Thematisch umfasst das neue Netzwerk Flexible Energieumwandlung neben der konventionellen Kraftwerkstechnik auch die solarthermischen Kraftwerke und große thermische Speicher. Das vereint erstmals alle thermischen Kraftwerkstechnologien unter einem Dach. Getrieben wird die Forschung durch die drei großen Herausforderungen des Energiesektors bis 2050: die Dekarbonisierung, die anhaltende Entwicklung zur Dezentralisierung und die Digitalisierung.
Das müssen Kraftwerke in der Zukunft bewältigen
Die neue zentrale Aufgabe konventioneller Kraftwerke für die Zukunft ist, durch höhere Flexibilität und verbessertes Teillastverhalten die fluktuierenden erneuerbaren Energien zu unterstützen. Zentrale Ansätze sind dabei die Entwicklung großer erneuerbarer Speicher, höhere Brennstoffflexibilität, verbesserte Werkstoffe und die umfassende Erforschung des Einsatzes regenerativ erzeugten Wasserstoffs in der Kraftwerkstechnik, insbesondere bei den Power-to-X-Technologien.
Auf dem Weltmarkt herrschen in Bezug auf Teillastfähigkeit und Flexibilität vergleichbare technologische Anforderungen an neue Kraftwerke wie auf dem nationalen Markt.
Aussichtsreiche Sektorkopplung
Durch eine engere Sektorkopplung zwischen konventionellen Kraftwerken auf der einen Seite sowie der Chemieindustrie und dem Verkehr auf der anderen Seite eröffnen sich neue Möglichkeiten zu mehr Energieeffizienz. Synthetische Treibstoffe und chemische Grundstoffe können dabei erzeugt werden. Für eine Übergangszeit könnte so ein Teil des anfallenden Kohlendioxids nach der Abtrennung in Kraftwerken in neue Produkte eingehen. Synthetische Treibstoffe wären beispielsweise für den Flugverkehr von besonderem Interesse, der voraussichtlich auch mittelfristig auf flüssige Energieträger angewiesen sein wird.
Solarthermische Kraftwerke wettbewerbsfähig machen
Solarthermische Kraftwerke arbeiten fast ausschließlich in sonnenbegünstigten Ländern. Dort müssen sie im Vergleich zu konkurrierenden Stromerzeugungstechnologien wirtschaftlich bestehen. Seit 2007 sind die Kosten bei den Solarkraftwerken bereits um 60 Prozent gesunken und international liegt die Wettbewerbsfähigkeit gegenüber den Konkurrenzsystemen in Reichweite.
Technologisch gehören deutsche Firmen weltweit zur Spitze und sind mit ihren Produkten an vielen der bereits errichteten Kraftwerke mit bis zu 40 Prozent beteiligt. Alle Prognosen deuten darauf hin, dass der Weltmarkt für solarthermische Kraftwerke in Zukunft erheblich wachsen wird.
Bei solarthermischen Kraftwerken werden seit Jahren bereits große thermische Speicher eingesetzt, um die Anlagen auch nach Sonnenuntergang zur Stromerzeugung nutzen zu können. Dieses Wissen wird der notwendigen Flexibilisierung des konventionellen Kraftwerksparks zu Gute kommen.
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