Wärmekraftwerke Strom aus Kohle und Gas
Nur kurz auf einen Schalter drücken und schon wird es warm und hell, schon laufen Maschinen und Unterhaltungsgeräte. Die Energie für diese selbstverständlichen Alltagswunder kommt aus der Steckdose. Aber da wird sie nicht erzeugt. Wir zeigen, wo der Strom herkommt und wie er zu uns gelangt.
Elektrische Energie treibt im Haushalt viele nützliche Helfer an, seien es Staubsauger, Mixer oder Bohrmaschinen. Neben der mechanischen Arbeit nutzen wir zu Hause aber auch Wärme und Licht, die ebenfalls großenteils aus elektrischer Energie gewonnen werden. Dass wir ständig über ausreichend elektrische Energie verfügen, ist eine Selbstverständlichkeit, an die wir uns gewöhnt haben, ohne lange nachzudenken.
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Doch wo kommt der Strom eigentlich her? Zum Beispiel aus Kohlekraftwerken, die knapp die Hälfte (43 Prozent) des in Deutschland produzierten Stroms erzeugen. Hier werden Stein- oder Braunkohle verbrannt und Wasser bis zum Sieden erhitzt. Der entstehende Dampf treibt eine Turbine an, die einen Stromgenerator zum Rotieren bringt. Der erzeugte Wechselstrom wird durch Transformatoren hochgespannt und über Leitungen in die Region verteilt. Obwohl Steinkohle hochwertiger ist und mehr Energie liefert, setzen viele Kraftwerke Braunkohle ein, die im Tagebau vergleichsweise billig abgebaut werden kann. Die Energiedichte von Braunkohle gegenüber Steinkohle ist etwa dreifach geringer (3 Kilowattstunden pro Kilogramm gegenüber 9 kWh/kg), daher muss in Braunkohlekraftwerken gegenüber Steinkohlekraftwerken die dreifache Masse pro Energieeinheit verfeuert werden. Aufgrund der niedrigeren Beschaffungskosten ist die Verfeuerung von Braunkohle wirtschaftlich trotzdem konkurrenzfähig.
Kohlekraftwerke benötigen zum Start mehrere Stunden, da ja erst eine große Wassermenge zum Sieden gebracht werden muss. Wird elektrische Energie sehr schnell gebraucht, kommen Gaskraftwerke zum Einsatz. Sie liefern nach wenigen Minuten bereits Höchstleistung, allerdings sind die Abgastemperaturen sehr hoch, so dass viel Wärmeenergie an die Umwelt verloren geht.
In den modernsten Wärmekraftwerken, den GuD-(Gas und Dampf)Kraftwerken wird die Wärme des Turbinenabgases zum Heizen eines Dampfkessels genutzt, der wiederum eine Dampfturbine mit Generator antreibt. Durch diese kombinierte Nutzung der Energieformen lassen sich über 50 Prozent der Brennstoffenergie zur Stromerzeugung nutzen. So wird kostbarer Brennstoff gespart und weniger klimaschädliches Kohlenstoffdioxid ausgestoßen.