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ENERGIE Wirbel im Kessel

Deutsche Forscher arbeiten daran, umweitschonend Strom aus Kohle zu erzeugen -- mit einem neuartigen Kraftwerkstyp. Alternative für den »Schnellen Brüter«?
aus DER SPIEGEL 52/1977

Verglichen mit dem »Kohlendioxidund Schwefel-Auswurf«, der den Schloten von Kohle-Kraftwerken entströme, sei die Gefahr von Kernkraftwerken »deutlich kleiner«. So schrieb Siemens-Vorstand Bernhard Plettner im Novemberheft der Zeitschrift »Merkur«. Zu ähnlichen Ergebnissen kam die amerikanische Ford-Stiftung in einer gerade veröffentlichten Studie: Kohle-Kraftwerke, so das Ford-Fazit, kosteten ein »beträchtlich höheres Maß an Leben und Gesundheit« als Atomkraftwerke.

Bei einem Kohle-Meiler beispielsweise, dessen Leistung 1000 Megawatt betrage, würden die staubhaltigen Schlotfahnen im Durchschnitt jährlich zwei bis 25 Menschen töten -- hauptsächlich Kinder, Alte und Asthmatiker.

Die Nachbarn eines Kernkraftwerks von gleicher Größe blieben hingegen praktisch unbehelligt. Nur »im pessimistischsten Fall« seien auch unter ihnen Opfer zu gewärtigen. Deren Zahl aber läge auch dann noch unter derjenigen der Kohle-Toten.

»Wir haben es besser als Amerika«, hält Professor Werner Peters, Chef des Kohleforschungs-Instituts in Essen-Kray, dem entgegen. Begründung: Ruhr-Steinkohle, mit der westdeutsche Kohle-Werker 28 Prozent des öffentlichen Stroms erzeugen, ist nur halb so schweflig wie US-Steinkohle (durchschnittlicher Schwefel-Anteil: drei Prozent).

Daneben, so versichert Peters, sei an der Ruhr und anderswo der Kampf gegen den Lungen-Erzfeind Staub gewonnen worden -- Elektrofilter hielten 99,4 Prozent des Ruß-Auswurfs zurück. Peters: »Das grenzt an Klimaanlagen-Qualität.«

Gleichwohl sind es immer noch enorme Schadstoffmengen, die aus deutschen Kohle-Kesseln in die Atmosphäre quellen.

* 90 Millionen Tonnen Kohlendioxid im Jahr tragen zum weltweiten »Treibhaus-Effekt« bei -- mit wachsenden Wüsten und polschmelzender Erwärmung als möglichen Folgen (SPIEGEL 35/ 1977).

* 400 000 Tonnen Schwefeldioxid, die bislang nicht herausgefiltert werden können, verwandeln sich in der Luft teilweise zu Schwefelsäure, die dann mit dem Regen niedergeht und zu Fisch- und Pflanzensterben führen kann. Schwefel, der in Form von Gas erhalten bleibt, verschlimmert Herz- und Lungenleiden.

* Stickoxide, von denen jährlich 200 000 Tonnen aus Kohle-Kraftwerken entweichen, reichem sich gleichfalls, im Regen an -- als ätzende Salpetersäure. In der Atemluft, etwa bei Smog, greift das Gas bei Mensch und Tier die Lungenzellen an.

Mit einem Jahres-Budget von zehn Millionen Mark sind nun in Essen-Kray 300 Kohleforscher dabei, auch solche Atemgifte noch aus der Kraftwerks-Abluft zu entfernen. Kohle-Mann Peters: »Unser Aufschwung ist enorm.«

So entwickelten die Filter-Spezialisten Karl Knoblauch und Jürgen Klein einen Reinigungs-Reaktor, mit dem sich die Schlotgase bis zu 90 Prozent entschwefeln lassen. Allenfalls 30 Prozent konnten bei der bisher praktizierten Kohlewäsche weggespült werden.

Was der Essener Reaktor mit seinem Aktivkohle-Filter zurückhält, soll dann im nächsten Gang veredelt werden: Reduktionsgase wandeln das abgetrennte Schwefeldioxid in reinen Schwefel um -- einen Rohstoff, von dem die deutsche Großchemie mehr als die Hälfte ihres Bedarfs einführen muß. Einen Versuchstyp ihres Reinigungs-Reaktors haben die Essener Entschwefler unlängst auf dem Gelände des Steag-Kraftwerks Kellermann in Lünen angefahren.

Allerdings: »Schon in den neunziger Jahren«, so deutet Kohleforscher Peters an, wäre auch der Aktivkohle-Reaktor altes Eisen -- falls es den Kohle-Technikern gelingt, ein neuartiges Verfahren zur Stromerzeugung aus Kohle zu entwickeln: das sogenannte Wirbelschicht-Kraftwerk.

Luft, die durch den Boden des Kessels eingeblasen wird, verwirbelt darin eine meterhohe Kohleschicht, die freischwebend und gleichmäßig verbrennt. Dampfrohre' die in den Feuerwirbel ragen, übertragen die Wärme sodann zur Turbine.

Dieses »umgekehrte Tauchsiederprinzip« mache »technologisch keine Schwierigkeiten«, versichert Dr. Peters:

* Mit einem Schauphoto des Schlotgas-Reinigungsreaktors Lünen.

35 Millionen Mark, die der erste Demonstrationsversuch in Bottrop 1979 kosten wird, seien eine »sichere Investition«.

Vor allem aber müßte sie die Atom-Kraftmeier alarmieren:

* Der neue Kraftwerkstyp würde den Wirkungsgrad der Kohle-Meiler von derzeit 40 auf 44 Prozent steigern; für Atomkraftwerke hingegen liegt der Wirkungsgrad bei nur etwa 30 Prozent.

* Das lungenschädigende Schwefeldioxid ließe sich bereits im Wirbelkessel chemisch binden.

* Stickoxide würden wegen der niedrigeren Verbrennungshitze (900 Grad) im Kessel kaum mehr freigesetzt.

Ein weiterer Wirbel-Vorteil -- kleinere Kessel-Dimensionen -- ließe sich nutzen, um die deutsche Stromerzeugung wieder zu dezentralisieren. Viele Kleinkraftwerke hätten direkten Anschluß an die Wohngebiete und wären insgesamt weniger störanfällig. Auch könnte die Restwärme auf diese Weise ohne nennenswerten Verlust zum Heizen genutzt werden.

Andererseits ließen sich auch Wirbelschicht-Kraftwerke mit der Leistung großer Atommeiler denken. Jedoch würde, wie die Essener Experten ausgerechnet haben, der Prototyp eines Großwirblers mit 1000-Megawatt-Leistung Entwicklungskosten von etwa einer Milliarde Mark erfordern.

Die atomare Konkurrenz freilich ist teurer. Für den Bau des ersten »Schnellen Brüters« wird Bonn bis 1980 vier Milliarden Mark aufgewendet haben.

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