Text 24.Forschungen am Kraftwerk der Zukunft

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Bis zum Jahr 2020 muss bis zu ein Viertel der derzeit installierten Kraftwerke mit 140.000 Megawatt (MW) Gesamtleistung erneuert oder modernisiert werden. Viele dieser fossilen Kraftwerke sind über 40 Jahre alt. Wenn bis 2020 über 30.000 MW Kraftwerksleistung aus Altergründen außer Betrieb gehen, entsteht ein großer Freiraum für moderne Kraftwerke, die mit höheren Wirkungsgraden wesentlich effizienter Strom erzeugen können. 
Zentrale Ansatzpunkte für eine effizientere Kraftwerkstechnik in Zukunft sind die Erhöhung von Temperatur und Druck im Dampfkreislauf oder auch in den Gasturbinen. Verbesserungen des Verbrennungsvorgangs, Fortschritte in der Turbinentechnik, Entwicklung hochtemperaturbeständiger Werkstoffe, die Nutzung der vorhandenen „Abwärme“ und die Kombination der Dampfturbine mit einer Gasturbine sind weitere Möglichkeiten. 
Die Stromausbeute eines Kraftwerks kann durch die Kombination einer Dampfturbine mit einer Gasturbine beträchtlich gesteigert werden. Im GuD- oder Kombikraftwerk werden sie hintereinander geschaltet. Da Gasturbinen im Temperaturbereich von etwa 1.200°C arbeiten, steht anschließend noch genügend „Abwärme“ für den Dampfprozess der Dampfturbine zur Verfügung. Seit Jahren wird der GuD-Prozess bei Erdgas- und Erdölkraftwerken erfolgreich eingesetzt. Hier wird bereits ein Gesamtwirkungsgrad von über 60% erreicht. Zukünftig sollen 65% möglich sein. Verwendet man bei einem derartigen Kraftwerk noch zusätzlich die Wärme für eine Fernwärmeversorgung, dann wird die eingesetzte Primärenergie zu mehr als 90% genutzt. 
Die Energieforscher stehen vor einer weiteren Aufgabe. Sie müssen Leistung der fossilen Kraftwerke flexibler regelbar machen, weil Windkraft und Sonne nur sehr schwankend Strom erzeugen. Für Deutschland konnte die zum Jahresende 2010 über 27.000 MW installierte Windleistung nur an einem Fünftel des Jahres Strom ins Netz einspeisen (Jahresausnutzungsgrad 20%). Bei der Photovoltaik liegt der Jahresausnutzungsgrad bei 10%, denn nachts, bei Bewölkung und im Winter geht hier kaum solarer Strom ins Netz. Zum Vergleich: Kohlekraftwerke aber auch Biomasse- und Laufwasserkraftwerke haben einen Jahresausnutzungsgrad von 60 bis 100%. Technisch können fossile Kraftwerke im Verbund mit Erneuerbaren Energien betrieben werden und innerhalb weniger Minuten schwankende Stromeinspeisungen ausgleichen. Die Forschung sucht nach Wegen durch die flexiblere Auslegung neuer Kraftwerke, ihre Teillastfähigkeit zu erhöhen und die Regelleistung schneller und wirtschaftlicher zu gestalten.

Wortschatz
das Kraftwerk – электростанция 
die Gesamtleistung – общая производительность
außer Betrieb gehen – выйти из эксплуатации 
der Wirkungsgrad - коэффициент полезного действия
erzeugen – производить 
der Dampfkreislauf – циркуляция пара
der Verbrennungsvorgang – процесс горения
hochtemperaturbeständig – высокожаропрочный 
der Werkstoff – материал 
die Abwärme – отработанное тепло
der Dampf – пар 
die Stromausbeute – выход по току
die Fernwärmeversorgung – теплофикация 
der Ausnutzungsgrad – коэффициент использования
die Stromeinspeisung – подвод тока, питание
die Regelleistung – нормальная мощность
einspeisen – подводить питание, ток


Last modified: Tuesday, 5 June 2018, 3:14 PM