Kohlekraftwerk

Kohlekraftwerk: Wirkungsgrad und Leistung

Kohlekraftwerke sind meist in mehrere Blöcke unterteilt, die sich unabhängig voneinander und je nach Energiebedarf betreiben lassen. Die Leistung eines einzelnen Blocks liegt je nach Größe zwischen 100 Megawatt und einem Gigawatt. Moderne Steinkohlekraftwerke verfügen über einen elektrischen Wirkungsgrad von 45 Prozent. Das bedeutet, dass etwas mehr als die Hälfte der eingesetzten Primärenergie als Abwärme ungenutzt verloren geht. Mit Steinkohle betriebene Kraftwerke erreichen einen höheren Wirkungsgrad als Braunkohlekraftwerke.

Trotz der Durchsetzung von erneuerbaren Energien sind Kohlekraftwerke weiterhin ein wichtiger Energielieferant in Deutschland. In unserem Stromvergleich zeigen wir Ihnen wie viel Strom aus Kohlekraftwerken im Tarif der einzelnen Anbieter steckt.

Arbeitsweise und Bestandteile eines Kohlekraftwerks

Bevor die Kohle überhaupt verwendet werden kann, bedarf sie der Trocknung. Danach wird die angelieferte Kohle zur Zerkleinerung in die Kohlemühle transportiert, da Kohlenstaub sehr viel besser brennt. Anschließend geht es weiter zur Kohlefeuerung. Der gemahlene Kohlestaub wird hier mit warmer Verbrennungsluft vermischt und dann verbrannt. Pro Stunde werden mehrere Hundert Tonnen Kohle verfeuert.

Das dabei entstehende Rauchgas liefert Wärme an einen Dampferzeuger, einen im Kessel eingebauten Wärmetauscher. Der so entstehende Dampf erreicht Temperaturen von 600 Grad Celsius und einen Druck von 300 bar. Das Rauchgas wird anschließend in eine Rauchgasreinigungsanlage geleitet und von dort über einen Schornstein an die Umwelt abgegeben. Der gewonnene Dampf treibt eine Dampfturbine an, die mit einem Generator zur Stromerzeugung gekoppelt ist. Auf diesem Wege wird zuerst aus der thermischen (Wärme) die kinetische Energie (Bewegung) gewonnen und diese dann in elektrische Energie (Strom) umgewandelt.

Mithilfe von Transformatoren wird die elektrische Spannung auf mehrere Hundert Kilovolt erhöht, um einen Transport über Hochspannungsleitungen zu ermöglichen. Der Dampf wird anschließend in einen Kondensator geleitet und in Wasser umgewandelt, das zurück zum Dampferzeuger gepumpt wird. Was anschließend über die für Kohlekraftwerke markanten Kühltürme abgeleitet wird, ist überschüssige Kondensationswärme. Diese wird in den meisten Fällen ungenutzt abgegeben.

Möglich - und in der Praxis auch bereits mehrfach umgesetzt – ist es, die Abwärme für Fernwärme nutzbar zu machen. Hier kommt das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung zum Einsatz, wodurch sich der Gesamtwirkungsgrad steigern lässt, auch wenn der elektrische Wirkungsgrad dadurch geringfügig sinkt. Gerade bei großen Kraftwerksblöcken kann jedoch das Problem eines Überangebotes an Wärme entstehen, wenn sich nicht genügend Abnahmestellen in der Umgebung befinden.

Stein- und Braunkohlekraftwerke: Funktion

Steinkohlekraftwerke werden in der Regel zur Erzeugung von Mittellast eingesetzt. Als Mittellast wird ein vorhersehbarer, zugleich jedoch schwankender Teil der benötigten elektrischen Leistung in einem bestimmten Versorgungsgebiet bezeichnet. Steinkohlekraftwerke werden in erster Linie im Winter eingesetzt, wenn der Energiebedarf höher ist. Steinkohle ist leicht zu transportieren und kann daher auch über größere Entfernungen hinweg angeliefert werden. Braunkohle lässt sich hingegen nicht ganz so gut transportieren und wird daher meist in der Nähe des Tagebaus zur Stromerzeugung genutzt. Braunkohlekraftwerke dienen der Grundlast und sind daher meist ganzjährig in Betrieb.

Kohlestrom: Fossil mit begrenzter Restlaufzeit

Noch ist der Anteil an Kohlestrom in Deutschland hoch, doch der Ausstieg aus der Verbrennung von Stein- und Braunkohle zur Energiegewinnung ist bereits beschlossene Sache. Zu den Hauptgründen für den sogenannten Kohleausstieg zählt neben dem Umwelt- und Gesundheitsschutz vor allem der Klimaschutz, denn bei Braun- und Steinkohle handelt es sich um die CO2-intensivste Form der Strom- und Wärmeerzeugung. Am 16. Januar 2020 wurde im Rahmen einer Bund-/Länder-Einigung zum Kohleausstieg die Grundlage für ein Kohleausstiegsgesetz gelegt. Ziel ist ein Ende der Kohleverstromung bis 2038. Bis dahin sollen die letzten deutschen Kohlekraftwerke spätestens stillgelegt werden.

Anteil am Strommix sinkt

Noch im Jahr 2016 betrug der Anteil von Kohlestrom an der Bruttostromerzeugung im deutschen Energiemix satte 40,2 Prozent (Quelle: Statistisches Bundesamt). Bis Ende 2018 sank der Kohlestrom-Anteil aber bereits auf rund 35,4 Prozent. Die Subventionierung der einheimischen Steinkohleförderung lief parallel dazu zum Ende des Jahres 2018 aus. In 2019 betrug der Anteil von Stein- und Braunkohle am Energiemix zusammen noch 29,3 Prozent. Kohlestrom ist in Deutschland somit stark rückläufig. Zudem sollen mehrere Kohlekraftwerke bereits in den Jahren 2020 bis 2022 endgültig vom Netz gehen. Für Kontroversen sorgen hingegen Pläne, mit Datteln 4 in Nordrhein-Westfalen noch ein nagelneues Steinkohlekraftwerk ans Netz zu bringen – trotz des fest vereinbarten Enddatums für den deutschen Kohleausstieg. Derzeit ist ein Netzanschluss von Datteln 4 für den Sommer 2020 geplant.