Konventionelle Kraftwerke

Die Weiterentwicklung konventioneller Kraftwerke spielt für eine gelungene Energiewende eine maßgebliche Rolle. Die Kraftwerke unterstützen den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien, indem sie die schwankende Einspeisemenge aus erneuerbaren Energien ausgleichen. Die damit verbundenen häufigen Starts und Übergänge in den Teillastbetrieb stellen neue Herausforderungen an die meist mit Kohle und Gas betriebenen Anlagen. Fortlaufend entwickeln Wissenschaftsteams daran angepasste Anlagenkonzepte und Betriebsprozesse. Auch die verwendeten Materialien müssen optimiert werden, da die Bauteile jetzt häufigeren Temperaturwechseln von mehreren hundert Grad in vergleichsweise kurzen Zeiträumen ausgesetzt sind.

Die Forschung und Weiterentwicklung von Turbinen nimmt in der Kraftwerkstechnik einen hohen Stellenwert ein.

Die Forschung und Weiterentwicklung von Turbinen nimmt in der Kraftwerkstechnik einen hohen Stellenwert ein.

Immer strengere Emissionsrichtlinien erfordern Anpassungen, unter anderem bei den Brennstoffen.  Neben Kohle und Erdgas sollen zukünftig auch Brennstoffe wie Wasserstoff und regenerativ erzeugtes Methan zum Einsatz kommen. Zudem müssen Gas- und Dampfturbinen optimiert und für Anwendungsfelder wie den Kombibetrieb in Gas- und Dampfkraftwerken oder in Kraft-Wärme-Kopplungs-Kraftwerken weiterentwickelt werden.

Wird mehr Strom erzeugt als direkt benötigt, kann dieser zwischengespeichert werden. In den Kraftwerksbetrieb integrierte Speicher können helfen, den Betriebsablauf zu flexibilisieren. Um diese und andere Kraftwerksteile miteinander zu vernetzen, kommen Softwaresysteme zum Einsatz. Forschende arbeiten an einem flexiblen Kraftwerksmodell, in dem verschiedene Programme zusammengeführt werden können.

Durch die Digitalisierung werden Kraftwerksteile miteinander vernetzt und Prozesse optimiert.

Durch die Digitalisierung werden Kraftwerksteile miteinander vernetzt und Prozesse optimiert.

Ein weiterer wichtiger Pfeiler der Kraftwerksforschung sind Projekte, die sich mit dem Abtrennen, Speichern und Nutzen von CO2 beschäftigen. Kohlendioxid kann zum Beispiel in Kühlaggregaten und Klimaanlagen eingesetzt oder durch Umwandlungsprozesse zu Treibstoffen oder Chemikalien weiterverarbeitet werden. Ziel ist es, auch hierfür wirtschaftliche Konzepte zu entwickeln.

Wie wichtig ist Kohle für die Energieversorgung?

Stein- und Braunkohle spielen nach wie vor eine wichtige Rolle im Energiemix: Fast 25 Prozent des Primärenergieverbrauchs basieren heute noch auf diesen Energieträgern. In der Stromproduktion gehört Kohle zu den wichtigsten Energieträgern. Rund 40 Prozent des elektrischen Stroms wurde 2016 aus Kohle gewonnen (Braunkohle: 23,1 Prozent, Steinkohle: 17,2 Prozent). Die Hauptverbraucher von Steinkohle sind in Deutschland die Kraftwerke und die Stahlindustrie. Im Jahr 2016 entfielen auf die Kraftwerke rund 78 Prozent des Gesamtverbrauchs an Steinkohle, auf die Stahlindustrie rund 20 Prozent, auf das sonstige produzierende Gewerbe und auf den Hausbrand und Kleinverbraucher etwa 2 Prozent.
(Quelle: http://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Dossier/konventionelle-energietraeger.html)

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