Wie eine Science-fiction-Kanone sieht das zwei Meter lange, mit vielen Armaturen bestückte Stahlrohr aus. Es steht in einer Art Garage auf dem Gelände der Deutschen Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt (DFVLR) in Lampoldsheim bei Heilbronn. Seine Abstammung vom Raketentriebwerk kann der "H2/O2 -Dampferzeuger" nicht verleugnen. Und so etwas soll in fossil befeuerten Kraftwerken eingesetzt werden? Manche Ingenieure haben Mühe sich das vorzustellen. Aber das Rheinisch-Westfälische Elektrizitätswerk RWE ist fest entschlossen, "das Teil", wie man im Revier sagt, ab 1991 in das Braunkohlekraftwerk Frimmersdorf bei Köln einzubauen.

Wie so oft begann alles damit, daß die Wissenschaftler erst die Lösung und dann die Aufgabe hatten. Als die Raumfahrt-Gelder zu Beginn der achtziger Jahre spärlicher flossen, kamen die DFVLR-Leute auf irdische Gedanken. Ließe sich die Triebwerk-Technik, Wasserstoff mit Sauerstoff zu verbrennen, nicht auch hier unten nutzen? Wasserstoff ist teuer, einer Verbrennungsanlage dagegen billig. Eine ideale Aufgabe, nämlich die kurzzeitige Verbrennung von Wasserstoff zur Erzeugung von Sofortreserven im Stromnetz, bot sich an.

In elektrischen Versorgungsnetzen müssen die eingespeisten Leistungen dem oftmals schnell schwankenden Verbrauch unmittelbar folgen, sonst bricht die Stabilität des Netzes rasch zusammen. Jedesmal also, wenn ein Kraftwerk ausfällt oder zufällig viele Verbraucher gleichzeitig Geräte anschalten, muß in Sekundenschnelle mehr Leistung her. Prinzipiell gibt es zwar genügend Kraftreserven; schwierig ist jedoch der Ausgleich in den ersten Sekunden und Minuten. Bisher behelfen sich die Kraftwerker damit, daß sie im laufenden Betrieb den Dampfstrom um etwa fünf Prozent drosseln, der vom Kessel zur Turbine führt. Auf diese Weise legen sie sich einen Dampf- und damit Energievorrat zu, der für etwa 200 Sekunden vorhält. Bei Bedarf öffnen sie dann das Drosselventil, und der Zusatzdampf treibt die Turbine stärker an. Diese Reservehaltung kostet jedoch nicht nur mehr Brennstoff, ein Teil der teuren Kraftwerkskapazität liegt auch die meiste Zeit brach.

Statt dessen könnte das umgebaute, vergleichsweise billige Raketentriebwerk auf der Lauer liegen, meinen die Ingenieure mehrerer Firmen, die in Stuttgart mit der DFVLR eine Arbeitsgemeinschaft gebildet haben. Ihr Brenner verwandelt Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) in 3000 Grad Celsius heißen Wasserdampf (H2O). Damit er abkühlt und nicht die teure Turbine beschädigt, wird ihm eine kalte Wasserdusche verpaßt; der gekühlte Dampf kommt dann auf die Turbinenschaufel. Bereits nach einer Sekunde ist die volle Leistung verfügbar. Die Experimentalversion in Lampoldsheim erreichte schon bis zu 60 Millionen Watt (Megawatt). Erst nach 20 Minuten geht dem Rohr die Puste aus – genug Zeit, um ein anderes Kraftwerk hochzufahren, das, wenn nötig, die Netzschwankung auf Dauer ausgleicht.

Der Dampfdruck, die Temperatur und vor allem das Mischungsverhältnis der Gase müssen präzise geregelt werden. Nur wenn das Wasserstoff/Sauerstoff-Verhältnis zwei zu eins beträgt, entsteht auch reines H2O. Anderenfalls speit die Rakete ätzende Chemie. Bei Raketentriebwerken denkt man noch wenig an Umweltschutz, doch auf ihre teuren Lieblinge lassen Turbinenleute nur das Beste. Mit Hilfe einer an der Universität Karlsruhe entwickelten Regelung erzeugt die Kraftwerksrakete reinen Wasserdampf.

Die Lampoldsheimer Dampfkanone dient noch der Forschung. Ausgerüstet mit vielen Meßgeräten, Dichtungen und Schaltungen ist sie zu komplex und störanfällig für den Alltag im Kraftwerk. Demnächst bekommt sie eine einfache, aber robuste Schwester, die Demonstrationsanlage in Frimmersdorf, die in den ersten fünf Einsatzsekunden gar 70 Megawatt Wärmeleistung auf die Turbine blasen wird. Und das soll erst der Anfang sein. Die Fachleute der Stuttgarter Arbeitsgemeinschaft wollen ein westeuropäisches Marktpotential von 80, weltweit gar von 800 Anlagen mit einer elektrischen Gesamtleistung von zehn Milliarden Watt (Gigawatt) ermittelt haben. Dies entspricht immerhin rund acht großen Kernkraftwerken.

In den neunziger Jahren, so eine Studie, müssen hierzulande mehrere veraltete Kraftwerke ersetzt werden. Der Neubau von ein bis zwei Blöcken mit rund 800 bis 1200 Megawatt Leistung ließe sich jedoch ersparen, wenn mit Hilfe der H2/O2-Dampferzeuger teure Kapazitäten genutzt würden, die bisher der Reservehaltung dienten. Die Investitionskosten der neuen Geräte betragen nur 300 Mark pro Kilowatt, das sind lediglich 15 Prozent der Kosten konventioneller Kraftwerkstechnik.