Unterirdische Kohlevergasung - bald auch in Wyoming?
Nach jahrelangem Gerede werden die Dinge allmählich real: Die Entwickler schauen Pionierarbeit bei der unterirdischen Kohlevergasung ("UCG"Projekte in Wyoming. Einige sehen diese Projekte als erste Schritte auf dem Weg zur Erzeugung wirklich sauberer Energie aus Kohle, während andere sie als unnötige, riskante Experimente betrachten. Was ist die Wahrheit? Gehen wir den Fragen auf den Grund.
Zunächst einige unangenehme Fakten. Die Nutzung fossiler Brennstoffe hat weltweit dramatisch zugenommen (Chinas Kohlekraftwerkspark, der größtenteils in den letzten 10 Jahren gebaut wurde, ist heute mehr als doppelt so groß wie der der USA) und wird wahrscheinlich weiter zunehmen (allein in Südasien warten 600 Millionen Menschen - etwa doppelt so viele wie in den USA - auf Zugang zu Strom). Selbst in Mitteleuropa erwägt Deutschland in seiner Eile, aus der Kernenergie auszusteigen, den Bau weiterer Kohlekraftwerke stattdessen. Und in den USA, wo der Einsatz von Kohle leicht zurückgegangen ist, hat ein anderer einfacher fossiler Brennstoff - Erdgas - den Rückstand aufgeholt, mit begrenzten Treibhausgasvorteile.
Viele umweltbewusste Menschen schlagen vor, dass sich die Zivilisation vollständig von fossilen Brennstoffen (und der Kernkraft) verabschieden sollte. Aber wenn Experten die rechnetstellen sie fest, dass Vorschläge, die Zivilisation ausschließlich mit Sonne, Wind und Wellen zu versorgen, genau das sind, wonach sie klingen - ein Urlaub am Meer, und leider keine plausible Lösung für unsere globale Klimakrise. In Kalifornien wurde kürzlich eine Studie in Kalifornien die Schwierigkeit hervor, selbst das Ziel einer 60-prozentigen Verringerung der Treibhausgasemissionen durch den großzügigen Einsatz erneuerbarer Energien zu erreichen, da Wind und Sonne in den etwa zwei Dritteln des Jahres, in denen sie nicht zur Verfügung stehen, durch Erdgas oder etwas anderes ergänzt werden müssen.
In diesem Zusammenhang spielt die Technologie CO2-abscheidung und Speicherung (CCS) eine wichtige Rolle bei der Behandlung der CO2-Emissionen an der Quelle, so wie Schwefelwäscher in der Vergangenheit zur Verringerung des sauren Regens beigetragen haben. Wir wissen, dass CCS mit fossilen Brennstoffen zusammenarbeiten wird, um Grundlaststrom bereitzustellen, da die Komponenten von CCS-Systeme bereits seit Jahrzehnten im kommerziellen Maßstab in der Industrie eingesetzt werden. Leider erhöht CCS jedoch derzeit die Kosten für die Nutzung fossiler Brennstoffe, und die Verbraucher sind im Allgemeinen nicht bereit, diese zusätzliche Last zu tragen, insbesondere in wirtschaftlich schwierigen Zeiten. An dieser Stelle kommt UCG ins Spiel.
Bei der unterirdischen Kohlevergasung wird Luft (oder Sauerstoff) durch ein Bohrloch in ein tiefes Kohleflöz gepresst, um chemische Reaktionen zu unterstützen, die die Kohle in "Synthesegas" umwandeln (ein gasförmiger Brennstoff, der hauptsächlich Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthält). Dieses Synthesegas wird dann durch weitere Bohrungen abgesaugt und kann als Brennstoff für ein Kraftwerk verwendet werden. CCS kann bei UCG angewandt werden, indem Kohlenstoff mit herkömmlichen Verfahren aus dem Synthesegas entfernt wird (lesen Sie mehr hier) und das CO2 geologisch gebunden wird (mehr hier). Im Falle von UCG können die Kosten hierfür jedoch erheblich niedriger sein, da keine Kohleverarbeitungs- und -aufbereitungsanlagen benötigt werden, kein massiver Stahlvergaser gebaut werden muss und das Rohgas von vornherein wesentlich sauberer sein kann (ein Teil des Schwefels und eine ganze Menge anorganischer Stoffe können beispielsweise unter der Erde bleiben).
Obwohl es sich bei UCG um eine neuartige Technologie handelt, deuten vorläufige Analysen von CATF darauf hin, dass die Kosten für die Erzeugung von UCG-Strom MIT CCS in der Nähe der Kosten für die Stromerzeugung in einem herkömmlichen Kohlekraftwerk ohne CCS liegen. Unsere Analyse ist in der nachstehenden Abbildung zusammengefasst. Wenn sich diese Kosten bewahrheiten, könnte dies ein entscheidender Faktor für die Nutzung von CCS sein, insbesondere in den Entwicklungsländern.
UCG hat auch andere potenzielle Vorteile. Die Kohle, mit der das Verfahren betrieben wird, wird nicht abgebaut, was die Auswirkungen der Energiequelle auf die Oberfläche verringert. Und der räumliche Fußabdruck von UCG-Betrieben könnte erheblich kleiner sein weniger als die Fläche, die für die Gewinnung einer entsprechenden Energiemenge aus Kohleflözmethan und ähnlichen Technologien erforderlich ist. Außerdem kann ein UCG-Projekt je nach den Umständen des einzelnen Projekts ein Nettowassererzeuger und nicht ein Nettowasserverbraucher sein. Aus diesen und weiteren Gründen besteht Grund zu der Annahme, dass UCG ein vielversprechender, kosteneffizienter Weg zu sauberer Kohle sein könnte.
UCG ist jedoch nicht ohne Risiken. Seit den 1950er Jahren gab es mehrere Dutzend kleinerer UCG-Versuche, und in einer Handvoll Fälle kam es zu Grundwasserkontaminationen und Bodensenkungen. Aufgrund dieser Vorgeschichte werden die Gemeinden bei Vorschlägen für neue UCG-Projekte in ihrem Gebiet wahrscheinlich vorsichtig sein. Mehrere Punkte sind hier jedoch wichtig: UCG kann nicht zu unterirdischen Kohlebränden führen (1000 Fuß oder mehr unter der Oberfläche kann nur Sauerstoff, der absichtlich durch ein Bohrloch zugeführt wird, die Verbrennung unterstützen); bei richtiger Durchführung wird UCG nicht zu Oberflächenabsenkungen führen (zum Teil wegen der Tiefe); und schließlich werden neue Standort-Screening- und Betriebs Methoden und Technologien eine bessere Isolierung des Standorts (und damit einen besseren Schutz des Grundwassers) als bei früheren Versuchen.
Es gibt noch viel über die ersten UCG-Projekte in Wyoming zu lernen. Viele Risiken und Vorteile hängen von den Einzelheiten des Standorts ab. Transparenz seitens der Entwickler und der Genehmigungsbehörden wird für die lokalen Gemeinden bei der Bewertung der Projekte mit Sicherheit wichtig sein. Aber das Gesamtbild bleibt bestehen: Wenn wir die Kosten für CCS senken können, haben wir eine viel bessere Chance, den Klimawandel zu verhindern. Die Analyse von CATF deutet darauf hin, dass UCG, wenn es sicher betrieben wird, ein entscheidender Teil dieser globalen Bemühungen sein könnte.
