Bis zum Jahr 2020 werden in Deutschland voraussichtlich neue Kraftwerke in einer Größenordnung von 40.000 MW errichtet. Grund ist die Altersstruktur des deutschen Kraftwerksparks und die Stilllegung der Kernkraftwerke. Eine derart umfangreiche Modernisierungsphase der Kraftwerkslandschaft bietet eine enorme Chance, durch effiziente Kraftwerke mit niedrigen spezifischen Schadstoffemissionen gleichzeitig technische, ökonomische und ökologische Verbesserungen zu erreichen.

Bislang liefern Braun- und Steinkohlenkraftwerke fast die Hälfte des deutschen Stroms. Der Energieträger Kohle wird, trotz der mit seiner Nutzung verbundenen CO₂-Emissionen, aus Gründen der Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit mittelfristig einen großen Anteil an der Stromerzeugung behalten. Hierbei gilt es, die Effizienz über eine optimierte Prozessführung, höhere Parameter im Dampfturbinen-Prozess sowie – bei Braunkohle – durch eine vorgeschaltete Trocknung zu steigern und so die Emissionen zu reduzieren.

Das derzeit in Bau befindliche Steinkohlenkraftwerk „Datteln 4“ wird einen Nettowirkungsgrad von fast 46% erreichen, während der Durchschnitt der deutschen Steinkohlenkraftwerke bei 38% liegt. Die spezifischen CO₂-Emissionen verringern sich so um ca. 17%. Bei der Braunkohle sind durch die Trocknung mit Niedertemperatur-Wärme noch bis zu 5%-Punkte Wirkungsgradsteigerung möglich. Für die Zukunft werden für Kraftwerke sowohl auf Stein- als auch auf Braunkohlenbasis Wirkungsgrade von über 50% erwartet.

Für die weitere CO₂-Emissionsminderung werden Verfahren gesucht, durch die CO₂ aus dem Rauchgas abgeschieden und klimaneutral gelagert werden kann. Als vielversprechende Optionen zur CO₂-Abscheidung nach Verbrennungsprozessen haben sich der Post-Combustion Capture Prozess und der Oxyfuel-Prozess herausgestellt. Dabei ergibt sich je nach Verfahren eine Wirkungsgradeinbuße von heute 9 bis 13%-Punkten, welche voraussichtlich auf 7 bis 11% verringert werden kann. Die im Rahmen der Energieforschung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) verfolgte Strategielinie der Entwicklung effizienter Kraftwerkskonzepte ist eine wichtige Voraussetzung für die zweite Strategielinie der Abtrennung und Lagerung der CO₂-Emissionen von Kraftwerken.