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Kraftwerk

Freisetzung des technologischen Potenzials durch Regulierung: Umweltverschmutzung beseitigen

5. Mai 2023 Arbeitsbereich: CO2-abscheidung, Kraftwerke

Während wir uns dafür einsetzen, dass die US-Umweltbehörde EPA auf CO2-abscheidung basierende Treibhausgasemissionsnormen für mit fossilen Brennstoffen betriebene Kraftwerke erlässt, wird immer wieder eine Frage gestellt: Wie viele Kraftwerke in den USA sind heute mit CO2-abscheidung ausgestattet? Diese Frage geht am Thema vorbei - nicht nur rechtlich, sondern auch in praktischer und technischer Hinsicht. Die Geschichte zeigt, dass Möglichkeiten zur Verringerung der Umweltverschmutzung entwickelt werden können, die verfügbar und kosteneffektiv sind, aber in den Regalen verstauben, bis eine Verordnung oder ein Anreiz eine Industrie dazu zwingt, ihre Umweltverschmutzung zu reduzieren. Dies geschah in den USA mit Schwefeldioxid-Wäschern, die dank der 1971 erlassenen Emissionsvorschriften heute weit verbreitet sind. Und heute gibt es genügend Beweise dafür, dass die EPA dieCO2-Emissionsnormen auf das stützen kann, was mit der CO2-abscheidung und Sequestrierungstechnologie (CCS) erreicht werden kann, wodurch endlich das Potenzial zur Verringerung der Umweltverschmutzung ausgeschöpft würde. 

Ein Typ von CO2-abscheidung - der am weitesten entwickelte - ist die Nachverbrennungsabscheidung. Dabei handelt es sich um einen Kohlenstoffwäscher mit sehr ähnlichen Eigenschaften wie die Rauchgasentschwefelungswäscher (FGD), auf denen die EPA seit den 1970er Jahren ihre Schwefelstandards aufbaut. Sowohl Kohlenstoff- als auch Schwefelwäscher sind End-of-the-Pipe-Technologien, die schädliche Emissionen aus den Rauchgasen entfernen, um sie anschließend zu lagern oder zu entsorgen. Folglich bietet die Geschichte der Schwefelwäscher und der Regulierung eine treffende historische Analogie zum gegenwärtigen Zeitpunkt.  

Wie die Kohlenstoffwäscher war auch die Schwefelwäschertechnologie jahrzehntelang erprobt worden, und die Bundesbehörden hatten entsprechende Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durchgeführt. Doch 1971, vor der Einführung der Schwefelstandards, gab es nur drei kommerzielle Wäscheranlagen in US-Kraftwerken und nur einen Anbieter dieser Technologie. Ende der 1970er Jahre waren aufgrund der Normen etwa 119 Schwefelwäscher installiert, im Bau oder in der Planung, und 16 Anbieter boten die Technologie an. Im Vergleich dazu sind ohne Normen und erst kürzlich erweiterte Anreize Kohlenstoffwäscher derzeit in vier Kraftwerken in den USA installiert, und es gibt 13 Anbieter, die Post-Combustion Capture für kohle- und gasbefeuerte Kraftwerke anbieten. Mit den richtigen Vorschriften könnte sich diese Zahl deutlich erhöhen, was einen großen Fortschritt bei der Reduzierung der Emissionen in den USA bedeuten würde. 

Als die ersten Schwefeldioxidnormen festgelegt wurden, behaupteten die Versorgungsunternehmen, dass die Schwefelwäscher nicht ausreichend nachgewiesen seien, um die Grundlage für die Normen zu bilden. Kommt Ihnen das bekannt vor? Die Versorgungsunternehmen fochten die Vorschriften vor Gericht an, doch unter Berücksichtigung von Tests der Kontrollsysteme, Forschungsergebnissen und Herstellererklärungen entschied der D.C. Circuit, dass der von der EPA festgelegte Emissionswert ausreichend nachgewiesen, erreichbar und "das Ergebnis einer begründeten Entscheidung" war. Die Normen hatten Bestand, und die EPA berücksichtigte bei der Festlegung der Schwefeldioxid-Emissionswerte auch in den kommenden Jahren die Wäscher. Mitte der 1980er Jahre stellte die EPA fest, dass Schwefelwäscher "kommerziell etabliert und von der US-Versorgungsindustrie akzeptiert waren - eine völlige Kehrtwende gegenüber der Wahrnehmung nur ein Jahrzehnt zuvor". 

Einige Jahre nach der Festlegung der Schwefelstandards führte die EPA eine Reihe von Anhörungen mit der Versorgungsindustrie durch, um herauszufinden, warum die Technologie nicht früher eingesetzt wurde. Die Behörde stellte fest, dass es den Versorgungsunternehmen im Allgemeinen an einem echten Anreiz zur Entwicklung von Wäschern ohne Emissionsanforderungen und an einem Gewinnanreiz zur Entwicklung und Installation dieser Systeme fehlte. Emissionsnormen boten diesen Anreiz. 

Die Wäschertechnologie wurde weiter verbessert - und die Kosten sanken weiter - als die EPA die Schwefeldioxidverschmutzung im Laufe der Jahre weiter regulierte, auch um das Problem des sauren Regens zu lösen. Über einen Zeitraum von zwei Jahrzehnten sanken die Kosten für Wäscher um die Hälfte, während die Fähigkeit der Technologie, Schwefeldioxid zu entfernen, von 70 % auf über 95 % anstieg. Dieser "Learning by doing"-Ansatz erfüllte den zukunftsweisenden und technologiebestimmenden Auftrag des Clean Air Act, und heute gelangen 93 % der Schwefelemissionen von Kraftwerken nicht in die Atmosphäre. 

Nachverbrennungs-Kohlenstoffwäscher ( CO2-abscheidung) sind traditionelle Verschmutzungskontrollen, die sich heute viel besser bewährt haben und auf der Lernkurve weiter fortgeschritten sind als Schwefelwäscher vor der Einführung von Normen. Die EPA befindet sich auf einer soliden rechtlichen Grundlage, wenn sie die Normen auf CCS stützt. Die Geschichte lehrt uns, dass die Einführung schnell vonstatten gehen kann, dass die Technologiekosten weiter sinken werden und - was am wichtigsten ist - dass dadurch die Klimabelastung erheblich reduziert wird.  

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