IGCC-Kraftwerk

IGCC ist englisch und steht für "Integrated Gasification Combined Cycle". Dies bedeutet so viel wie kombinierter Prozess mit integrierter Vergasung. Es handelt sich dabei um eine Kombination von einem Gas- und Dampfprozess (GuD), in der Kraft-Wärme-Kopplung realisiert wird.

Funktionsweise / Arbeitsweise

Ein IGCC-Kraftwerk wird meist mit Kohle betrieben. Bevor die Kohle in den Vergaser gelangt wird diese zerkleinert und dann getrocknet, um das enthaltene Wasser zu entfernen. Außerdem wird Sauerstoff, welcher aus einer Luftzerlegungsanlage kommt, zugemischt.

Die Kohle und der Sauerstoff werden in Rohgas umgewandelt. Anschließend kommt das Rohgas in einen Shift-Reaktor, in dem unter anderem Kohlenstoffmonoxid (CO) in Kohlenstoffdioxid (CO₂) gewandelt wird. Ein wichtiger Schritt ist die Entstehung von Wasserstoff (H₂), welcher später in der Brennkammer verbrannt wird. Danach werden Kohlenstoffdioxid und Schwefelwasserstoff (H₂S) aus dem Rohgas abgeschieden. Die Gasreinigung erfolgt bei einer relativ niedrigen Temperatur, da die Filter teilweise nicht bei hohen Temperaturen betrieben werden können. Das so entstandene Reingas gelangt zusammen mit verdichteter Luft in die Brennkammer und wird dort verbrannt.

Das durch die Verbrennung entstandene Rauchgas treibt eine Gasturbine und somit eine Welle an. Mit einem Generator wird aus der Rotationsbewegung der Welle Strom erzeugt. Es wird also erst die chemische Energie der Kohle in mechanische Energie der Welle und dann in elektrische Energie gewandelt. Diese Energieumwandlung hat das IGCC-Kraftwerk mit einigen anderen Kraftwerken (z.B. Kohlekraftwerk) gemeinsam.

Danach wird das aus der Turbine kommende Abgas durch einen Abhitzekessel geleitet. Der überhitzte Wasserdampf, welcher im Abhitzekessel entsteht, wird zum Betreiben einer Dampfturbine genutzt. Diese generiert ebenfalls wie die Gasturbine mit einem Generator Strom . Ein Kraftwerk mit einem solchen Prozess wird auch Kombikraftwerk genannt. Außerdem kann durch eine Abzweigung mit diesem Prozess Wasserdampf bereitgestellt werden. Dieser Wasserdampf kann sowohl direkt (zum Beispiel zum Reinigen in Wäschereien), als auch indirekt (zum Heizen) genutzt werden.

Übersicht zu Vorteilen und Nachteilen

durch Gasreinigung umweltfreundlich

gute CO2-Abtrennung

geringe Brennstoffkosten

fossiler Brennstoff wird verwendet

hohe Investitionskosten

störungsanfällig durch Komplexität der Anlage

Den größten Vorteil im IGCC-Kraftwerk stellt die Gasreinigung dar. Das CO₂ kann relativ einfach vor der Verbrennung abgeschieden werden. Die Speicherung mittels CCS-Technologie ist allerdings umstritten. Kritiker bemängeln die Sicherheit der CO₂-Lager und befürchten Schäden für Mensch und Umwelt. Des Weiteren kommt dem Prozess die Verwendung von Kohle zugute, da diese günstig ist und eine hohe Verfügbarkeit besitzt. Als Nachteil sei an dieser Stelle die Komplexität der Anlage zu nennen, welche hohe Investitionskosten, aufwendige Wartungsarbeiten und eine größere Anfälligkeit für Störungen nach sich zieht.

Wirkungsgrad und weitere Informationen

Dank des GuD-Prozesses, sowie der Kraft-Wärme-Kopplung, können IGCC-Kraftwerke einen Wirkungsgrad von bis zu 60% erreichen. Durch die Komplexität der Anlage befindet sich der Leistungsbereich bei einigen 100 MW elektrischer Leistung, da sich kleinere Leistungen nicht lohnen würden. IGCC-Kraftwerke sind in deutschland, Spanien, den Niederlanden und den USA zu finden. Auch Länder wie Brasilien und China sind an dieser Technologie interessiert. Aufgrund der hohen Investitionskosten konnte sich diese umweltfreundliche Technik allerdings noch nicht im kommerziellen Bereich durchsetzen. Als Alternative zu Kohle können auch Biomasse und Abfall als Brennstoff verwendet werden.