Bau eines kohlenstoffarmen Stromversorgungssystems geplant

2024-07-21 | Jerry Huang

Am 15. Juli 2024 veröffentlichten die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission (NDRC) und die Nationale Energieverwaltung (NEA) Chinas das „Programm zur kohlenstoffarmen Transformation und zum Bau von Kohlekraftwerken (2024–2027)“. Darin heißt es: Bis 2025 sollen die Projekte zur kohlenstoffarmen Transformation aller älteren Wärmekraftwerke gestartet und zahlreiche kohlenstoffarme Energietechnologien eingeführt werden. Die CO₂-Emissionen der entsprechenden Projekte sollen im Vergleich zu 2023 um etwa 20 % pro Kilowattstunde gesenkt werden und damit deutlich unter den Emissionen bestehender, fortschrittlicher Kohlekraftwerke liegen. Dadurch werden wertvolle Erfahrungen für die saubere und kohlenstoffarme Transformation von Kohlekraftwerken gesammelt. Durch die koordinierte Anpassung der kohlenstoffarmen Transformation bestehender Kohlekraftwerke und den Bau neuer kohlenstoffarmer Kohlekraftwerke soll der Aufbau eines neuen, sauberen, kohlenstoffarmen, sicheren und hocheffizienten Energiesystems beschleunigt werden.

Laut einschlägigen Prognosen werden die CO₂-Emissionen von Kohlekraftwerken bis 2030 etwa 4 Milliarden Tonnen betragen. Daher sind kohlenstoffarme Technologien für die Kohleindustrie entscheidend, um Chinas Ziel der Klimaneutralität bis 2030–2060 zu erreichen. Wie kann die Kohleindustrie also dekarbonisiert werden?

01 Methoden zur Dekarbonisierung, Transformation und zum Bau von Kohlekraftwerken

Gemäß dem Programm zur kohlenstoffarmen Transformation und zum Bau von Kohlekraftwerken (2024–2027) gibt es drei spezifische Wege, die Kohleverstromung auf eine kohlenstoffarme Produktion umzustellen:

1. Biomassebeimischung. Durch die Nutzung von Biomasse-Ressourcen wie land- und forstwirtschaftlichen Abfällen, Pflanzenresten und nachwachsenden Energiepflanzen sowie unter Berücksichtigung einer nachhaltigen Biomasseversorgung, Sicherheit, Flexibilität, Betriebseffizienz und Wirtschaftlichkeit sollten Kohlekraftwerke mit Biomasse-Kraftwerken gekoppelt werden. Nach der Umrüstung und dem Neubau sollten die Kohlekraftwerke in der Lage sein, mehr als 10 % Biomasse als Brennstoff beizumischen und so den Kohleverbrauch und die CO₂-Emissionen deutlich zu reduzieren.

2. Beimischung von grünem Ammoniak. Durch die Beimischung von grünem Ammoniak zu Kohlekraftwerken soll ein Teil der Kohle ersetzt werden. Kohlekraftwerke sollen nach Umrüstung und Modernisierung mehr als 10 % grünen Ammoniak verbrennen können, um den Kohleverbrauch und die CO₂-Emissionen deutlich zu reduzieren.

3. CO₂-Abscheidung, -Nutzung und -Speicherung. Chemische Verfahren, Adsorption, Membranverfahren und andere Technologien werden eingesetzt, um Kohlendioxid aus den Rauchgasen von Kohlekraftwerken abzutrennen und zu binden. Die Abscheidung, Reinigung und Komprimierung des Kohlendioxids erfolgt durch Druck- und Temperaturregulierung. Der Einsatz geologischer Technologien, wie z. B. die effiziente Ölförderung mittels Kohlendioxid, wird gefördert. Chemische Verfahren, wie die Methanolgewinnung aus Kohlendioxid und Wasserstoff, werden genutzt. Die geologische Speicherung von Kohlendioxid erfolgt unter Berücksichtigung der lokalen Gegebenheiten.

02 Übergangspfade zu kohlenstoffarmer Kohlekraft

Der Ausbau sauberer Energien, darunter Wasserkraft, Windkraft und Solarenergie, ist der Schlüssel zur Verwirklichung der Pläne für eine kohlenstoffarme Stromversorgung. Nach Deckung des steigenden Strombedarfs ist für die Energiewende hin zu einer kohlenstoffarmen Energiewende ein weiterer Ersatz der bestehenden Kohlekraftwerke erforderlich. Nach 2030 werden nicht-fossile Energiequellen die Kohlekraftwerke vollständig ersetzen und den Großteil der Stromversorgung ausmachen; nach 2050 wird der Anteil der Kohleverstromung an Chinas gesamter Stromversorgung unter 5 % liegen.

Einer Studie der Renmin-Universität von China über die Entwicklungsperspektiven des chinesischen Übergangs zur kohlenstoffarmen Energieerzeugung zufolge lässt sich dieser in folgende drei Schritte unterteilen:

1. Von jetzt bis 2030, der Vorbereitungsphase für den Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft, wird die Kohlekraftwerkskapazität bis 2030 noch moderat wachsen, gleichzeitig wird die neue Energie den Großteil des Strombedarfs decken, und der Anteil der installierten Wind- und Solarenergiekapazität wird bis 2030 mehr als 40 % betragen.

2. Der Zeitraum 2030–2045 markiert den Beginn einer Phase des raschen Übergangs. Nach 2030 wird der Anteil von Wind- und Solarenergie den der Kohlekraft deutlich übertreffen und zur Hauptenergiequelle des Stromsystems werden. Kohlekraftwerke müssen daher mit Biomassetechnologien, CCUS (Carbon Capture, Storage and Use) und anderen sauberen, kohlenstoffarmen Technologien kombiniert werden, um die CO₂-Emissionen zu reduzieren.

3. Im Zeitraum von 2045 bis 2060 wird die Stromversorgung gestärkt und verbessert. Bis 2050 wird die Nachfrage nach Elektrizität gesättigt sein, die Kohlekraft wird vollständig in eine Ausgleichsenergieversorgung umgewandelt, die der Verarbeitung und Aufnahme des größten Teils der Wind- und Solarenergie dient und Not- und Reserveenergie bereitstellt.

Hier ist ein Beispiel für ein Kraftwerk in der Kubuqi-Wüste. Die geplante Gesamtkapazität des Kraftwerks Kubuqi beträgt 16 Millionen Kilowatt, davon 8 Millionen Kilowatt Photovoltaik, 4 Millionen Kilowatt Windkraft und 4 Millionen Kilowatt hocheffiziente Kohlekraft. Die bereits errichteten Solaranlagen sind beeindruckend: 2 Millionen kW installierte Photovoltaikleistung sind bereits in Betrieb. Nach vollständiger Fertigstellung aller Projekte können schätzungsweise 40 Milliarden kWh Strom pro Jahr an Millionen von Haushalten geliefert werden. Der Anteil sauberer Energie liegt dabei bei über 50 %. Dies entspricht einer Einsparung von rund 6 Millionen Tonnen konventioneller Kohle und einer jährlichen Reduzierung der Kohlendioxidemissionen um etwa 16 Millionen Tonnen. Weitere Kraftwerke für saubere Energie sind in Planung. Solarpaneele zuerst gebaut Solarpaneele ein Jahr später Solarkraftwerk fünf Jahre später

Was Elektrofahrzeuge und ihre Ladeinfrastruktur betrifft, so belief sich die Gesamtzahl der Ladeinfrastrukturen in China laut Statistik bis Ende Mai 2024 auf 9,92 Millionen Einheiten – ein Anstieg von 56 % gegenüber dem Vorjahr. Davon entfielen 3,05 Millionen auf öffentliche und 6,87 Millionen auf private Ladestationen, was Wachstumsraten von 46 % bzw. 61 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Damit verfügt China über das weltweit größte Ladeinfrastrukturnetz mit der größten Abdeckung und Vielfalt an Ladearten.