Energiewende in Chile verlangsamt

Die IKI untersucht und fördert Möglichkeiten, wie sich Kohlekraftwerke zu klimaneutralen und “systemstabilisierenden” Kraftwerken umbauen lassen.

Für die chilenische Energiewende gab es in den vergangenen Jahren eine sehr dynamische Entwicklung und erste Erfolge. Einen Eindruck davon vermittelt die folgende Übersicht: 

• Das Land bietet ein riesiges Potenzial für erneuerbare Energien zur Stromerzeugung und einen freien Markt für ausländische Investoren. 
• Der Ausbau der Erneuerbaren geht voran, regenerative Kraftwerke sorgen für sinkende Strompreise. 
• Chile hat einen Kohleausstieg bis 2030 beschlossen - ohne Ausgleichzahlungen an die Unternehmen. Bestehende Kohlestrom-Lieferverträge (PPAs) großer Verbraucher wurden gekündigt. 
• Namhafte Bergbaukonzerne sind auf Erneuerbare umgestiegen. 
• Chile positioniert sich als möglicher Global Player im grünen Wasserstoffgeschäft.

Dürre führt zu höheren CO₂-Emissionen – und hohen Stromkosten 

Doch im August 2021 schien es, als müsste man die Zeit und auch die ersten Errungenschaften wieder zurückdrehen: Die vom Klimawandel ausgelöste „Megadürre“ lies Staudämme und Gewässerpegel auf Rekordtiefs sinken. In der Folge konnte mit Wasserkraft, die eine der wichtigsten Energiequellen Chiles ist, kaum noch Strom produziert werden. 

Der August auf der Südhalbkugel entspricht dem Februar auf der nördlichen Hemisphäre, die Bedingungen für Erneuerbare sind in dieser Jahreszeit daher nicht optimal: Es gibt noch kein Schmelzwasser, das die Flüsse speist, und die Sonnenstunden pro Tag sind gering. 

Um mögliche Blackouts zu vermeiden, wurden daher Dieselgeneratoren in Betrieb genommen und der Kohlekessel im bereits abgeschalteten Kohlekraftwerk „Ventanas“ wieder angefeuert. Da Chiles Stromversorgung ein sogenanntes „Inselnetz“ ohne Verbindungen zu anderen Ländern ist, kann das Land einen Engpass nicht mit Stromlieferungen aus anderen Ländern ausgleichen. 

Neben den hohen Stromkosten von über 300 USD/MWh für Endverbraucher, waren erhöhte CO₂-Emissionen die Folge. 

Herausforderungen für die Energiewende

Die Dürre und ihre Folgen machen deutlich, welche Herausforderungen die nächsten Jahre nicht nur für die chilenische Energiewende bringen werden, sondern auch für andere Länder, die einen großen Wasserkraft-Stromanteil haben.  Aufgrund des fortschreitenden Klimawandels wird die Trockenheit voraussichtlich weiter zunehmen und die bislang relativ sichere und Grundlastfähige Stromerzeugung aus Wasserkraft erschweren. 

Chile will aus der Verstromung von Kohle aussteigen, die zwar eine klimaschädliche, aber dafür verlässliche (24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche), grundlastfähige Technologie ist. Zudem sind die chilenischen Kohlekraftwerke an neuralgisch wichtigen Standorten des Stromnetzes installiert und tragen aufgrund ihrer mechanischen Schwungmasse und ihrer “Trägheit” zur Netzstabilität bei. 

Das sind Pluspunkte der Kohlekraft, die erneuerbare Energien wie Photovoltaik und Wind nicht so einfach leisten können: Sie sind abhängig von der Witterung und im Falle der Solarenergie nur tagsüber verfügbar. Auch über Windenergie wird, zumindest im Norden Chiles, ebenfalls überwiegend tagsüber die meiste Energie erzeugt. 

Zudem sind beide Energieerzeugungsformen nur eingeschränkt dazu in der Lage, das Stromsystem Chiles so zu stabilisieren, wie es Kohle- oder Wasserkraftwerke können. 

Bestehende Infrastruktur nutzen, Arbeitsplätze erhalten

Das IKI-Projekt „Dekarbonisierung des chilenischen Energiesektors“ untersucht und fördert Möglichkeiten, wie sich Kohlekraftwerke zu klimaneutralen und “systemstabilisierenden” Kraftwerken umbauen lassen.

Eine mögliche Lösung entwickelte das Projekt gemeinsam mit dem Deutschen Luft- und Raumfahrzentrum (DLR) - die „Carnot-Batterie“. Bei diesem Ansatz wird der Dampfkreislauf mit Turbine und Generator des bestehenden Kohlekraftwerks beibehalten. Gleichzeitig wird die Kohleverbrennung durch einen Energiespeicher aus flüssigem Salz ersetzt, der mit erneuerbar erzeugtem Strom erhitzt wird. So wird das Kohlekraftwerk zu einem thermischen Energiespeicher, der mit Erneuerbaren betrieben wird. Dadurch kann bestehende Infrastruktur weiter genutzt und unter anderem können Arbeitsplätze vor Ort erhalten werden. 

Das regenerative Speicherkraftwerk kann aufgrund der rotierenden Massen zur Betriebssicherheit des nationalen Stromsystems beitragen und dadurch den massiven Ausbau der variablen erneuerbaren Energien (Wind und Photovoltaik) unterstützen.

Umwandlung von Kohle- in Gaskraftwerke

Weitere Möglichkeiten sind die Umrüstung der bestehenden Kohlekraftwerke in Gaskraftwerke, die zunächst mit einer Mischung aus Erdgas und grünem Wasserstoff - oder vollständig mit grünem Wasserstoff -  betrieben werden können. 

Der Vorteil eines reinen, grünen Wasserstoffkraftwerks oder eines konventionellen Gaskraftwerks: die hohe Flexibilität (kurze Anlaufzeit), so dass Bedarfsspitzen oder Dunkelflauten sehr gut kompensiert werden können. Als Umwelt-Bonus eines grünen Wasserstoffkraftwerks kommt hinzu, dass keine CO₂-Emissionen anfallen. 

Gerade in der Atacamawüste im Norden Chiles, wo auch die meisten Kohlekraftwerke des Landes stehen, könnte in der Nähe zu den bestehenden Kraftwerken mit den vorhandenen sehr guten Solar- und Windenergiepotenzialen sehr günstig grüner Wasserstoff produziert und ohne lange Transportwege direkt vor Ort verbraucht werden. 

Grundliegende Studien zu diesen Themen wurden von der GIZ bereits gemeinsam mit dem lokalen Partner, dem chilenischen Energieministerium, erarbeitet, veröffentlicht und den relevanten Akteuren des Energiesektors vorgestellt. 

Dabei ist man sich einig, dass diese Technologien nicht nur für Chile ein wichtiger Baustein für die Energiewende in den nächsten Jahren sein werden, sondern auch für andere Länder, die aus der Kohleverstromung aussteigen möchten.