Emissionskontrolltechnologien für Kraftwerke: Ein historischer Überblick

Einleitung

In der Mitte des 20. Jahrhunderts wurden sich die Menschen der Gefahren bewusst, die Luftverschmutzung für die öffentliche Gesundheit darstellt. Die Bundes- und Landesregierungen begannen, Gesetze zur Reduzierung der Luftverschmutzung zu verabschieden, was in einer Reihe von Clean Air Acts zwischen 1970 und 2006 gipfelte. Diese Gesetze ermächtigten die US-Umweltschutzbehörde (EPA), Grenzwerte für bestimmte Luftschadstoffe festzulegen. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts begannen Wissenschaftler, neue Technologien zur Reduzierung toxischer Emissionen in Kraftwerken zu erforschen.

Räucherwerk (Scrubbers)

Schwefeldioxid ist eine Verunreinigung, die in Kohle vorkommt. Es erzeugt sauren Regen, wenn es in die Atmosphäre freigesetzt wird. Wissenschaftler begannen, Scrubbers zu entwickeln, die in die Schornsteine oder Rauchgaskanäle eingebaut werden, um dieses Gas aus Kraftwerksemissionen zu entfernen. Wenn Kohle in Kraftwerken verbrannt wird, emittiert sie Gase durch einen Schornstein. Scrubbers sind darauf ausgelegt, Schwefeldioxid und Stickoxide aus diesen Emissionen zu entfernen, bevor sie in die Atmosphäre freigesetzt werden. Sie leiten das Rauchgas durch einen Turm, wo eine Wasser- und Kalksteinmischung es besprüht. Das Schwefeldioxid reagiert mit dem Kalkstein zu Gips, einer Substanz, die bei der Herstellung von Trockenbauplatten und als Zusatz in Beton verwendet wird. Der verbleibende Wasserdampf verlässt den Schornstein.

Kohlenstoffspeicherung

Kohlenstoffspeicherung ist eine Technik, die entwickelt wurde, um die Menge an Treibhausgasen wie Kohlendioxid zu reduzieren, die durch die Kohleverbrennung in Kraftwerken emittiert werden. Sie erfasst, trennt und speichert Kohlendioxid, ohne den Energieverbrauch nachteilig zu beeinflussen oder das Wirtschaftswachstum zu behindern. Das National Energy Technology Laboratory (NETL), ein Labor, das vom US-Energieministerium betrieben wird, führt die Forschungs- und Entwicklungsbemühungen zur Kohlenstoffspeicherung in den USA an. Der Prozess beginnt mit der Trennung und Erfassung von Kohlendioxid aus dem Rauchgas von Kraftwerken. Die primäre Methode zur Speicherung von Kohlendioxid ist die Injektion in unterirdische geologische Formationen, wie unabbaubare Kohleflöze oder Gas- und Ölvorkommen. Derzeit ist die Kohlenstoffspeicherung ein teurer Prozess. Das Ziel des NETL ist es, diese Technologie bis 2020 für den kommerziellen Einsatz verfügbar zu machen.

Sauber brennende Brennstoffe

Kohle erzeugt laut der Union of Concerned Scientists 54 Prozent des in den Vereinigten Staaten erzeugten Stroms. Das Verbrennen von Kohle in Kraftwerken setzt Schadstoffe frei, die zu den Hauptursachen für globale Erwärmung, Smog und sauren Regen gehören. Kraftwerke erzeugen auch Abfälle wie Schlamm und Asche, die toxische Substanzen wie Quecksilber und Arsen enthalten. Der Umstieg auf sauber brennende Brennstoffe, zum Beispiel Erdgas, hilft, diese Emissionen zu reduzieren. Erdgas emittiert geringe Mengen Schwefeldioxid, niedrigere Kohlendioxidwerte und fast keine Asche.