VGB-Initiative Hgcap - Weitere Reduzierung der Quecksilberemissionen von Kohlekraftwerken

Mit der Initiative Hgcap bündelt VGB PowerTech die Aktivitäten der Kraftwerksbetreiber zur Erforschung und Erprobung von Abscheidetechnologien für eine weitere Minderung von Quecksilberemissionen.

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Positionspapier

I Einführung

1 Vorbemerkung

Deutschland hat den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien und eine ambitionierte Reduzierung der CO2-Emissionen beschlossen. Dies betrifft neben den Bereichen Verkehr und Gebäude vor allem die Strom- und Wärmeerzeugung. In dem Maße, in dem die erneuerbaren Energien ihren Anteil an der Stromerzeugung steigern, wird die Nutzung anderer Energieträger sukzessive zurückgehen. Gleichwohl kann die deutsche Stromversorgung wegen der hohen Volatilität der Erneuerbaren und fehlenden, zusätzlich notwendigen, großtechnischen Stromspeichern absehbar nicht auf die Stromerzeugung aus fossilen Energieträgern in konventionellen Anlagen verzichten. Konventionelle Kraftwerke sind in der Strom- und Wärmeversorgung im Hinblick auf die Versorgungssicherheit unverzichtbar, insbesondere in den Zeiten, in denen die Erzeugung auf Basis erneuerbarer Energien aufgrund natürlicher Einflüsse wie Tageszeit und Wetter nur einen geringen oder keinen Beitrag zur Versorgung leisten kann. Als Beitrag zu Versorgungssicherheit und Wettbewerbsfähigkeit des Standortes Deutschland ist daher ein ausgewogener Brennstoffmix in der konventionellen Stromerzeugung zu erhalten. Dies umfasst auch den Einsatz von Stein- und Braunkohle als eine der wichtigen Säulen. Dabei erfolgt die Stromerzeugung aus Kohle nach gesetzlich festgelegten Umweltstandards und unter Einsatz bester verfügbarer Techniken (BVT) zur Verminderung von Emissionen, u. a. auch Quecksilber.

Die besten verfügbaren Techniken sind dabei definiert als diejenigen Technologien oder Betriebsweisen eines Kraftwerks, die in der technischen und wirtschaftlichen Abwägung wirksam zur Erreichung eines allgemein hohen Schutzniveaus für die Umwelt insgesamt beitragen.

Entsprechend geeignete Technologien müssen daher unter Berücksichtigung der anlagen- und brennstoffspezifischen Gegebenheiten des jeweiligen Kraftwerks ausgewählt werden. Der Stand der Technik ist insoweit bei der Minderung von Quecksilber nicht durch eine bestimmte Technologie, sondern durch einzelfallbezogene Lösungen im Rahmen der BVT-Bandbreiten gekennzeichnet. Dabei sind im Sinne einer ganzheitlichen Optimierung der Abscheidung die gesamte Prozesskette des Kraftwerks und alle betroffenen Umweltmedien (Luft, Wasser, Boden) zu betrachten. Dies soll ausschließen, dass es durch bestimmte Abscheidetechnologien nur zu Verlagerungen zwischen den Medien kommt. Luft- und Wasserpfad sowie Kraftwerksnebenprodukte und Abfälle sind daher gleichermaßen Gegenstand der Betrachtung.

2 Rahmenbedingungen

Das Bemühen um ein hohes Maß an Umweltverträglichkeit ist eine permanente unternehmerische Aufgabe. Wesentliche Rahmenbedingungen werden dabei durch den Gesetzgeber festgelegt. Durch die gesetzliche Vorgabe von Emissionsgrenzwerten wird die Vorsorge vor allem hinsichtlich des Gesundheits- und Umweltschutzes gewährleistet.

Für die Luftschadstoffemissionen der deutschen Kraftwerke sind vor allem das Bundesimmissionsschutzgesetz und hier insbesondere die Großfeuerungsanlagenverordnung (13. BImSchV; Bundes-Immissionsschutzverordnung) maßgeblich. Letztere enthält Vorgaben für Emissionsgrenzwerte (u. a. als Jahres- und Tagesmittelwerte) sowie zur Emissionsmessung und Auswertung der Ergebnisse.

Deutschland verfügt bereits heute über strenge Quecksilber-Emissionsgrenzwerte und ist innerhalb der EU sowie global einer der Vorreiter. Aktuell liegen die, zuletzt im Jahr 2013 überprüften, Vorgaben für Quecksilber bei 30 µg/Nm3 im Abgas (Tagesmittel). Ab 2019 ist zusätzlich ein Jahresmittelwert von 10 µg/Nm3 einzuhalten.

Quecksilber wird mit den heute im Einsatz befindlichen Techniken zur Rauchgasreinigung bereits zu einem hohen Maß aus dem Rauchgas abgeschieden. Seit 1990 wurden die Quecksilberemissionen, d. h. der Ausstoß von Quecksilber, in Deutschland um ca. 68 % reduziert. Einen maßgeblichen Beitrag dazu haben die Kohlekraftwerke geleistet. Dabei liegen die in der Außenluft gemessenen Konzentrationen in Deutschland deutlich unter den zulässigen Immissionswerten. So bewegten sich die Quecksilberimmissionen, auch in der Umgebung von Kohlekraftwerken, laut Bundesumweltministerium (BMUB: Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit), zwischen 1 und 2 ng/Nm3 (0,002 µg/Nm3). Sie liegen damit deutlich unter dem von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfohlenen Immissionswert für Außenluft von 50 ng/Nm3 (0,05 µg/Nm3).

Europaweite Vorgaben für das nationale Immissionsschutzrecht werden durch die EU-Industrie-Emissionsrichtlinie gesetzt. Die darin enthaltenen Emissionsvorgaben für Großfeuerungsanlagen wurden im Rahmen des sogenannten BREF-LCP-Prozesses (Best available techniques Reference document, LCP: Large Combustion Plants) auf europäischer Ebene anhand des Stands der besten verfügbaren Techniken überprüft. Das von der EU-Kommission damit beauftragte IPPC-Büro (Integrated Pollution Prevention and Control Bureau) in Sevilla hat hierzu einen Abschlussbericht vorgelegt (http://eippcb.jrc.ec.europa.eu/reference/lcp.html). Nach Verabschiedung der aktualisierten Emissionsvorgaben durch die Mitgliedstaaten in den europäischen Gremien wurden sie im EU-Amtsblatt am 17.08.2017 veröffentlicht. Erstmalig wird als Ergebnis auch eine EU-weit verbindlich einzuhaltende Emissionsvorgabe für Quecksilber in Form von Bandbreiten eingeführt. Diese sind für bestehende Großfeuerungsanlagen mit einer Feuerungswärmeleistung > 300 MWth im Bereich von < 1 bis 4 μg/Nm3 für Steinkohlekraftwerke und von < 1 bis 7 μg/Nm3 für Braunkohlenkraftwerke (Jahresmittelwerte).

Die endgültigen Emissionsbandbreiten müssen im nächsten Schritt durch die Behörden oder den Gesetzgeber der einzelnen Mitgliedstaaten in Grenzwerte überführt werden. Die Emissionsbandbreiten des neuen BREF-LCP sind spätestens vier Jahre nach ihrer Veröffentlichung im EU-Amtsblatt – also ab 2021 – von Großfeuerungsanlagen einzuhalten.

Optimierung der Quecksilberabscheidung

Mit Kohlekraftwerken leisten die deutschen Kraftwerksbetreiber einen wichtigen Beitrag für eine sichere und wettbewerbsfähige Energieversorgung. Dabei sind sie sich ihrer Verantwortung bewusst, in ihren Anlagen zur Emissionsminderung die besten verfügbaren Techniken einzusetzen. Dies gilt auch für die Abscheidung von Quecksilber.

Unabhängig vom BREF-LCP-Prozess und der vorgeschlagenen Reduzierung der Grenzwerte in Deutschland erforschen daher die bei VGB PowerTech vertretenen Unternehmen bereits seit mehreren Jahren intensiv Optimierungsmöglichkeiten und neue technische Verfahren zur Quecksilberabscheidung. Die Forschungsprojekte und Entwicklungsarbeiten sind aufgrund der komplexen Zusammenhänge beim Quecksilber zeitaufwendig und auch in Bezug auf ihre anlagenspezifische Ausgestaltung noch nicht abgeschlossen. Geeignete Technologien werden mit Erprobung und Validierung bis hin zur großtechnischen Umsetzung mit Auslegungs- und Genehmigungsplanung nicht kurzfristig zur Verfügung stehen.

Mit der VGB-Initiative Hgcap will der VGB PowerTech zusammen mit den Kraftwerksbetreibern zu einer Objektivierung und Versachlichung der Debatte beitragen sowie eine angemessene Umsetzung der Ergebnisse des BREF-LCP-Prozesses erreichen.
Mit der nachstehenden Erklärung der Initiative Hgcap dokumentieren die Kraftwerksbetreiber im europäischen technischen Fachverband VGB ihren Willen, diese Arbeiten fortzusetzen und unter dem Dach des VGB zu intensivieren und zu kommunizieren.

3 VGB-Initiative Hgcap

Quecksilberemissionen aus Kohlekraftwerken - VGB-Initiative Hgcap

Der Einsatz von fossilen Energieträgern in der Strom- und Wärmeerzeugung, insbesondere von Stein- und Braunkohle, wird als Partner der erneuerbaren Energien in Deutschland weiterhin einen wichtigen Beitrag zu einer sicheren und wettbewerbsfähigen Energieversorgung leisten.

Die im VGB PowerTech zusammengeschlossenen Betreiber von fossil gefeuerten Kraftwerken bekennen sich dazu, sich für eine weitere Verbesserung der Abscheidung des aus dem Brennstoff freigesetzten Quecksilbers einzusetzen. Dabei können sie auf umfangreiche Erfahrungen zurückgreifen und haben einen ersten wichtigen Schritt in diese Richtung bereits unternommen:

Die Quecksilberemissionen der Kohlekraftwerke wurden in den letzten 25 Jahren durch verbesserte Abscheidungstechnologien bereits um über 60 % reduziert.

Um eine weitere Minderung der Quecksilberemissionen voranzutreiben, haben die im VGB zusammengeschlossenen Betreiber wichtige Aktivitäten zur Erforschung und Erprobung neuer Abscheidetechnologien ergriffen. Diese werden fortgesetzt und intensiviert. Gemeinsame Schwerpunkte der weiteren Bemühungen für eine Minderung der Quecksilberemissionen sind:

  • Analyse aller, auch neuer Technologien zur Abscheidung des Quecksilbers aus dem Rauchgas und dem Abwasser der Kraftwerke.
  • Bewertung der Technologien im Hinblick auf anlagen- und betriebsspezifische technische Randbedingungen.
  • Bewertung der Technologien im Hinblick auf eine weiterhin uneingeschränkte Verwendbarkeit der Kraftwerksnebenprodukte als Roh- und Baustoffe im Wirtschaftskreislauf.
  • Bewertung der Technologien im Hinblick auf die Verwertung und Entsorgung der anfallenden Abfälle.
  • Adaption verschiedener Technologien an spezifische Bedingungen von Anlagen im Rahmen von Forschung und Entwicklung.

Mit dem Ziel einer verbesserten Quecksilberabscheidung werden die Unternehmen und VGB PowerTech sowohl den Wissens- und Erfahrungsaustausch untereinander als auch den Austausch mit Wissenschaft und Politik sicherstellen. Gleichzeitig wird die Information der Öffentlichkeit zu diesen Aktivitäten intensiviert.

Dabei setzen sich VGB PowerTech und die Unternehmen für eine Versachlichung der öffentlichen Debatte über industrielle Quecksilberemissionen ein. Im Hinblick auf die Weiterentwicklung der gesetzlichen Rahmenbedingungen fordern die Unternehmen und der VGB PowerTech eine angemessene Festlegung von Grenzwerten auf Basis der europäischen Vorgaben sowie einen angemessenen Zeitraum zur Etablierung geeigneter und effizienter Verfahren.