Sie befinden sich hier: WDR.de WDR Fernsehen Wissen Quarks & Co Sendung vom 14. April 2009 Heizung für das Treibhaus
In Nordrhein-Westfalen werden jährlich etwa 292 Millionen Tonnen des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) ausgestoßen. Mehr als ein Drittel davon stammen aus der rheinischen Braunkohle - die Kraftwerke der RWE Power AG setzten 2007 etwa 100 Millionen Tonnen CO2 frei. In der Diskussion um den vom Menschen gemachten Klimawandel hat die Braunkohle deshalb einen schweren Stand. Bei keinem anderen Brennstoff wird bei der Stromerzeugung soviel Kohlendioxid frei wie bei der Braunkohle. Ab 2013 werden die Betreiber von Kraftwerken für jede Tonne CO2, die aus ihren Schornsteinen quillt, im Rahmen des europäischen Emissionshandels bezahlen müssen. Deshalb ist die Menge von CO2, die pro Kilowattstunde erzeugtem Strom frei wird, auch ein wichtiges Entscheidungskriterium beim Bau neuer Kraftwerke. Braunkohle steht dabei in direkter Konkurrenz zu den anderen fossilen Brennstoffen Steinkohle und Erdgas.
Die Förderung von Kohle und Gas kostet Energie – Bagger müssen angetrieben, Pipelines gebaut, Stollen in den Untergrund getrieben werden. Für jeden der Brennstoffe lässt sich genau analysieren, wie viel CO2–Äquivalente (CO2Äqu) schon in diesen sogenannten Vorketten entsteht. Braunkohle hat einen kurzen Transportweg, die Kraftwerke stehen direkt neben den Tagebauen. Deshalb belastet die Vorkette jede Kilowattstunde Strom aus Braunkohle mit nur 31 Gramm CO2Äqu. Bei Erdgas schlagen 59 Gramm zu Buche, bei importierter Steinkohle 106 Gramm. Beim Transport schneidet die Braunkohle also am besten ab.
Die chemische Zusammensetzung der Brennstoffe spielt eine entscheidende Rolle für die Menge des CO2, die bei der Verbrennung ausgestoßen wird. Erdgas schneidet hier am besten ab. Es besteht zum größten Teil aus Methan. Bei der Verbrennung verbindet sich der Kohlenstoff mit dem Sauerstoff der Luft zu Kohlendioxid. Aber auch der Wasserstoff verbindet sich mit Sauerstoff und liefert dabei Wärme – das Verbrennungsprodukt ist am Ende harmloses Wasser. In Stein- und Braunkohle verbrennt dagegen fast ausschließlich Kohlenstoff und wird zu klimaschädlichem Kohlendioxid.
Der Vergleich: Pro Kilowattstunde erzeugter thermischer Energie werden bei Erdgas nur 223 Gramm CO2–Äquivalente frei, während bei Steinkohle 383 Gramm und bei Braunkohle sogar 432 Gramm frei werden. Kein gutes Ergebnis für die Braunkohle also.
Kohlekraftwerke funktionieren nach einem einfachen Grundprinzip: Kohle wird verbrannt und mit der Verbrennungswärme wird Wasser verdampft. Der heiße Dampf strömt unter hohem Druck in eine Turbine und versetzt diese in schnelle Drehung. Die Turbine ist direkt mit einem Generator verbunden, in dem durch die Drehung Strom erzeugt wird.
Auch im besten Fall lässt sich nur ein Teil der Wärmeenergie in elektrische Energie umwandeln. Der sogenannte Wirkungsgrad eines Kraftwerkes gibt an, wie effektiv die Umwandlung abläuft. Heute betriebene Steinkohlenkraftwerke haben im Durchschnitt einen Wirkungsgrad von 37,5 Prozent. 62,5 Prozent der Energie gehen als Abwärme durch Kühlturm und Schornstein verloren! Braunkohle steht sogar noch etwas schlechter da. Weil Rohbraunkohle zu mehr als der Hälfte aus Wasser besteht, muss sie vor dem Verbrennen erst getrocknet werden – dabei geht wertvolle Energie verloren. Durchschnittlich haben Braunkohlenkraftwerke nur einen Wirkungsgrad von 34,5 Prozent. Selbst die modernsten Anlagen erreichen nur knapp 43 Prozent.
Auch hier ist Erdgas im Vorteil. Weil bei seiner Verbrennung keine Asche und kein Ruß entsteht, können die Verbrennungsgase direkt in eine Turbine geleitet werden. In einem zweiten Schritt wird die Restwärme hinter der ersten Turbine dazu genutzt, Wasser zu verdampfen und so eine zweite Turbine anzutreiben. Diese sogenannten Gas- und Dampfkraftwerke haben einen Wirkungsgrad von 55 Prozent und mehr und sind deshalb wesentlich klimafreundlicher.
In der zusammengefassten CO2-Bilanz schneidet Braunkohle schlechter als Steinkohle und viel schlechter als Erdgas ab. Selbst wenn man nur die modernsten Braunkohlenkraftwerke betrachtet, so liegt deren Ausstoß an CO2–Äquivalenten bei rund 1000 Gramm pro erzeugte Kilowattstunde Strom. Die Durchschnittswerte aller bestehenden Braun- und Steinkohlenkraftwerke liegen sogar bei 1250 und 1090 Gramm CO2Äqu pro Kilowattstunde. Die neuesten Steinkohlenkraftwerke stoßen immerhin nur rund 890 Gramm pro Kilowattstunde Strom aus.
Neue Gas-und-Dampfkraftwerke dagegen landen in der CO2-Bilanz bei den Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen auf dem ersten Platz: Pro Kilowattstunde Strom qualmen nur rund 430 Gramm CO2–Äquivalente aus ihren Schornsteinen. Eine ähnliche Rechnung lässt sich auch für Kraftwerke auf der Grundlage erneuerbarer Energien und für die politisch umstrittene Atomkraft aufmachen. In einer Studie gibt das unabhängige Öko-Institut für Atomkraftwerke einen durchschnittlichen Ausstoß von 32 Gramm CO2–Äquivalenten je Kilowattstunde Strom an – hauptsächlich durch den Uranabbau verursacht. Der Wert für Windstrom liegt noch niedriger: 24 Gramm CO2–Äquivalente je Kilowattstunde erzeugtem Strom.
Daniel Münter
Stand: 14.04.2009