Kohlekraftwerk

Was ist ein Kohlekraftwerk?

Ein Kohlekraftwerk ist eine Anlage zur Stromerzeugung, bei der Dampf in elektrische Energie umgewandelt wird. Dafür werden fossile Brennstoffe , wie Braun- oder Steinkohle verbrannt.

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Die Funktionsweise eines Kohlekraftwerks sieht so aus: In einem Kessel wird Kohle verbrannt, wodurch heiße Rauchgase entstehen. Die erhitzen dann Wasser, das schließlich verdampft. Durch den Wasserdampf wird eine Turbine angetrieben, die einen Generator zur Erzeugung von Strom antreibt. 

In dem Prozess sind mehrere Komponenten des Kohlekraftwerk Aufbaus beteiligt:

• Kohlemühlen
• Kessel
• Anlage zur Rauchgasreinigung 
• Dampfturbine
• Generator
• Kondensator 
• Kühlturm

Wie funktioniert ein Kohlekraftwerk?

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Das Produzieren des elektrischen Stroms in dem Kraftwerk geschieht in sechs Hauptprozessen:

1. Verbrennung: Im ersten Schritt wird die Kohle in den Kohlemühlen gemahlen, in den Kessel eingeblasen und dort verbrannt. Dabei bilden sich heiße Rauchgase.
2. Rauchgasreinigung:  Aus den Rauchgasen werden dann in der Anlage zur Rauchgasreinigung umweltschädliche Schadstoffe gefiltert, bevor sie über den Schornstein abgegeben werden können. 
3. Dampferzeugung: Gleichzeitig wird durch die heißen Rauchgase Wasser erhitzt, welches durch den Kessel läuft. Hierbei verdampft das Wasser. 
4. Antreiben der Dampfturbine: Der Wasserdampf durchströmt eine Dampfturbine und treibt sie somit an. Die Energie des heißen Dampfes bringt die Turbine dazu, sich zu drehen.  
5. Stromerzeugung im Generator: Die Turbine ist direkt mit einem Generator verbunden, welche die Bewegungsenergie aus der Drehung der Turbinen nutzen kann. Daraus entsteht dann die gewünschte elektrische Energie, bzw. der elektrische Strom.
6. Verflüssigen des Wasserdampfs im Kondensator: Beim Kondensator verflüssigt sich der nicht mehr nutzbare Dampf wieder. Die Temperatur des flüssigen Wassers sinkt im Kühlturm, wodurch es wieder in den Kreislauf gegeben werden kann. Dieses Wasser dient dann wieder der Dampferzeugung.

Kohlekraftwerke Deutschland

In Deutschland wird noch rund ein Drittel des gesamten Stromes aus Kohlekraftwerken gewonnen (Stand: März 2023). Der Anteil hat über die letzten Jahre zugenommen, wobei auch gleichzeitig die CO₂-Emission angestiegen ist. So werden in Deutschland jährlich mehr als 300 Millionen Tonnen CO₂ aus dem Stromsektor in die Umwelt abgegeben.

Ein Grund für einen weiteren Anstieg der Emissionen könnte aktuell unter anderem auch der Ausstieg aus der Atomenergie im April 2023 sein, der durch die Abschaltung der letzten drei Kraftwerke in Deutschland eingeläutet wurde. Das Ausgleichen des fehlenden Stroms durch Kohle soll hierbei nur eine kurzfristige Übergangslösung sein.

Aus einem wirtschaftlichen Standpunkt der großen Energie-Konzerne und einzelner Landesregierungen scheint die Energiegewinnung aus Kohle erstmal Sinn zu ergeben. Denn der Braunkohleabbau ist besonders kostengünstig und bietet zurzeit viele Arbeitsplätze.

Angesichts des Klimawandels und der Nachhaltigkeit ist jedoch eine Energiewende zu den erneuerbaren Energien erforderlich. Dadurch werden die CO₂-Emissionen gesenkt und die Abhängigkeit von dem endlichen fossilen Energieträger kann abgebaut werden. Gleichzeitig werden dadurch Wohngebiete und Naturflächen erhalten, die für den Kohleabbau anderweitig zerstört werden müssten.

Um längerfristige Schäden am Klima zu vermeiden, benötigt Deutschland daher einen Kohleausstieg noch vor dem angepeilten Jahr 2030. 

Wirkungsgrad Kohlekraftwerk

Der Wirkungsgrad eines Kohlekraftwerks beträgt ungefähr 40 Prozent. Das bedeutet, dass nur 40% der Energie, die beim Verbrennen von Kohle entsteht, als Strom genutzt werden kann.

Die restlichen 60% werden im Prozess als Verlustenergie unbrauchbar. Diese entsteht dadurch, dass der Prozess nicht perfekt isoliert ist und somit beispielsweise Energie in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben wird.   

Um den Wirkungsgrad zu verbessern, gibt es mehrere Möglichkeiten: Ein Beispiel liegt bei der Verwendung von sogenannten Überhitzern, wodurch die Temperatur des Dampfes zusätzlich steigt. So kann der Wasserdampf die Turbine noch effizienter antreiben.

Kohlekraftwerk — häufigste Fragen

• Was ist ein Kohlekraftwerk? 
  Ein Kohlekraftwerk ist eine Anlage, die durch das Verbrennen von Kohle elektrischen Strom produziert. Dafür wird ein Generator durch Wasserdampf angetrieben. 
   
• Wie funktioniert ein Kohlekraftwerk?
  Ein Kohlekraftwerk funktioniert, indem es Wärmeenergie durch Wasserdampf in elektrische Energie umwandelt. Deshalb wird es auch Dampfkraftwerk genannt. Hierfür wird Kohle gemahlen und verbrannt, wodurch heiße Rauchgase entstehen. Diese erhitzen dann Wasser, bis es verdampft. Das gelangt zu einer Turbine, die einen Generator antreibt.
    
• Wie sieht der Kohlekraftwerk Aufbau aus?
  Kohlekraftwerke erzeugen Strom durch die Verbrennung von Braun- und Steinkohle im Kessel. Das dadurch erhitzte Wasser im Rohrsystem verdampft und treibt eine Turbine an. Die Turbine ist mit einem Generator verbunden, der die Bewegung zur Stromerzeugung nutzt.
   
• Wie viele Kohlekraftwerke gibt es in Deutschland?
  Im Jahr 2016 trugen noch 106 Kraftwerke mit Braun- oder Steinkohle zur Stromversorgung in Deutschland bei. Aktuell sind es sogar etwa 130 Kohlekraftwerke, die größtenteils aus Braunkohleanlagen bestehen.  Diese Kraftwerke sind für den größten Teil der jährlichen CO₂-Emission Deutschlands aus dem Stromsektor von etwa 352 Mio. Tonnen verantwortlich. 

Wasserkraftwerk

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