Kohlekraftwerke als Batterien – Fakultät für Maschinenbau in Belgrad arbeitet an einer innovativen Energielösung

Kohlekraftwerk Kostolac (FotoShutterstock/Zarko Prusac)

Die Fakultät für Maschinenbau entwickelt Lösungen für den Umbau bestehender Kohlekraftwerke zur Energiespeicherung in Verbindung mit Solarkraftwerken und Windgeneratoren. Durch die Anwendung der Lösung und eine Investition von 70 Millionen Euro könnten täglich rund 600 MWh Strom gespeichert werden, erfährt das Portal eKapija.

Dies ist nur eines von 20 Projekten, die vom Wissenschaftsfonds der Republik Serbien im Rahmen des Grünen Programms der Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Wirtschaft unterstützt werden. Das Gesamtbudget der genehmigten Projekte, deren Aufgabe es ist, die Umweltbelastung zu reduzieren, beläuft sich auf 3,5 Millionen Euro. In den nächsten zwei Jahren werden 215 Forscher aus 37 wissenschaftlichen Forschungsorganisationen Lösungen entwickeln, die zur Reduzierung der Luft-, Wasser- und Bodenverschmutzung beitragen.

TPP-RSU: Rekonstruktion von Kohlekraftwerken

Im Rahmen des Projekts „Verbesserung der Betriebsflexibilität dekarbonisierter Kohlekraftwerke mit Wärmespeicherung zur Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energiequellen“ (Akronym TPP-RSU) werden Möglichkeiten erkundet und Lösungen für den Umbau bestehender Kohlekraftwerke erarbeitet, um ihre Flexibilität und Energieakkumulation im gekoppelten Betrieb mit Solarkraftwerken und Windgeneratoren zu erhöhen, deren Produktionsleistung von den Wetterbedingungen abhängt und extrem schwankt.

Wie Projektleiter Dr. Vladimir D. Stevanović gegenüber dem Portal eKapija verriet, wird geschätzt, dass durch die Anwendung der im Rahmen des TPP-RSU-Projekts entwickelten Lösung und mit einer Investition von rund 70 Mio. Euro täglich rund 600 MWh Strom in Serbien gespeichert werden könnten.

Die technischen und technologischen Lösungen, die im Rahmen des Projekts entwickelt werden, für dessen Umsetzung die Fakultät für Maschinenbau der Universität Belgrad zuständig ist, basieren auf dem innovativen Einsatz von Dampfspeichern in den Dampfblöcken von Kohlekraftwerken. Sie ermöglichen eine erhebliche Akkumulation von Energie in Zeiten, in denen die Fülle an erneuerbaren Quellen in Verbindung mit anderen Produktionskapazitäten den Bedarf der Verbraucher übersteigt, d.h. die Nutzung der gespeicherten Energie zur Leistungssteigerung von Wärmekraftwerken in Zeiten, in denen die Fülle an erneuerbaren Energiequellen reduziert ist, verrät der Projektleiter.

- Auf diese Weise lassen sich täglich erhebliche Strommengen indirekt akkumulieren, wobei die Akkumulierungskosten mit den Akkumulierungskosten heutiger Standardlösungen mit Pumpspeicherkraftwerken vergleichbar und deutlich geringer als die Akkumulierungskosten mittels elektrochemischer Batterien bzw durch Wasserstoffproduktion sind - sagt Dr. Vladimir D. Stevanović.

Es wird geschätzt, dass in einem Wärmekraftwerk mit einer Nennleistung von 600 MW bis zu 100 MWh Strom akkumuliert werden können, der während eines Zeitraums von 24 Stunden verfügbar wäre. Die Investitionen werden auf 100 EUR/kWh geschätzt, was, wie unser Gesprächspartner feststellt, auf dem Niveau oder sogar niedriger als die Investitionskosten von Pumpspeicherkraftwerken (deren Kosten stark vom Standort abhängen) und deutlich niedriger als die Investitionskosten elektrochemischer Batterien liegt, deren Investitionskosten mehrere hundert oder sogar tausend EUR/MWh übersteigen (je nach Typ, verfügbarer Kapazität und anderen Eigenschaften der Batterien).

- Auf der Ebene des Stromnetzes Serbiens wird geschätzt, dass durch die Anwendung der im Rahmen des TPP-RSU-Projekts entwickelten Lösung täglich etwa 600 MWh Strom mit einer Investition von etwa 70 Millionen Euro gespeichert werden können - behauptet unser Gesprächspartner.

Darüber hinaus werden im Rahmen des TPP-RSU-Projekts die Möglichkeiten der Dekarbonisierung von Wärmekraftwerken durch die Mitverbrennung von Kohle mit „grünen“ Brennstoffen wie Biomasse, Biogas, Wasserstoff oder Ammoniak sowie die Einführung von Technologien zur Gewinnung von Kohlendioxid aus Rauchgasen und dessen Speicherung untersucht.

- Der Entwicklungsstand der genannten Technologien weltweit, die Investitionskosten und die Auswirkungen ihrer Anwendung werden im Vergleich zur Abschaltung bestehender Kohlekraftwerke und der Anwendung neuer fortschrittlicher Technologien wie neue Kraftwerke auf „grünen“ Kraftstoffen, die Anwendung des Wasserstoffkreislaufs, ein deutlicher Ausbau erneuerbarer Energiequellen mit Speichermöglichkeiten, Einführung der Kernenergie usw überprüft. Bei der Umsetzung des Projekts werden die notwendigen Investitionskosten für die Dekarbonisierung von Kohlekraftwerken abgeschätzt, teilweise durch die Mitverbrennung von Kohle mit „grünen“ Brennstoffen oder durch den vollständigen Einsatz von Technologien zur Gewinnung und Speicherung von Kohlendioxid - sagt Dr. Vladimir D. Stevanović.

Eine Abschaltung von Kohlekraftwerken „über Nacht“ ist nicht möglich

Obwohl die Grüne Agenda die Abschaltung von Kohlekraftwerken vorschreibt, erklärt unser Gesprächspartner, dass eine Abschaltung „über Nacht“ und eine vollständige Umstellung auf erneuerbare Energiequellen in Kombination mit oder ohne Kernenergie weder in Serbien noch in anderen entwickelteren Ländern möglich sei, die Kohle zur Stromerzeugung nutzen.

- Ein solches Szenario würde bedeuten, dass man auf einen erheblichen Stromimport angewiesen wäre, sofern dieser überhaupt für den Import verfügbar wäre, und das würde auch Energieunsicherheit bedeuten. In der Übergangszeit, die mehrere Jahrzehnte dauern wird, sollen durch Umbau, Revitalisierung und Modernisierung der bestehenden Kohlekraftwerke deren Effizienz und Flexibilität erhöht und Energiespeichersysteme installiert werden, die zusammen mit der verfügbaren Flexibilität und Speichermöglichkeiten der Pumpspeicherkraftwerke mit der möglichen Entwicklung des Wasserstoffkreislaufs und der Anwendung der Kernenergie eine deutliche Steigerung des Anteils von Solarkraftwerken und Windgeneratoren an der Stromerzeugung ermöglichen werden - betont unser Gesprächspartner.

Ihm zufolge kann eine erhebliche Dekarbonisierung von Kohlekraftwerken durch den teilweisen Ersatz von Kohle durch andere „grüne“ Brennstoffe und die Installation eines Systems zur Gewinnung von Kohlendioxid aus Rauchgasen und dessen Speicherung erreicht werden.

- In einem solchen Energiemix sollte die optimale Lösung für die Dekarbonisierung des serbischen Stromsystems gesucht werden. Einige Elemente solcher strategischen Überlegungen werden durch die Ergebnisse des TPP-RSU-Projekts geliefert - schließt Dr. Vladimir D. Stevanović.

M. Dedić