Wärmekraftwerke - Strom aus Kohle und Gas - Report / Technik

Ein Beitrag zum PCB-Unterricht ab der 9. Jahrgangsstufe.

Elektrische Energie treibt im Haushalt viele nützliche Helfer an, seien es nun Staubsauger, Mixgeräte oder Bohrmaschinen. Neben der mechanischen Arbeit nutzen wir zu Hause aber auch Wärme und Licht, die ebenfalls großenteils aus elektrischer Energie gewonnen werden. Die Kamera macht sich auf den Weg zu den Quellen dieser praktischen und vielseitig verwendbaren Energieform, über Transformatoren und entlang von Stromleitungen. Die Reise endet bei einem Kohlekraftwerk. Hier wird Steinkohle aus einem Bergwerk verbrannt und so Wasser bis zum Sieden erhitzt. Der entstehende Dampf treibt eine Turbine an, die einen Stromgenerator zum Rotieren bringt. Der entstehende Wechselstrom wird durch Transformatoren hochgespannt und über Leitungen in die Region verteilt. Neben Steinkohle wird in Deutschland auch Braunkohle gefördert, die im Tagebau vergleichsweise billig abgebaut werden kann. Braunkohle enthält zwar weniger Energie, durch die preisgünstige Förderung ist die Verbrennung und Energieumwandlung in Kraftwerken aber dennoch wirtschaftlich konkurrenzfähig. Kohlekraftwerke benötigen zum Start mehrere Stunden, da ja erst eine große Wassermenge zum Sieden gebracht werden muss. Wird elektrische Energie sehr schnell gebraucht, so startet man ein Gaskraftwerk. Der Generator wird hier von einer Gasturbine angetrieben, die ähnlich wie ein Flugzeugtriebwerk aufgebaut ist. Sie ist nach wenigen Minuten auf Höchstleistung gebracht, allerdings sind die Abgastemperaturen sehr hoch, so dass viel Wärmeenergie an die Umwelt verloren geht. In den modernsten Wärmekraftwerken, den GuD- 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% der Brennstoffenergie zur Stromerzeugung nutzen. So wird kostbarer Brennstoff gespart und weniger klimaschädliches Kohlenstoffdioxid ausgestoßen.