br />
von über 45% bei Kohlekraftwerken und von fast<br />
60% bei GuD-Erdgas-Kraftwerken zeigen, dass hier<br />
ein deutliches Reduktionspotenzial für CO 2 -Emissionen<br />
vorhanden ist. Neben den „klassischen“<br />
Kraftwerken werden weitere Typen entwickelt, die<br />
eine Nutzung von Kohle auch in Gasturbinen ermöglichen<br />
sollen, wobei die Wirkungsgrade deutlich<br />
Tabelle 3.2-2<br />
Entwicklungslinien moderner fossiler Kraftwerke.<br />
Quelle: Hassmann, persönl. Mitteilung, 2002<br />
Brennstoff<br />
Anlage Leistung Nettowirkungsgrad<br />
Kohle Dampfkraftwerk mit<br />
hohen bzw. höchsten<br />
Dampfzuständen<br />
350 bar/700 °C<br />
Kombikraftwerk (Gasund<br />
Dampfturbine)<br />
mit zirkulierender<br />
Druckwirbelschicht<br />
(2. Generation)<br />
Kombikraftwerk mit<br />
Druck-Kohlevergasung<br />
(IGCC)<br />
Kombikraftwerk mit<br />
Druckkohlenstaubfeuerung<br />
Erdgas Fortschrittliche kombinierte<br />
Gas- und<br />
Dampfturbinen-<br />
Kraftwerke (GuD)<br />
erhöht und Emissionen stark <strong>zur</strong>ückgehen können<br />
(Tab. 3.2-2).<br />
3.2.1.3<br />
Umwelt- und Sozialfolgen<br />
Anthropogene Kl<strong>im</strong>averänderungen<br />
Die weltweiten CO 2 -Emissionen aus der Nutzung<br />
von Erdöl, Kohle und Erdgas betrugen 1990 ca.<br />
6,0 Gt C (IPCC, 2001a), woran die Verbrennung von<br />
Erdöl mit 44% den größten Anteil hatte. Hinzu<br />
kamen noch 1,8 Gt C eq Methan- und 2,5 Gt C eq Lachgasemissionen,<br />
vor allem aus der Landwirtschaft<br />
(IPCC, 2000a). In den vergangenen 100 Jahren hat<br />
sich die mittlere Lufttemperatur in Oberflächennähe<br />
und der unteren Atmosphäre um 0,6 ± 0,2 °C erhöht.<br />
Bis 2100 wird ohne kl<strong>im</strong>apolitische Maßnahmen mit<br />
einer globalen Erwärmung zwischen 1,4 und 5,8 °C<br />
gerechnet. Diese Erwärmung führt zu erhöhter<br />
atmosphärischer Feuchte und häufig auch höherem<br />
Niederschlag, zu Änderungen der atmosphärischen<br />
CO 2 -<br />
Emissionen<br />
Geschätzte<br />
Kosten<br />
[MW] [%] [g CO 2 /kWh] [€/kW]<br />
Stand F&E<br />
Bemerkungen<br />
700–900 >50 168 >700 um 2010 geplant,<br />
Werkstoffentwicklung<br />
700–800 54–55 150 650–700 Heißgasreinigung,<br />
robuste Gasturbine<br />
Zeithorizont<br />
um 2010<br />
nach 2010<br />
400–500 >45 184 ca. 1.000 Niedrige Verfügbarkeit Demonstrationsanlagen<br />
bereits<br />
realisiert<br />
400 54–55 150 >750 Heißgasreinigung,<br />
robuste Gasturbine<br />
400 >60 80 ca. 500 Entwicklungsbedarf:<br />
Verdichter, Gasturbine<br />
niedrig, NO X -Brenner,<br />
Werkstoffentwicklung<br />
für katalytische Verbrennung,<br />
heiße Teile<br />
(Brennkammerauskleidung,Übergangsstücke,<br />
Schaufeln, Schaufelkühlung),<br />
Verdichter<br />
nach 2015<br />
ab 2005
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