Kohleverwertungspolitik: Peitsche, aber kein Zuckerbrot

Angesichts der steigenden Nachfrage nach Kohle bleibt der Regierung nur noch die Option, gegen ihre Politik der Eigenständigkeit zu verstoßen, wobei die Kohleaufbereitung in dieser Hinsicht ein machbarer Schritt wäre.

Dieser Artikel ist Teil der Reihe „Comprehensive Energy Monitor: India and the World“.

In den Jahren 2021 und 2022 erhöhte der Anstieg der Stromnachfrage in Indien die Nachfrage nach Kohle in einem solchen Ausmaß, dass die Regierung gegen ihre Politik der Eigenständigkeit verstoßen und den Stromerzeugern Anweisungen zum Import von Kohle erteilen musste. Die Regierung wies die Banken außerdem an, Kraftwerken, die als finanziell unrentabel oder zu alt für den Betrieb eingestuft wurden, finanzielle Unterstützung anzubieten. Diese Entwicklungen verdeutlichen die ultimative Ironie der extremen Wetterbedingungen im Sommer und Winter auf der ganzen Welt, die vermutlich durch den Klimawandel verursacht werden, der die Welt wieder zur Kohleverbrennung drängt, einer der Hauptursachen des Klimawandels. Diese Entwicklungen rechtfertigen eine Überprüfung der indischen Politik zur Steigerung der Produktion saubererer Kohle im Inland. Durch die effiziente Verbrennung sauberer Kohle können sowohl die lokale Umweltverschmutzung als auch die Kohlenstoffemissionen reduziert werden. Der erste Schritt zur Erreichung dieses Ziels ist die Kohleaufbereitung.

Die Kohleaufbereitung ist ein Prozess, der die Größenkonsistenz und die Qualität der Kohle verbessert, indem er die nicht brennbaren Fremdstoffe und die damit verbundene Asche reduziert. Die Aufbereitung kann durch Trockenentschalung erfolgen, bei der Nichtkohlebestandteile ohne flüssige Medien entfernt werden. Dies kann auch durch einen Nassprozess erfolgen, bei dem Kohle zerkleinert und in ein flüssiges Medium (normalerweise Wasser) mit einstellbarem spezifischem Gewicht gegeben wird, um leichtere Kohle (mit niedrigem Aschegehalt) von schwererer Kohle (hoher Aschegehalt, „Ausschuss“) zu trennen. Auch die Abfälle enthalten kohlenstoffhaltige Stoffe und müssen wirtschaftlich verwertet werden.

Indische Kohle soll „Drift-Ursprung“ sein und mineralische Bestandteile enthalten, die fein mit Kohlebestandteilen verstreut sind, was zu erheblichen Qualitätsverschlechterungen im Entstehungsstadium selbst führt.

Mehr als 75 Prozent der indischen Kohle haben einen Aschegehalt von mehr als 30 Prozent oder mehr, manchmal liegt der Aschegehalt sogar bei 50 Prozent. Indische Kohle soll „Drift-Ursprung“ sein und mineralische Bestandteile enthalten, die fein mit Kohlebestandteilen verstreut sind, was zu erheblichen Qualitätsverschlechterungen im Entstehungsstadium selbst führt. Bei den mineralischen Stoffen, aus denen die Asche einen Großteil ausmacht, handelt es sich um inhärente Asche (im Gegensatz zur freien Asche), die im brennbaren Teil der Kohle eingebettet ist und daher nicht einfach entfernt werden kann. Dies ist eine der Herausforderungen der Kohleaufbereitung in Indien.

Kraftwerke, die Kohle höherer Qualität verwenden, haben einen Leistungsvorteil gegenüber Kohle geringerer Qualität. Im Allgemeinen gilt: Je höher der Aschegehalt der Kohle, desto niedriger ist der Heizwert der Kohle pro Gewichtseinheit Kohle. Wenn der Anteil des Aschegehalts verringert wird, erhöht sich der Heizwert der Kohle, sodass weniger Rohkohle verbrannt werden kann, um eine bestimmte Stromqualität zu erzeugen. Wenn aschearme Kohle verwendet wird, können Anlagenbetreiber die geplante und außerplanmäßige Wartung zur Entfernung der Ascheansammlung reduzieren. Kohle mit geringerem Aschegehalt kann auch die Korrosion an Anlagenkanälen reduzieren, was die Lebensdauer der Anlage verkürzt.

Kohle mit niedrigem Aschegehalt kann Schäden an allen Kohlehandhabungsgeräten wie Förderbändern, Pulverisierern, Brechern und Lagereinrichtungen reduzieren. Die Verwendung von Kohlen mit höherem Aschegehalt erhöht die Belastung der Anlage, wodurch die für den Betrieb der Anlage erforderliche Energiemenge am Anlagenstandort zunimmt, wodurch die für die Stromerzeugung verfügbare Energie verringert wird. Dies erhöht die Betriebskosten der Anlage und verringert ihr Gewinnpotenzial.

Die Aufbereitung verbessert den gesamten Anlagenbetrieb, was sich langfristig direkt auf die Rentabilität eines Kohlekraftwerks auswirkt, und verbessert auch seine Fähigkeit, Umweltstrafen und Streitigkeiten zu vermeiden. Es verbessert auch die Lebensdauer von Emissionskontrollgeräten. Der größte Teil der in Kohle enthaltenen Asche durchläuft den Verbrennungsprozess und wird von Emissionskontrollgeräten wie Elektrofiltern aufgefangen. Durch die Verwendung von gewaschener Kohle wird die von diesen Geräten produzierte und gesammelte Aschemenge reduziert und ihre Nutzungsdauer verlängert.

Die Verwendung von Kohlen mit höherem Aschegehalt erhöht die Belastung der Anlage, wodurch die für den Betrieb der Anlage erforderliche Energiemenge am Anlagenstandort zunimmt, wodurch die für die Stromerzeugung verfügbare Energie verringert wird.

Indien ist einzigartig unter den Ländern, die Kohle zur Stromerzeugung nutzen, da es Kohle über viel größere Entfernungen von der Mine zum Kraftwerk transportiert. Neben den schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt bedeutete die zusätzliche Belastung, die das Eisenbahnsystem tragen müsste, zusätzliche Kosten für die Wirtschaft sowie eine zusätzliche Luftverschmutzung durch das Transportsystem. Angesichts der langen Transportentfernungen führt die geringere Asche der Kohle zu einer Reduzierung der Frachtkosten für den Transport des gleichen Energieinhalts. Im Gegensatz zu den meisten entwickelten Ländern, die eigene Gleise nutzen, nutzt Indien weiterhin die gleichen Gleise für den Güter- und Personenverkehr. Der Geschwindigkeitsunterschied zwischen beiden (Personen- und Güterverkehr) beeinträchtigt die Kapazität des indischen Schienennetzes. Die Netzüberlastung wird zusätzlich verschärft, da sich der Anteil des Kohleverkehrs auf etwa ein Dutzend Strecken konzentriert.

Das Kohlebergwerksgesetz (Verstaatlichung) von 1973 wurde 1993 geändert, um den Kohlebergbau sowohl im privaten als auch im öffentlichen Sektor für den Eigenverbrauch zur Herstellung von Eisen und Stahl, zur Stromerzeugung, zum Waschen von Kohle aus einem Bergwerk und für andere Endverwendungen zu ermöglichen , die von der Regierung von Zeit zu Zeit mitgeteilt werden. Die politischen Entscheidungsträger erkannten in den letzten drei Jahrzehnten in Indiens Fünfjahresplänen die Notwendigkeit der Kohleaufbereitung an und identifizierten auch einige Gründe für die geringe Kapazitätsauslastung. Im 10. Plan (1997-2002) heißt es beispielsweise, dass die Waschkapazität für Kokskohle nicht ausgelastet sei, da die Qualität der Kohle in Indien das Waschen unwirtschaftlich mache. Darin heißt es auch, dass bestehende Kokskohlewaschanlagen darauf ausgelegt seien, Kokskohle mit relativ einfachen bis mäßig schwierigen „Waschbarkeitseigenschaften“ aufzubereiten, die Kohleproduktion habe sich jedoch auf „schwieriger zu waschende“ Kohlen verlagert. Im 10. Plandokument wurde festgestellt, dass die Einrichtung von Wäschereien zwar dem privaten Sektor offenstand, es aber „keine Interessenten gab“. Im 11. Plan (2007–2012) wurde festgestellt, dass die Kohlewäsche eine gleichmäßige Brennstoffversorgung der konventionellen Kohlenstaubverbrennungskessel (PCC) gewährleisten und den Wirkungsgrad um 1 Prozent verbessern würde. Es warnte davor, dass eine Erhöhung der Waschkapazität folglich die Nachfrage nach Rohkohle erhöhen würde, sofern die Feinstoffe nicht produktiv genutzt würden.

Im Jahr 1997 verlangte eine Mitteilung des Ministeriums für Umwelt, Wälder und Klimawandel (MOEF&CC), dass alle Kraftwerke, die sich weiter als 1000 km (Kilometer) vom Grubenkopf entfernt oder in städtischen und sensiblen Gebieten befinden, einen Kohlenaschegehalt von nicht mehr als 34 verwenden dürfen Prozent mit Wirkung ab 2001. Im Jahr 2012 überarbeitete das MOEF&CC die nationalen Luftqualitätsstandards (NAAQS) für 12 Schadstoffe.

Die politischen Entscheidungsträger erkannten in den letzten drei Jahrzehnten in Indiens Fünfjahresplänen die Notwendigkeit der Kohleaufbereitung an und identifizierten auch einige Gründe für die geringe Kapazitätsauslastung.

Im Jahr 2014 teilte MOEF&CC mit, dass Kraftwerke mit einer Kapazität von mehr als 100 MW, die sich zwischen 500 und 749 km vom Grubenkopf befinden, ab Juni 2016 mit Rohkohle, gemischter oder aufbereiteter Kohle mit einem Aschegehalt von höchstens 34 Prozent im Quartalsdurchschnitt versorgt werden müssen Darüber hinaus wurden alle neuen Kohlekraftwerke verpflichtet, überkritische Technologie zu verwenden, und 144 bestehenden Kraftwerken wurden verbindliche Effizienzziele zugewiesen, die den Einsatz hochwertigerer Kohle erfordern.

Trotz der technischen Vorteile und politischen Interventionen, die es seit über zwei Jahrzehnten gibt, wurde die Kohlewäsche von Kohleproduzenten und -nutzern (insbesondere Stromerzeugern) nicht in großem Umfang übernommen. Im Zeitraum 2020–21 betrug die Produktion von gewaschener Kohle (Kokskohle und Nichtkokskohle) 22,951 Tonnen oder nur 3 Prozent der Rohkohleproduktion von 716,083 Tonnen im Zeitraum 2020–21. Davon waren etwa 20 Prozent Kokskohle und der Rest Nichtkokskohle. Die Gesamtwaschkapazität betrug 29,98 Tonnen, was einer Kapazitätsauslastung von über 75 Prozent entspricht. Auf öffentliche Wäschereien entfielen über 83 Prozent der gewaschenen Kohleproduktion. Es ist wahrscheinlich, dass die Nachfrage nach gewaschener Kohle erheblich steigen wird, wenn sich die Politik zur Förderung der Kohleaufbereitung mehr auf Anreize („Zuckerbrot“) statt auf Vorgaben („Peitsche“) konzentriert.

Die politische Richtlinie, die die Einrichtung von Wäschereien beeinflusste, gab der Umweltverträglichkeit Vorrang vor der wirtschaftlichen Rentabilität und berücksichtigte nicht die Kosten der Einhaltung.

Insgesamt scheint der Ausbau der Kohleaufbereitungskapazität und der Einsatz sauberer Kohle in Indien für mehr Energiesicherheit und Umweltschutz weniger ein technisches oder regulatorisches Compliance-Problem als vielmehr ein wirtschaftliches Problem zu sein. Die politische Richtlinie, die die Einrichtung von Wäschereien beeinflusste, gab der Umweltverträglichkeit Vorrang vor der wirtschaftlichen Rentabilität und berücksichtigte nicht die Kosten der Einhaltung. Dies stand im Widerspruch zum wachsenden Einfluss kommerzieller und marktwirtschaftlicher Kräfte auf alle Segmente der Wertschöpfungskette des Kohlebergbaus und der Stromerzeugung. Stromerzeuger stehen unter dem Druck, die Erzeugungskosten einzudämmen, um die Stromtarife stabil zu halten, und gleichzeitig wird von ihnen erwartet, dass sie in Technologien zur Reduzierung der Umweltverschmutzung investieren. Mit anderen Worten: Von ihnen wird erwartet, dass sie auf Kosten einer privaten Investition, die sie nicht amortisieren können, ein öffentliches Gut wie saubere Luft produzieren. Es ist unwahrscheinlich, dass das Waschen freiwillig durchgeführt wird, es sei denn, es gibt einen Anreiz dafür, wie etwa öffentliche Fördermittel in dem Umfang, wie sie für erneuerbare Energien zur Verfügung stehen.

Da sich die wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile der Kohleaufbereitung auf nationaler Ebene oft nicht in finanziellen Einsparungen auf Anlagenebene niederschlagen, könnte eine Rechtfertigung der öffentlichen Unterstützung vorliegen. Die Nutzung des National Clean Environment Fund (NCEF) für Investitionen in die Verbesserung der Kohlequalität im Allgemeinen und die Kohlewäsche im Besonderen wird eine eindeutige Unterstützung für die Umstellung der Kohlepolitik von Quantität auf Qualität bieten. Der Bericht von Niti Aayog über das Waschen von Kohle aus dem Jahr 2020 kommt zu dem Schluss, dass das Waschen von Kohle zur Reduzierung des Aschegehalts auf 30–34 Prozent unter der konservativen Annahme eines Kohlenstoffpreises von etwa 0,01–0,02 INR/kWh (Kilowattstunde) einen Umweltvorteil bedeutet 2,5 US-Dollar/Tonne. Der aktuelle CO2-Preis im EU-ETS (Emissionshandelssystem der Europäischen Union) liegt bei über 80 US-Dollar pro Tonne, was bedeutet, dass der Umweltnutzen der Kohlewäsche höher sein könnte. Dieser Vorteil könnte auf Stromerzeuger übertragen werden, die einen Anreiz hätten, gewaschene Kohle zu verwenden. Die Gesamtpolitik sollte technologie- und kraftstoffneutral sein und alle Bemühungen zur Reduzierung der CO2-Emissionen belohnen.

Die oben geäußerten Ansichten gehören dem/den Autor(en).