Stromerzeugung: Neuartiger Solar-Kraftwerkstyp emittiert keine Schadstoffe mehr

Schwefel könnte der neue Rohstoff zur Erzeugung von Strom werden und Kohle sowie Kernenergie ablösen. Anders als fossile Kraftwerke würde ein Schwefelkraftwerk keinerlei Schadstoffe emittieren, nicht einmal Kohlendioxid, das den Klimawandel herbeiführt. Im internationalen Projekt Pegasus, geleitet vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), werden bis 2020 die Komponenten entwickelt, die für ein solches Kraftwerk nötig sind.

Verbrennungstemperatur liegt bei 1400 Grad

Da ist zunächst der Schwefelbrenner, der einiges an Forschungsarbeit benötigen wird. Brennender Schwefel ist mehr als 1400 Grad Celsius heiß, eine Herausforderung für die Werkstoffe im Brennraum. Verbrennungsprodukt ist – gasförmiges – Schwefeldioxid. Dieses wird in eine Gasturbine geleitet, die einen Generator zur Stromerzeugung antreibt. Sorgen, dass das Gas die Turbinenschaufeln angreift, hat Dennis ThomeyvomDLR-Institutfür Solarforschung, Solare Verfahrenstechnik, einer der beteiligten Forscher, nicht. „Im trockenen Zustand ist es nicht korrosiv“, sagt er. Möglicherweise könne eine ganz normale Erdgasturbinde eingesetzt werden.Wenn das Schwefeldioxid den Brennraum verlässt, ist es noch so heiß, dass es in einem Abhitzekessel Dampf erzeugen kann. Dieser wird auf einen Turbogenerator geleitet, der weiteren Strom erzeugt.

Aus Gas wird eine Säure

Jetzt hat das Gas seine Schuldigkeit getan. Es wird in Wasser geleitet, sodass sich eine Säure bildet. In einem so genannten Disproportionierungsreaktor entstehen daraus durch eine Art Bäumchen-wechsel-dich der Elektronen verdünnte Schwefelsäure und reiner Schwefel, der wieder als Brennstoff genutzt wird.

Sonnenenergie regeneriert den Schwefel

Jetzt kommen die Infrarotstrahlen der Sonne ins Spiel. Sie werden von unzähligen Spiegeln auf einen Receiver an der Spitze eines Turms konzentriert. Dieser Teil der Entwicklung findet auf dem Jülicher Solarturm statt, den das DLR als Versuchsstand betreibt. Eingesetzt wird ein Zentrifugalreceiver, in dem sich Keramikpartikel befinden, die zusätzliche katalytische Wirkung haben. Sie schmiegen sich an die Innenwand des Zylinders und nehmen die solare Wärme auf. Der Receiver ist so konstruiert, dass stets heiße Partikel herausrieseln. Diese landen gemeinsam mit der Schwefelsäure in einem Reaktionsraum, in dem weiterer Schwefel entsteht.

Das Projekt wird von der Europäischen Union mit rund 4,7 Millionen Euro gefördert. Außer dem DLR sind das Karlsruher Institut für Technologie, das griechische Forschungszentrum Certh sowie die Industriepartner Brightsource Industries aus Israel, Processi Innovativi aus Italien und Baltic Ceramics aus Polen beteiligt.