Energietechnik von morgen -
Strategien und Konzepte

12. Juni 2007, Meistersingerhalle, Nürnberg

Bericht

Energietechnik von morgen

Potenziale in der Kraftwerkstechnik

Neue Technologien für neue Energieträger

Führende Unternehmen auf dem Kongress in Nürnberg

Einer der Schwerpunkte des Clusters Energietechnik sind Verbesserungen in der Kraftwerkstechnik. Die weltweite Nachfrage nach Energie wird in den kommenden Jahrzehnten weiter steigen – nicht zuletzt aufgrund des rasant zunehmenden Bedarfs in Wachstumsregionen
wie Osteuropa, Indien und China. Gleichzeitig werden die herkömmlichen Energieressourcen wie Erdöl, Kohle und Gas knapper. Der Anteil Deutschlands am weltweiten Energieverbrauch liegt bei 3–4 %. Deutsche Kraftwerkstechnik gilt weltweit als führend.

Um zukünftig eine sichere und bezahlbare Energieversorgung zur Verfügung zu stellen, sind Investitionen in den Kraftwerkparks notwendig. Gleichzeitig gilt es, Technologien zu entwickeln, um neue Energieträger wie Ölsande zu erschließen und Erneuerbare Energien wie Sonnenkraft, Wind und Biomasse effizienter zu nutzen. Zudem soll der Ausstoß von Emissionen weiter reduziert werden. Entsprechende Zielvorgaben, z. B. für CO2, wurden von der Politik bereits formuliert.

Vor diesem Hintergrund konzipierte die Bayern Innovativ GmbH den Kongress „Energietechnik von morgen“ am 12. Juni 2007 in der Meistersingerhalle in Nürnberg. Hochkarätige Referenten von Energieversorgungsunternehmen wie E.ON und RWE, internationaler Ölkonzerne wie BP, führender Anlagenbauer wie Siemens, Linde und Lurgi sowie von Forschungsinstituten wie der TU München, RWTH Aachen und dem DLR Köln berichteten über Unternehmensstrategien und bereits laufende Großprojekte in Forschung und Entwicklung.

Große Bedeutung für die Stromerzeugung werden auch zukünftig Kohlekraftwerke haben, zumal
Braunkohle noch lange verfügbar sein wird, wie Helmut Tschaffon von der E.ON Energie AG erläuterte. Neue Kraftwerke ermöglichen eine Erhöhung der Dampftemperatur über 700 °C und erlauben damit eine Steigerung des Wirkungsgrads von heute 45 % auf über 50 %. Dies erfordert aber neue hochtemperaturbeständige Werkstoffe für Bauteile wie Wärmetauscher, Rohrleitungen und Ventile bis hin zu Turbinen, die zurzeit im Rahmen des Projektes Comtes 700 getestet werden. Bis 2014 soll in Deutschland ein Kraftwerk mit dieser neuen Technologie und einer Leistung von 500 MW errichtet und in Betrieb genommen werden.

Verfahren zur CO2-Abscheidung mit nachgeschalteter Speicherung des Gases sind zukünftige Technologiepfade auf dem Weg zum CO2-freien Kohlekraftwerk, wie Prof. Hartmut Spliethoff von der Fakultät für Maschinenwesen der TU München schilderte. Technische Optionen sind die CO2-Abscheidung zu Beginn („Pre Combustion“) oder am Ende des Prozesses („Post-Combustion“). Eine weitere Methode ist die Abtrennung von CO2 aus Synthesegas. Beim „Integrated Gasification Combined Cycle“ (IGCC) werden Kohle oder Biomasse zunächst in ein wasserstoffreiches Gas umgewandelt, das sauber verbrennt und in einem Gas-und-Dampf-Prozess hocheffizient in Strom umgewandelt wird. Dieser höhere Wirkungsgrad erfordert jedoch deutlich höhere Anlagekosten.

Eine weitere Option zur Stromerzeugung bilden solarthermische Kraftwerke, die von Prof. Robert Pitz-Paal vom DLR in Köln vorgestellt wurden. Eine Kostensenkung solcher Anlagen um 50% bei gleichzeitiger Leistungssteigerung auf 10 GW bis 2020 erscheint möglich, weitere Pilotvorhaben sind in der Planung.

Auf der Suche nach neuen Energieträgern wird auch die Erschließung von Ölsanden und Ölschiefer immer wichtiger. Für deren effektivere Ausbeutung könnte nukleare Prozesswärme mittels modularer Hochtemperaturreaktoren (HTR) bereitgestellt werden. Nach Prof. Kurt Kugeler vom Lehrstuhl für Reaktorsicherheit und -technik der RWTH Aachen würde dies die Ausbeute an Öl verdoppeln. Zudem senkt dieses Verfahren signifikant die Gewinnungskosten wie auch die CO2-Emissonen.

Synthetischer Kraftstoff kann ebenfalls aus der beschriebenen Synthesegaserzeugung gewonnen werden, mit nachgeschaltetem „Fischer-Tropsch-Verfahren“ aus Kohle oder Erdgas, aber auch aus Biomasse. Diese Ansätze sind Teil der Strategie der BP Global Fuels Technology, wie sie von Dr. Ulrich Balfanz, Bochum, vorgestellt wurden – um auch in Zukunft Mobilität zu gewährleisten.

Bei diesen signifikanten Kraftwerksentwicklungen haben gerade Zulieferer und wissenschaftliche Institute vielfältige Chancen, sich mit ihrer Kompetenz einzubringen. Dies erklärt auch das große Interesse am Kongress mit 250 Teilnehmern von Energieversorgern, der Kraftwerkstechnik und Petrochemie, aber auch von Anwendern aus der Automobilindustrie wie AlzChem, Areva NP, AUDI, BASF, BMW AG, Electrolux, EnBW, E.ON, Erlanger Stadtwerke, InfraServ, Kraftanlagen München, KRONES, Linde AG, MAN Nutzfahrzeuge, N-ERGIE Aktiengesellschaft, RWE Power, Siemens sowie von führenden Forschungsinstituten.