Was ist ein Kohlekraftwerk und wie funktioniert es? Alles Wichtige erfährst du hier und in unserem Video dazu!
Inhaltsübersicht
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.
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?
Das Produzieren des elektrischen Stroms in dem Kraftwerk geschieht in sechs Hauptprozessen:
- Verbrennung: Im ersten Schritt wird die Kohle in den Kohlemühlen gemahlen, in den Kessel eingeblasen und dort verbrannt. Dabei bilden sich heiße Rauchgase.
- Rauchgasreinigung: Aus den Rauchgasen werden dann in der Anlage zur Rauchgasreinigung umweltschädliche Schadstoffe gefiltert, bevor sie über den Schornstein abgegeben werden können.
- Dampferzeugung: Gleichzeitig wird durch die heißen Rauchgase Wasser erhitzt, welches durch den Kessel läuft. Hierbei verdampft das Wasser.
- 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.
- 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.
- 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.
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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.
Wasserkraftwerk
Eine nachhaltige Alternative zum Kohlekraftwerk stellt das Wasserkraftwerk dar. Was das ist und wie es funktioniert, erfährst du in diesem Video dazu!
Kohlekraftwerk — häufigste Fragen
(ausklappen)
Kohlekraftwerk — häufigste Fragen
(ausklappen)-
Wie funktioniert ein Kohlekraftwerk, kindgerecht erklärt?Ein Kohlekraftwerk funktioniert, indem Kohle verbrannt wird und die Wärme Wasser zu Dampf macht. Der Dampf treibt eine Turbine an, die über einen Generator Strom erzeugt. Danach wird der Dampf im Kondensator wieder zu Wasser abgekühlt und im Kühlturm weiter heruntergekühlt.
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Wie ist ein Kohlekraftwerk aufgebaut?Der Aufbau eines Kohlekraftwerks umfasst Kohlemühlen, Kessel, Rauchgasreinigung, Dampfturbine, Generator, Kondensator (kühlt Dampf zu Wasser) und Kühlturm. In den Kohlemühlen wird Kohle zerkleinert und im Kessel verbrannt. Turbine und Generator erzeugen Strom, während die Rauchgasreinigung Schadstoffe aus den Abgasen filtert.
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Wie funktioniert ein Braunkohlekraftwerk?Ein Braunkohlekraftwerk funktioniert wie ein Kohlekraftwerk, nur dass Braunkohle der Brennstoff ist. Braunkohle wird gemahlen und im Kessel verbrannt, wodurch heiße Rauchgase entstehen. Diese erhitzen Wasser zu Dampf, der die Turbine und damit den Generator antreibt. Im Kondensator wird der Dampf wieder zu Wasser.
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Wie umweltschädlich sind Kohlekraftwerke?Kohlekraftwerke sind umweltschädlich, weil beim Verbrennen von Kohle viel CO₂ entsteht und das den Klimawandel verstärkt. In Deutschland werden aus dem Stromsektor jährlich über 300 Millionen Tonnen CO₂ ausgestoßen. Außerdem entstehen weitere Schadstoffe, die in der Rauchgasreinigung zwar teilweise gefiltert werden, aber nicht vollständig verschwinden.
Energiegewinnung verstehen
Ein Kohlekraftwerk gehört zur Energiegewinnung und ist eine Anlage, die Strom aus fossilen Brennstoffen erzeugt. Wer sich mit Energiegewinnung beschäftigt, vergleicht verschiedene Arten der Stromerzeugung und ihre Folgen für Mensch, Umwelt und Klima. So wird klar, warum manche Energiequellen viel CO₂ ausstoßen und warum erneuerbare Energien für die Energiewende wichtig sind. Im Erdkundebereich findest du passende Videos zu diesem und verwandten Themen.
