Bild 1: Damit der ICE fahren kann, benötigt man Kraftwerke
(Foto: Blume)

Wie ein typisches Kohlekraftwerk funktioniert

Um ein Kilogramm Wäsche zu waschen oder zur Zubereitung einer warmen Mahlzeit braucht man etwa eine Kilowattstunde elektrische Energie. Dazu müssen 320 g Steinkohle verbrannt werden. Wie wird eigentlich aus Kohle Strom?

Das erklären wir am Beispiel des Kraftwerks Vlotho an der Weser. Ihr könnt es beim Autobahnkreuz Bad Oeynhausen sehen.

Zunächst wird die Kohle fein gemahlen, ehe sie zusammen mit vorgeheizter Luft in den Kessel eingeblasen und verbrannt wird. Der ca. 60 m hohe Kesselraum ist mit Rohren von insgesamt 260 km Länge ausgekleidet, die mit reinstem demineralisiertem Wasser gefüllt sind. Bei einer Verbrennungstemperatur von 1600 °C werden daraus pro Stunde in den Rohren 355 t Wasserdampf entwickelt.

Der Dampf trifft mit einer Temperatur von 540 °C und einem Druck von 180 bar auf die Schaufeln der Turbine. Deren Rotationsenergie wird auf einen Generator übertragen, der elektrische Energie von 21.000 V und 10.000 Ampere erzeugt. Die Turbine dreht sich mit 3000 Umdrehungen pro Minute, also 50 pro Sekunde. Dies ist die Frequenz des Wechselstroms (50 Hz).

Der Dampf wird beim Durchlaufen der Turbine bedeutend abgekühlt und "entspannt". Anschließend wird er in einem Kühlturm mit zugepumpten Weserwasser in seinen Rohren auf etwa 20 °C heruntergekühlt, dabei verflüssigt und in den Kessel zurückgeführt. Das zum Kühlen genutzte Weserwasser steht oft im Mittelpunkt der kritischen Diskussion. Es wird aber vorgereinigt und außerdem beim Überströmen der zu kühlenden Wasserrohre mit Sauerstoff angereichert. Daher hat dieses Wasser, wenn es in den Fluss zurückgegeben wird, vor allem im Sommer oftmals eine bessere Qualität als das ursprünglich entnommene.

Die bei der Verbrennung anfallende Asche (7 % der Kohle) ist bei den hohen Temperaturen flüssig und wird zur Abkühlung in ein Wasserbecken geleitet. Als glasartiges Granulat wird sie als Zementzuschlag oder als griffiger Straßenbelag verwendet.

Bild 2: Schlacke (Foto: Daggi)

Zur Reinigung durchströmen die heißen Abgase zunächst eine Anlage zur Rauchgasentstickung (DENOX-Anlage), in der die Stickoxide ("NO_x") mit Hilfe von Ammoniakgas vernichtet werden. Die anschließende Entstaubung findet durch einen Elektrofilter statt. Dessen Filtergut geht, da es zu einem Teil aus Kohlenstaub besteht, in den Feuerraum zurück. Die Gase werden dann durch eine Anlage zur Rauchgasentschwefelung (REA) geführt, wobei das Schwefeldioxid unter Mitwirkung von Kalkstein oder Calciumoxid sowie Restsauerstoff als Gips gebunden wird. Hierbei entstehen zusätzlich große Mengen an Abwasser, die ebenfalls gereinigt werden müssen.

Ein modernes 900 MW-Kraftwerk in Zahlen (Jahresangaben für 1990) Stromerzeugung 2.066 MWh (davon etwa 10 % für den Eigenbedarf) Steinkohleverbrauch 604.840 t Luftverbrauch 6,0 · 109 Nm3 (= Norm-Kubikmeter) Rauchgas 6,2 · 109 Nm3 (davon 16 Vol% CO2) Granulat (Asche) 49.000 t Wirkungsgrad 40 % Reinigung der Abgase Entstickung (DENOX): Ammoniakgas 1.750 t Entschwefelung (REA) Kalkstein (CaCO3) 29.160 t Kalk (CaO) 2.700 t Gips 45.000 t Abwasser 100.000 m3 Filterkuchen aus Abwasserreinigung der REA 5.400 t

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