Die Umnutzung von Kohlekraftwerken in Solaranlagen und Batterien kann für die Gesellschaft insgesamt von Vorteil sein

Entwickelte Länder mit bedeutenden Kohlekapazitäten wie Australien, Kanada, Deutschland, Großbritannien und die Vereinigten Staaten verfolgen unterschiedliche Ansätze, um sich von der Kohle zu entwöhnen.

Rauch steigt aus zwei Schornsteinen der kohlebasierten Badarpur Thermal Station in Neu-Delhi auf. (Fotograf: Money Sharma/AFP/Getty Images)

Geschrieben von Gireesh Shrimali und Abhinav Jindal

Weltweit kämpfen Kohlekraftwerke mit Umweltproblemen und geringer Kapazitätsauslastung. Sie sind nicht nur für Energieversorger unrentabel, sondern auch für Kunden unwirtschaftlich.

Während die Stilllegung von ausgedienten Kohlekraftwerken insgesamt vorteilhaft und sogar notwendig sein kann, da die Finanzierung durch die globale Energiewende weiter aus dem Sektor der fossilen Brennstoffe ausscheidet, kann die Ausführung aus verschiedenen Gründen auf Widerstand stoßen, z. Auswirkungen auf die vorhandene Belegschaft und damit auf die Gemeinschaften und andere Überlegungen zur Systemflexibilität.



Wir schlagen vor, Stilllegungen mit einer klaren empirischen Schätzung der Kosten und des Nutzens, die bei der Stilllegung von Anlagen im Vergleich zu deren Wiederverwendung entstehen, besser zu rationalisieren.

Für Energieversorger bietet die Umnutzung von Kohlekraftwerken viele Vorteile. Erstens reduziert die Umnutzung die Stilllegungskosten, weil sie einige der Umweltsanierungsanforderungen vermeidet und eine teilweise Wiederverwendung vorhandener Vermögenswerte wie des degradierten Landes sowie der Generatoren, Umspannwerke und Netzanschlüsse ermöglicht. Zweitens reduziert es die Kosten für die Inbetriebnahme von erneuerbarer Energie auf der grünen Wiese am selben Standort. Drittens manifestiert sich bei Kohlekraftwerken in städtischen und halbstädtischen Gebieten die Umnutzung in mehreren Endnutzungen, was zu wirtschaftlicher Diversifizierung und industrieller Verjüngung führt, was der lokalen Wirtschaft und den Arbeitskräften zugute kommt. Viertens könnte es eine lukrative Ausstiegsstrategie für gestrandete und gestresste Kohlekraftwerke darstellen. Und fünftens ermöglicht die Umnutzung von Kohlekraftwerksausrüstung (zum Beispiel des Turbogenerators) die Beibehaltung eines Teils der Blindleistungsleistung für die Spannungsregelung, die ursprünglich vom Kohlekraftwerk bereitgestellt wurde – ein wertvoller Dienst bei der schnellen Ergänzung erneuerbarer Energien.

Entwickelte Länder mit bedeutenden Kohlekapazitäten wie Australien, Kanada, Deutschland, Großbritannien und die Vereinigten Staaten verfolgen unterschiedliche Ansätze, um sich von der Kohle zu entwöhnen. Ein solcher Ansatz umfasst die Stilllegung (d. h. die Stilllegung) und die Wiederverwendung von Kohlekraftwerken für verschiedene produktive Endanwendungen, einschließlich Solaranlagen (z in Widows Creek, USA) und Energiespeicherung (zum Beispiel in Liddell, Australien).

Entwicklungsländer wie Südafrika, Chile und Indien können viel von den Erfahrungen ihrer Industrieländer profitieren. Kohle hat bisher eine wichtige Rolle bei der Deckung des Energiebedarfs dieser Länder gespielt. Jede dieser Nationen erlebt jedoch jetzt schnell sinkende Tarife für erneuerbare Energien, was zu einer beschleunigten Durchdringung der Stromerzeugung auf Basis erneuerbarer Energien in ihren Netzen führt, während die Energiekosten der Stromerzeugung auf Kohlebasis im Vergleich hoch geblieben sind, was ihren Einsatz wirtschaftlich weniger macht machbar. Da sich diese Länder darauf freuen, ihre CO2-Bilanz zu ändern, wird durch die Umnutzung dem potenziellen Widerstand gegen die Stilllegung von Kohlekraftwerken erheblich begegnet, und die Vorteile einer vorzeitigen Stilllegung von Kohlekraftwerken könnten eine Finanzierungsquelle für neue erneuerbare Energieprojekte schaffen.

Um als Blaupause zu dienen, haben wir das Wertversprechen der Umnutzung anhand eines repräsentativen indischen 1 Gigawatt (GW) Kohlekraftwerks als Fallstudie untersucht. Im Vergleich zu ähnlichen Analysen in Industrieländern glauben wir, dass unsere Analyse für andere Entwicklungsländer mit erheblichen Kohlekapazitäten nützlich sein kann. Im Vergleich zu den USA sind beispielsweise die Schätzungen der Stilllegungskosten für indische Anlagen eher niedrig. Während die durchschnittlichen Stilllegungskosten in den USA 117 Millionen US-Dollar/GW betragen, sind sie in Indien mit rund 58 Millionen US-Dollar/GW fast halb so hoch

Wir haben den Barwert der zugrunde liegenden Kosten, Vorteile und Nettonutzen (Nutzen minus Kosten) der Umnutzung von Kohlekraftwerken für geeignete Kombinationen von drei potenziell beliebten Umnutzungsoptionen berechnet – Solarstrom, Solar- und Batteriespeicher sowie Solar- und Batteriespeicher mit einem Synchronkondensator . Während der Energie- und Flexibilitätswert von Solarenergie und Batteriespeichern bekannt ist, können Synchronkondensatoren – im Wesentlichen umfunktionierte Turbogeneratoren aus Kohlekraftwerken – eine Schlüsselrolle bei der Bereitstellung dringend benötigter Blindleistung auch nach der Stilllegung von Kohlekraftwerken spielen.

Wir haben auch sowohl die anlagenspezifischen (oder direkten) als auch die system-/gesellschaftsspezifischen (oder indirekten) Aspekte von Kosten und Nutzen berücksichtigt. Repräsentative Beispiele für direkte Kosten sind Arbeitsplätze und Umweltsanierung; indirekte Kosten beinhalten den Systemausgleich; direkte Vorteile umfassen Restwert und Landnutzung; und indirekte Vorteile umfassen Spitzenleistung und Kohlenstoff.

Unsere Ergebnisse sind wie folgt. Erstens sind die Nettovorteile der Umnutzung von Kohlekraftwerken positiv. Die direkten, indirekten und gesamten Vorteile der Umnutzung überwogen die entsprechenden Kosten der Stilllegung. Während die direkten, indirekten und gesamten Stilllegungskosten beispielsweise 58,1 Millionen US-Dollar, 45,8 Millionen US-Dollar bzw. 103,9 Millionen US-Dollar betrugen; die entsprechenden Umwidmungsvorteile beliefen sich auf 122,8 Millionen US-Dollar, 468,0 Millionen US-Dollar und 590,8 Millionen US-Dollar. Unter den direkten Vorteilen war der Schrottwert der größte Beitragszahler und deckte selbst die gesamten direkten Stilllegungskosten, während bei den indirekten Vorteilen die CO2-Vorteile den größten Beitrag leisteten.

Zweitens deckten die Nettovorteile der Umnutzung einen erheblichen Teil der Investitionsausgaben für die Verfolgung von Umnutzungsoptionen ab, wodurch die Wirtschaftlichkeit dieser Projekte potenziell verbessert werden konnte. Selbst nach Ausschluss indirekter Sozialleistungen deckten die Nettovorteile der Umnutzung beispielsweise 10,3 Prozent der Solarinvestitionen; 16,4 Prozent der Investitionen in Solar- und Batteriespeicher; und 32,1 Prozent der Investitionen in Solar, Batteriespeicher und Synchronkondensatoren.

Drittens wird die Umnutzung für Solar- und Batteriespeicher in Zukunft angesichts der weiterhin rapide fallenden Batteriepreise einen höheren Nettonutzen als Prozentsatz der kombinierten Investitionsausgaben bieten. Beispielsweise könnte der Nettonutzen der Umnutzung durch Solar- und Batteriespeicher von derzeit 16,4 Prozent der entsprechenden Investitionen auf 26,8 Prozent bis 2029-30 steigen. Darüber hinaus würde die Umnutzung über einen Synchronkondensator bei der Entwicklung von Nebenmärkten auf der ganzen Welt eine wichtige Einnahmequelle darstellen.

Unsere Ergebnisse verdeutlichen die potenziellen wirtschaftlichen Vorteile einer näher rückenden Wiederverwendung von Kohlekraftwerken für Versorgungsunternehmen, das Stromsystem und die Gesellschaft insgesamt, einschließlich der Ermöglichung des dringend benötigten Energieübergangs von Kohle zu erneuerbaren Energien in Entwicklungsländern.

(Shrimali ist Precourt Scholar bei der Sustainable Finance Initiative an der Stanford University und Jindal ist PhD Scholar in Economics am Indian Institute of Management, Indore und arbeitet als Senior Manager (Commercial), NTPC Ltd)