Editorial - VGB PowerTech Journal 3/2014

Alles Kraftwerk ist Chemie!

„Hat die Kraftwerkschemie eine Zukunft?“ Diese Frage stellte sich und den Lesern mein hochgeschätzter Kollege Dr. Martin Hein in der Märzausgabe 2013. Seine mahnenden und aufrüttelnden Worte haben vermutlich nicht nur mich nachdenklich gestimmt angesichts der schwierigen Lage, in der wir uns heute in der Energiewirtschaft befinden. Das Ende meines Berufslebens vor Augen möchte ich heute der Frage, ob die Kraftwerkschemie eine Zukunft hat – frei nach dem bekannten Sinnspruch „alles Leben ist Chemie“ – die These entgegensetzen: Alles Kraftwerk ist Chemie! Das mag manchem mutig erscheinen, ist aber durchaus belegbar. Wenn wir in der Geschichte der Kraftwerkstechnik zurückblättern, stoßen wir auf deren Anfänge in den 1920-er Jahren, als schwerwiegende Kesselschäden zur Gründung des Speiswasserausschusses der Vereinigung der Großkesselbesitzer führte, um Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen dem Medium Dampf und dem Werkstoff zu ergründen. Erst die Kenntnis über die Bildung oxidischer Deckschichten und deren Erhalt im Betrieb ermöglichten die Verwendung metallischer Werkstoffe im Kraftwerksbau und damit deren in Folge rasanten Entwicklung zu immer größeren und effizienteren Einheiten. Es handelt sich hierbei natürlich um einen chemischen Prozess.

Ionenaustauscher- und Membranverfahren in Vollentsalzungsund Kondensatreinigungsanlagen stellen höchsten Ansprüchen genügendes Speisewasser zur Verfügung und erlauben es, Anlagen mit extremen Dampfzuständen störungsfrei zu betreiben.

Als sich in den 1970-er Jahren die Kraftwerkschemie auf Wasserkreisläufe und – bedingt durch konstante Qualität und Herkunft – auf die Brennstoffchemie mit eher untergeordneter Bedeutung zu reduzieren schien, eröffnete die Diskussion um den Luftschadstoff Schwefeldioxid, welcher als Hauptverursacher des sauren Regens und Waldsterbens ausgemacht wurde, dem Kraftwerkschemiker zwangsläufig ein neues Betätigungsfeld. Eine 2-bändige VGB-Systemstudie betrachtete mehr als hundert mögliche Varianten, Schwefeldioxid aus Rauchgasen bzw. Schwefel aus Brennstoffen zu entfernen, und es waren dies – wen wundert es – allesamt chemische Prozesse! Die Kraftwerkschemie stand vor neuen Herausforderungen. Kraftwerke wurden mit chemischen Fabriken ausgestattet, welche Gips erzeugten und Abwasserbehandlungsanlagen erforderten. Es galt die Zusammenhänge von Reaktionen in den Rauchgaswäschern zu ergründen, ohne Kenntnis der Chemie war ein sicherer Betrieb dieser Anlagen nicht möglich. Technisch wissenschaftliche, von der VGB geförderte Studien beschäftigten sich mit dem Schwermetall-Abscheidevermögen von Rauchgaswäschern, eine Thematik, welche, wenn ich an Quecksilber oder Selen denke, auch heute wieder hochaktuell ist. Die instrumentelle Analytik hielt Einzug in die Kraftwerkslaboratorien, es entstand eine völlig neue Qualität im analytischen Alltag des Kraftwerkschemikers. Nur wenig später folgten Anlagen zur Entfernung von Stickoxiden aus dem Rauchgas. Und die selektive, katalytische Reduktion von Stickoxiden ist natürlich auch ein chemischer Prozess! Katalysatormanagement, Prüfstande zur Analyse des Katalysatorverhaltens und die Entwicklung von Wechselstrategien mit dem Ziel der Kostenminimierung gehörten von da an mit zum Repertoire des Kraftwerkschemikers.

Durch den aus wirtschaftlichen Gründen vermehrten Einsatz von Importkohlen und Substitutionsbrennstoffen wie Biomassen musste auch der Brennstoffchemie wieder vermehrt Beachtung geschenkt werden, um Schäden oder Einschränkungen im Kraftwerksbetrieb zu vermeiden. Die Kraftwerkschemie erfordert heute Spezialisten auf höchstem Niveau mit breitem Erfahrungsspektrum. Ergebnisse müssen zuverlässig und mit absoluter Präzision geliefert werden, sie sind aber auch zu bewerten, um daraus die richtigen Schlüsse zu ziehen und Problemlösungen anzubieten. Der Kraftwerkschemiker muss erklären, wie die von ihm generierten Ergebnisse zu deuten sind, welche Konsequenzen daraus erwachsen können und ob nicht Schaden abgewendet werden kann oder muss. Neue Herausforderungen an die Kraftwerkschemie sind evident, auch oder vielmehr sogar wegen der „Energiewende“. Dazu zählen die kreislaufmäßige Beherrschung der den Gegebenheiten angepassten Fahrweise der konventionellen Anlagen mit schnellen Lastwechseln und häufigen An- und Abfahrten sowie ungeplanten und auch längeren Stillständen. Hinzu kommen Themen wie die Abscheidung und Lagerung des Treibhausgases CO2, die wieder anschwellende Diskussion über Schwermetallemissionen aus Kohlekraftwerken und die Planung von Kraftwerken mit immer höheren Temperaturen und Drücken inklusive der unvermeidlichen Fragen zur Wechselwirkung von Medium und Werkstoff. So ist mir um die Zukunft der Kraftwerkschemie nicht bange, wenn es uns nur gelingt, Nachwuchs zu rekrutieren und den Wissenstransfer und Erfahrungsaustausch über die Verbändearbeit auch weiterhin zu pflegen.

Auch wenn ich glaube, an Hand meiner Ausführungen den Nachweis erbracht zu haben, dass alles Kraftwerk Chemie ist, möchte ich, um meine mir liebgewordenen Kollegen der anderen, wichtigen Fachdisziplinen milde zu stimmen, abschließend einschränken:

Nicht alles ist Chemie, aber ohne Chemie ist alles nichts!