Search

Der vorliegende Schlußbericht "Status der CO$_{2}$-Entsorgungstechniken" beschreibt sowohl deninternationalen Stand der Arbeiten bis Ende 1992 auf dem Gebiet der CO$_{2}$-Abtrennung und-Entsorgung als auch eigene Forschungsergebnisse, die 1991/92 unter dem Zeichen Z/A - 78gefördert wurden. Da letztere fortlaufend an internationalen Tagungen, Workshops und inwissenschaftlichen Zeitschriften publiziert wurden, wird im Text nur auf das Wesentlicheeingegangen. Ein ausführliches Literaturverzeichnis dokumentiert die publizierten Arbeiten.Eine CO$_{2}$-Entsorgungstechnik besteht grundsätzlich aus zwei Schritten: der $\textbf{Abtrennung}$ desCO$_{2}$ aus einem fossilen Verbrennungsprozeß und seiner $\textbf{Endlagerung}$ außerhalb derAtmosphäre, so daß dieses Treibhausgas, das für rd. die Hälfte des Treibhauseffektes allerTreibhausgase verantwortlich ist, nicht klimawirksam werden kann.Gelänge eine technische Lösung in diesem Sinne, die auch ökonomisch und ökologischakzeptierbar wäre, so müßte das CO$_{2}$-Klimatreibhausproblem nicht das "Aus" für fossileBrennstoffe - zumindest für eine Übergangszeit von 50 - 100 Jahren - bedeuten. Den tieferenSinn einer CO$_{2}$-Entsorgungsstrategie sieht der Autor deshalb darin, Zeit für den Übergang zueiner nicht-fossilen Energieära zu gewinnen, in der Energieerzeugungsprozesse grundsätzlichohne Durchschleusung von Kohlenstoffatomen in einem offenen Brennstoffzyklus stattfinden.Das Ressourcenproblem stellt in dieser Übergangsphase, insbesondere wenn vermehrt Kohlegenutzt würde, kein relevanter Faktor dar.Klimatologische Abschätzungen haben gezeigt, daß die Industriestaaten aufgrund desberechtigten Nachholbedarfs der Entwicklungsländer $\textbf{überproportinal}$ an einer zukünftigenReduktion der CO$_{2}$-Emissionen beteiligt werden müßten. Im Falle Deutschlands könnte dieszu einer CO$_{2}$-Minderemission von bis zu 80 % im Jahre 2050 führen. Effizienzsteigerungenvon Wärme-Kraftmaschinen, die noch aufgrund des Zweiten Hauptsatzes möglich sind,können dieses Ziele prinzipiell nicht erreichen. Die Nützung der fossilen Brennstoffe mußdaher auf lange Sicht mit einer "CO$_{2}$-Nullemission" - und zwar nicht nur im Kraftwerkssektor,sondern auch im Verkehrssektor und Wärmemarkt - einhergehen. [...]

Elektroenergie und Fernwärme sind leitungs gebundene Endenergieträger mit herausragendenNutzungseigenschaften, darunter völliger Emissionsfreiheit beim Anwender. Ihre Erzeugung istunter Einsatz spezifischer Umwandlungstechniken auf der Grundlage sehr unterschiedlicherPrimärenergiequellen möglich und üblich. Besonders von der Art der Primärenergie, aber auchvon der Güte der verwendeten Umwandlungstechnik hängt es ab, welche Luftschadstoffe sowieklimarelevanten Gase bei der Erzeugung emittiert werden, und mit welchem Wirkungsgrad bzw.welchem Abwärmeemissionen ihre Erzeugung letztlich erfolgt.Im Basisjahr des IKARUS-Projektes 1989 waren Elektroenergie und Fernwärme in Deutschland(alte und neue Bundesländer) mit Anteilen von 17,3 % bzw. 4,2 % an der Deckung desgesamten Endenergiebedarfs beteiligt. Für ihre Erzeugung mußten rund 43 % derenergetisch genutzten Primärenergieträger eingesetzt werden, wobei 33 % aller energiebedingtenEmissionen an CO2 sowie etwa 71 % der entsprechenden Emissionen an S02 und 23 % an NOxanfielen. Die Brutto-Stromerzeugung beruhte zu 82,2 % (ABL) auf Stein- und Braunkohlen(einschließlich fester Veredelungsprodukte) sowie Kernenergie und wurde überwiegend vonleistungsstarken Erzeugeranlagen im Rahmen einer entsprechend entwickelten Verteilungsinfrastrukturerbracht. Gerade diese leistungsfahigen Anlagen und Systeme, die heute das Rückgratder Strom- und Fernwärmeversorgung bilden, sind vom Standpunkt künftiger Emissionsminderungin verschiedener Hinsicht von besonderem Interesse.Erstens bieten sich Möglichkeiten, im Rahmen der Modernisierung und teilweisen Erneuerungfossil befeuerter Anlagen die Umwandlungswirkungsgrade durch technische Maßnahmen weiterzu erhöhen, Kraft-Wärme-Kopplung auszudehnen sowie klassische Luftschadstoffe, die z. T. auchals Treibhausgase relevant sind, durch Filter und andere Rückhaltemaßnahmen zu mindern. Dabeiist einerseits zu fragen, mit welchem Aufwand welche Minderungseffekte zu erzielen sind.Andererseits ergibt sich die Frage, wie stabil die äußeren Rahmenbedingungen während derAnlagenlebensdauer der gewählten Lösung sind, wie sich gegebenenfalls Brennstoffpreise undandere Kostenkomponenten verändern oder Minderungsanforderungen erheblich verschärfenwerden, und welche Reaktionsmöglichkeiten die jeweilige Lösung dann bietet.Zweitens ist die gegenwärtige zentralisierte Elektroenergie- und Fernwärmeversorgung absehbardas einzige Feld, um praktisch emissionsfreie Kernenergieanlagen einsetzen zu können. Dies istmöglich sowohl im Rahmen eines eventuellen Bedarfszuwachses, als auch des altersbedingtenKapazitätsersatzes konventioneller Anlagen. Es bleibt allerdings zu fragen, was für nukleare

Elektroenergie und Fernwärme sind leitungs gebundene Endenergieträger mit herausragendenNutzungseigenschaften, darunter völliger Emissionsfreiheit beim Anwender. Ihre Erzeugung istunter Einsatz spezifischer Umwandlungstechniken auf der Grundlage sehr unterschiedlicherPrimärenergiequellen möglich und üblich. Besonders von der Art der Primärenergie, aber auchvon der Güte der verwendeten Umwandlungstechnik hängt es ab, welche Luftschadstoffe sowieklimarelevanten Gase bei der Erzeugung emittiert werden, und mit welchem Wirkungsgrad bzw.welchem Abwärmeemissionen ihre Erzeugung letztlich erfolgt.Im Basisjahr des IKARUS-Projektes 1989 waren Elektroenergie und Fernwärme in Deutschland(alte und neue Bundesländer) mit Anteilen von 17,3 % bzw. 4,2 % an der Deckung desgesamten Endenergiebedarfs beteiligt. Für ihre Erzeugung mußten rund 43 % derenergetisch genutzten Primärenergieträger eingesetzt werden, wobei 33 % aller energiebedingtenEmissionen an CO$_{2}$ sowie etwa 71 % der entsprechenden Emissionen an S02 und 23 % an NO$_{x}$anfielen. Die Brutto-Stromerzeugung beruhte zu 82,2 % (ABL) auf Stein- und Braunkohlen(einschließlich fester Veredelungsprodukte) sowie Kernenergie und wurde überwiegend vonleistungsstarken Erzeugeranlagen im Rahmen einer entsprechend entwickelten Verteilungsinfrastrukturerbracht. Gerade diese leistungsfähigen Anlagen und Systeme, die heute das Rückgratder Strom- und Fernwärmeversorgung bilden, sind vom Standpunkt künftiger Emissionsminderungin verschiedener Hinsicht von besonderem Interesse.Erstens bieten sich Möglichkeiten, im Rahmen der Modernisierung und teilweisen Erneuerungfossil befeuerter Anlagen die Umwandlungswirkungsgrade durch technische Maßnahmen weiterzu erhöhen, Kraft-Wärme-Kopplung auszudehnen sowie klassische Luftschadstoffe, die z. T. auchals Treibhausgase relevant sind, durch Filter und andere Rückhaltemaßnahmen zu mindern. Dabeiist einerseits zu fragen, mit welchem Aufwand welche Minderungseffekte zu erzielen sind.Andererseits ergibt sich die Frage, wie stabil die äußeren Rahmenbedingungen während derAnlagenlebensdauer der gewählten Lösung sind, wie sich gegebenenfalls Brennstoffpreise undandere Kostenkomponenten verändern oder Minderungsanforderungen erheblich verschärfenwerden, und welche Reaktionsmöglichkeiten die jeweilige Lösung dann bietet.Zweitens ist die gegenwärtige zentralisierte Elektroenergie- und Fernwärmeversorgung absehbardas einzige Feld, um praktisch emissionsfreie Kernenergieanlagen einsetzen zu können. Dies istmöglich sowohl im Rahmen eines eventuellen Bedarfszuwachses, als auch des altersbedingtenKapazitätsersatzes konventioneller Anlagen. Es bleibt allerdings zu fragen, was für nukleare [...]