Erzeugung elektrischer Energie

2. Wärmeenergie

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 größtenteils aus elektrischer Energie gewonnen werden.

In Kohlekraftwerken 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-(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% der Brennstoffenergie zur Stromerzeugung nutzen. So wird kostbarer Brennstoff gespart und weniger klimaschädliches Kohlenstoffdioxid ausgestoßen.

Video "Braunkohlekraftwerk Animation"

Video "Trianel Kohlekraftwerk Lünen"

Am Lüner Stummhafen wurde das erste Steinkohlekraftwerk gebaut, an dem ausschließlich Stadtwerke und regionale Energieversorger gemeinsam Bauherren, Eigentümer und Betreiber sind. Der 750-Megawatt-Block mit einer Fernwärmeauskopplung von 35 MW für die Stadt Lünen nimmt Anfang 2014 den kommerziellen Betrieb auf. Bei einem rechnerischen Durchschnittsverbrauch eines deutschen Musterhaushalts von 3.500 Kilowattstunden pro Jahr kann das Kraftwerk rund 1,6 Millionen Haushalte mit Strom versorgen. Modernste Technik macht das Trianel Kohlekraftwerk zum derzeit effizientesten und umweltverträglichsten Steinkohlekraftwerk in Europa. Durch den hohen Wirkungsgrad von 45,95 Prozent und Filteranlagen auf den neusten Stand der Technik hat das Kraftwerk wesentlich geringere Emissionen als veraltete Kraftwerke, die in Deutschland noch teilweise in Betrieb sind.