Editorial - VGB PowerTech Journal 3/2017

Neue Perspektiven für die Kraftwerkschemie

Seit dem letzten Jahrzehnt steht die Stromerzeugung aus fossilen Energieträgern unter massivem Wettbewerbsdruck der hoch subventionierten Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Zudem durch-lebt die Stromwirtschaft seit der Katastrophe im Kraftwerk Fukushima Daiichi im Jahr 2011 eine permanente (R)Evolution: Zunächst war da die Energiewende, die nicht nur in Deutschland, sondern auch im Rest der westlichen Welt Änderungen in der Energiepolitik einleitete. Dann kam das Übereinkommen von Paris, mit dem eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen, eine Umstellung der Energieversorgung auf erneuerbare Energien sowie die Finanzierung von Maßnahmen ab dem Jahr 2020 vereinbart wurden. Schließlich folgte im November 2016 im marokkanischen Marrakesch das 12. Treffen zum Kyoto-Protokoll und zugleich das 1. Treffen zum Übereinkommen von Paris. All diese Meilensteine hatten nachteilige Auswirkungen auf die Kraftwerke und die Kraftwerkschemie.

Der scharfe Wettbewerb zwang die Stromerzeuger zu Anpassungen. Es liegt im Wesen der Chemie im Kraftwerk, dass Mängel und Unzulänglichkeiten auf diesem Fachgebiet oft erst nach vielen Jahren erkennbar werden, dann aber kostspielige Folgen haben können. Vor diesem Hintergrund wurde im Management vieler Stromerzeuger die Frage aufgeworfen, ob eine hausinterne chemische Abteilung überhaupt notwendig sei, und einige Versorger haben bereits die Schließung ihrer Kraftwerkslaboratorien beschlossen. Die Chemie bildet nun aber einmal das Rückgrat des Kraftwerks: Ein Kraftwerk ohne ordentliche chemische Konditionierung des Wasser-Dampf-Kreislaufs ist schlechterdings unvorstellbar. Zur Senkung der Betriebskosten ist Know-how auf dem Gebiet der Kraftwerkschemie erforderlich, z.B. wenn es um die Auswahl von Brennstoffen minderer Qualität oder um die Identifizierung von Mitverbrennungsmöglichkeiten geht. Auch die Rauchgasreinigungsanlagen insbesondere DeNOx und REA und die Abwasserbehandlungsanlagen fallen in den Kompetenzbereich der Kraftwerkschemie. Kraftwerkschemiker sind im Allgemeinen auch für die Kontrolle der Qualität der Kraftwerksnebenprodukte zuständig. Sie tragen damit nicht nur zur Senkung der Kosten, sondern auch zur Steigerung der Einnahmen der Versorger bei; eine effektive Verwertung von Nebenprodukten ist für eine nachhaltige Stromerzeugung unabdingbar.

Gleichzeitig stehen wir vor einigen Herausforderungen, zu deren Bewältigung die Kraftwerkschemie beitragen kann und sollte. Hier sind insbesondere die Abscheidung, Lagerung und Nutzung von CO2 sowie die Anpassung konventioneller Kraftwerke an schnelle Lastwechsel und häufiges An- und Abfahren zu nennen. Auch müssen sich die Kraftwerke auf ungeplante und längere Anlagenstillstände einstellen, und als Folge wachsender Sensibilität der Öffentlichkeit und Behörden für Umweltprobleme müssen die Stromerzeuger voll für ihre Emissionen, einschließlich der Emissionen von Schwermetallen und Spurenelementen einstehen. Und schließlich weiß man nie, wann das Know-how der Kraftwerkschemie gefragt ist, denn nach vielen Jahren reibungslosen Betriebs können plötzlich Probleme auftreten, die irgendetwas mit Chemie zu tun haben, und nur ein Kraftwerkschemiker mit ausreichend Erfahrung und Betriebsaufzeichnungen wird die Ursache der Störung herausfinden und die erforderlichen Abhilfemaßnahmen erarbeiten können. Selbst wenn der Chemiker selbst den Störfall nicht richtig zu deuten weiß, dann hat er beispielsweise über die einschlägigen Fachgruppen des VGB Zugang zu einem Netzwerk von Kraftwerkschemikern, das ihm bei seiner Suche nach Lösungen für einen störungsfreien Betrieb des Kraftwerks beratend zur Seite steht.

Ganz im Gegensatz zu all diesen Anforderungen verzeichnen die Stromerzeuger jedoch einen rapiden Kompetenzverlust auf dem Gebiet der Kraftwerkschemie. Labors werden geschlossen, oder aus Alters-gründen frei werdende Stellen werden nicht mehr besetzt. Leider verfügen die Unternehmen auch nicht über einen systematischen Ansatz, mit dem sie das Know-how in ihrem Hause halten könnten. Nun mag man im Management der Stromerzeuger der Meinung sein, dass das Know-how auch von externen Labors oder Dienstleistern zur Verfügung gestellt werden kann, doch gelten auch für diese die gleichen wirtschaftlichen Prämissen, und aufgrund des hohen Wettbewerbsdrucks können auch externe Dienstleister erfahrenes Personal nicht mehr im Unternehmen halten. Auch wäre es naiv zu glauben, dass Online-Messtechnik oder andere Fachbereiche kraftwerkschemische Kompetenz ersetzen könnten, denn Probleme in Zusammenhang mit der Chemie müssen von erfahrenen Chemikern oder Chemieingenieuren untersucht werden, um Störungsursachen zu erforschen und erforderliche Konsequenzen zur Schadensvermeidung festzulegen.

„Es geht nicht darum, was dir im Leben passiert, sondern wie du darauf reagierst.“

Epiktet (50 – 135 n. Chr., im türkischen Pamukkale geborener, griechisch sprechender und in Rom lebender Philosoph).

Doch sollten wir nicht pessimistisch sein, was die Zukunft der Kraftwerkschemie angeht. Nach neuesten Schätzungen der Weltbank hat sich die Anzahl der Menschen ohne Zugang zu kommerzieller Energie leicht auf 1,2 Milliarden verringert. Selbst in der Türkei beläuft sich der jährliche Stromverbrauch pro Einwohner auf 3,2 MWh, während er in der EU im Mittel 6,4 MWh beträgt. Fossile Brennstoffe werden auch weiterhin die wichtigste Primärenergiequelle sein, denn die erneuerbaren Energien allein werden den wachsenden Bedarf nicht decken können.

Nach Prognosen der Internationalen Energieagentur (IEA) wird Kohle in der Stromerzeugung noch bis 2040 der wichtigste einzelne Energieträger bleiben, wobei die neue Kohlenachfrage zum großen Teil von China, Indien und Südostasien getragen wird. Darüber hinaus ist in der Türkei ebenso wie in Nahost und Nordafrika großes Interesse am Bau und Betrieb von Kohlekraftwerken zu verzeichnen. Nach wie vor entfallen 41?% der weltweiten Stromerzeugung auf Kohle, werden 29?% des Primärenergieverbrauchs mit Kohle gedeckt. Kohle wird auch weiterhin der wichtigste zugängliche und sichere Energierohstoff im Energiemix der Zukunft bleiben.

Zugang zu Energie und Klimaziele sind keine miteinander konkurrierenden Prioritäten. Umweltfreundlichere Kohletechnologien zeigen, dass sich ökologische Notwendigkeiten mit den Zielen allgemeiner Energieverfügbarkeit, Sicherheit der Energieversorgung und sozioökonomischer Entwicklung durchaus vereinbaren lassen. Die Erhöhung der Energieeffizienz ist eine wichtige Entwicklung, die zudem illustriert, dass der Übergang zu modernen Kohleverstromungstechnologien – einschließlich hocheffizienter und emissionsarmer Kohlekraftwerke – eine wichtige Rolle bei der weltweiten Minderung von Emissionen spielt.

In diesem Zusammenhang kommt der Zusammenarbeit zwischen westlichen Staaten und Entwicklungsländern für eine nachhaltige Entwicklung und den Schutz der Umwelt entscheidende Bedeutung zu. In den Entwicklungsländern fehlt es nicht nur an Strom, sondern auch an Expertenwissen zur Lösung der täglichen Probleme im Betrieb und in der Instandhaltung von Kraftwerken, auch kraftwerkschemischer Probleme. Die Veröffentlichungen, Veranstaltungen und Gremien des VGB bieten beste Möglichkeiten, sich mit den verschiedenen Technologien und jeweiligen Anbietern vertraut zu machen, doch sind die meisten Fachfragen, die in den Publikationen und auf den Konferenzen behandelt werden, für Neueinsteiger möglicherweise zu spezifisch. Vielleicht sollten daher spezielle, auf den Bedarf der Entwicklungsländer zugeschnittene Gremien oder Organisationsformen geschaffen werden, in denen die alltäglichen Probleme dieser Länder diskutiert und Lösungen gefunden werden können.

Kurz gesagt: auch wenn die Kohleverstromung in Europa auslaufen und Kraftwerkschemie hier überflüssig werden mag, besteht in den Entwicklungsländern nach wie vor ein starkes Verlangen nach Kohlekraftwerken, wobei die meisten Bauherren neuer Kraftwerke nicht aus dem Energiesektor kommen und es ihnen an kraftwerkstechnischem Know-how, auch auf dem Gebiet der Kraftwerkschemie, fehlt. Hier könnte eine große Chance für den VGB mit seinem Expertennetzwerk liegen, das über die Jahre so wertvolles und umfassendes Know-how angesammelt hat. Auch den Technologieanbietern bieten die Märkte in den Entwicklungsländern zahlreiche Chancen.

Auf dem Gebiet der Kraftwerkschemie bleibt nach wie vor viel zu tun, doch wird es Zeit, den Blick auch auf neue Horizonte zu richten, die Erfordernisse und den Bedarf der Entwicklungsländer zu erkennen und mit diesen Ländern bei der Befriedigung dieses Bedarfs zusammenzuarbeiten.