Energie-Fakten -> Archiv -> Beiträge eigener Autoren -> Wie haben sich die Wirkungsgrade der Kohlekraftwerke entwickelt und was ist künftig zu erwarten?

Wie haben sich die Wirkungsgrade der Kohlekraftwerke entwickelt und was ist künftig zu erwarten?

Von Hans-Dieter Schilling
(
Hans-Dieter.Schilling@energie-fakten.de, Lebenslauf)

KurzfassungSchilling

Die Stromerzeugung aus Kohle begann Ende des 19./Anfang des 20. Jahrhunderts. Die ersten Anlagen hatten einen Wirkungsgrad von 1 Prozent, d. h. es wurden 12,3 kg Kohle zur Herstellung einer elektrischen kWh verbraucht. Dies war gleichbedeutend mit einer Emission von 37 kg CO2 je kWh.

Mit zunehmender technischer Erfahrung sowie Forschung und Entwicklung setzte bereits früh eine spürbare Erhöhung der Wirkungsgrade ein. Die Weiterentwicklung der Verbrennungstechnik, der Werkstoff- und Verfahrenstechnik ermöglichte in der Folgezeit eine ständige Erhöhung der Dampf-Parameter Druck und Temperatur und damit der Wirkungsgrades. In den 1910er Jahren wurde bereits ein Wirkungsgrad von 5 % erzielt, 1920 waren es bereits 20 %. Ab 1950 erbrachten Kraftwerks-Neubauten bereits Wirkungsgrade von 30%, wobei allerdings der Durchschnittswert aller Kraftwerke noch bei mäßigen 17 % lag. Durch die notwendig werdende Anwendung von Kühltürmen zur Abfuhr der nicht mehr in Strom umwandelbaren Wärme und später von Rauchgasentschwefelungs- und Stickoxidminderungsverfahren war zunächst ein Rückschlag der Wirkungsgrade zu verzeichnen, da diese Anlagen selbst auch Energie benötigen. Doch die ständige nachhaltige Weiterentwicklung führte bereits Mitte der achtziger Jahre zu einem Durchschnittswert aller in Betrieb befindlichen Kraftwerke von 38 % (323 g SKE) und zu Bestwerten von 43 %. In der zweiten Hälfte der neunziger Jahre erzielte ein dänisches Kraftwerk den Welt-Bestwert von 47 %.

Kraftwerke auf Braunkohlebasis haben wegen der andersartigen Eigenschaften der Braunkohle einen Wirkungsgrad, der um einige Prozent niedriger liegt als der von Steinkohlekraftwerken. Dennoch konnte die im Jahre 2002 ans Netz gegangene BoA-Anlage (Braunkohlekraftwerk mit optimierter Anlagentechnik) der RWE Power AG einen Netto-Wirkungsgrad von 45,3 Prozent erzielen, der höchste jemals von einem Braunkohlekraftwerk erreichte Wert.

Der durchschnittliche Wirkungsgrad alle Kohlekraftwerke der Welt beträgt z. Z. etwa 31 %. Somit steckt noch ein sehr hohes Entwicklungspotenzial zur Senkung des Kohleverbrauchs und der CO2-Emissionen in dieser Technik.

In der Europäischen Union (E-15) bestehen für die nächsten 20 Jahre ein Zusatzbedarf an Kraftwerkskapazität von 100.000 und ein Ersatzbedarf von 200.000 MW. Deshalb ist eine erhebliche Weiterentwicklung der Kohlekraftwerkstechnik in Gange. Sie zielt in den nächsten 10 Jahren auf einen Wirkungsgrad bis zu 55 %. Dies würde einen spezifischen Kohleverbrauch von 223 g SKE je kWh bedeuten.

Weitere Entwicklungen verfolgen die Einführung von Gas- und Dampfturbinen (GuD)-Prozessen in die Kohlekraftwerkstechnik. Auch sie zielen auf Wirkungsgrade um 55 %.

Die heutigen und zukünftigen Wirkungsgrade von Kohlekraftwerken liegen bei vergleichbaren Bilanzgrenzen in der oberen Hälfte der Wirkungsgrade aller Stromerzeugungstechnologien.

Weitere Informationen können Sie der Langfassung entnehmen.
Hier können Sie Kurz- und Langfassung gemeinsam als pdf downloaden (pdf, rd. 68 kB). Dieser Beitrag wurde am 20. Februar 2004 veröffentlicht.

Ein kostenfreies Programm zur Darstellung und zum Ausdruck von PDF-Dateien und zusätzlichem Browser Plug-In zur On-Line-Darstellung in Ihrem Browser erhalten Sie zum Beispiel unter folgenden Adressen:

Adobe Deutschland

Adobe International

Siehe auch:

Hier können Sie gratis unseren Newsletter bestellen und sich über neue Antworten auf unserer Webseite informieren lassen.