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Thermische Kraftwerke

Thermische Kraftwerke wandeln Wärme aus verschiedenen Energiequellen durch Gas- und Dampfkreisprozesse in Strom um. Durch den Umbau des Energiesystems hast sich ihre Aufgabe gewandelt. Während sie noch vor einigen Jahren im Dauerbetrieb liefen, unterstützen sie in Zeiten der Energiewende bei Bedarf, wenn Photovoltaik- und Windenergieanlagen witterungsbedingt weniger Strom liefern. Die damit verbundenen häufigen Starts und Übergänge in den Teillastbetrieb stellen neue Herausforderungen an die meist mit Kohle und Gas betriebenen Anlagen. Daher entwickeln Wissenschaftsteams daran angepasste Anlagenkonzepte und Betriebsprozesse. Auch die verwendeten Materialien müssen optimiert werden, da die Bauteile häufigeren Temperaturwechseln von mehreren hundert Grad in vergleichsweise kurzen Zeiträumen ausgesetzt sind.

Die bestehenden Großkraftwerke sollen auch im grünen Energiesystem der Zukunft eine wichtige Rolle spielen. Mit dem 7. Energieforschungsprogramm werden vermehrt Forschungsprojekte gefördert, die alternative Brennstoffe und Brennstoffgemische wie Biomasse oder Abfälle statt Kohle im Kraftwerksbetrieb einsetzen. Darauf müssen Bauteile und die Gesamtanlage angepasst werden. Neue Werkstoffe für einzelne Komponenten sind ebenso gefragt wie veränderte Betriebsprozesse. Zudem müssen Gas- und Dampfturbinen optimiert und für den Kombibetrieb in Gas- und Dampfkraftwerken oder in Kraft-Wärme-Kopplungs-Kraftwerken weiterentwickelt werden.

Flexibel dank Speichern

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, werden innovative Softwaresysteme benötigt. Ein weiterer wichtiger Pfeiler der Kraftwerksforschung sind Projekte, die sich mit dem Abtrennen, Speichern und Nutzen von Kohlendioxid (CO2) beschäftigen. CO2 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.

Solarthermische Stromerzeugung

Solarthermische Kraftwerke nutzen konzentrierte Sonnenenergie als Wärmequelle. Sie existieren in Deutschland wegen der geringen direkten Sonneneinstrahlung nur als Demonstrationsanlagen. Klimaschutz und der zugehörige Umbau der Energiesysteme sind jdeoch globale Herausforderungen. In sonnenreichen Regionen der Welt, wie etwa in Spanien und Marokko, wird Strom aus Sonnenenergie gewonnen. In diesen Anlagen steckt viel Technologie "made in Germany". Ob Turbinen, Heliostaten, Pumpen oder Speichermedien: Deutsche Unternehmen und Forschungseinrichtungen sind auf dem Gebiet der solarthermischen Technologie in vielen Bereichen weltweit führend und exportieren entsprechend erfolgreich ihre Produkte.

Geothermische Heizkraftwerke wiederum nutzen die Energie aus dem Erdinnern, um Strom oder Wärme zu produzieren. Der große Vorteil gegenüber der Wind- und Sonnenenergie: Erdwärme steht rund um die Uhr zur Verfügung und kann neben der Stromerzeugung auch direkt als Wärmequelle für Haushalte und Industrieunternehmen genutzt werden. Damit trägt die Geothermie unmittelbar zur Wärmewende bei.

Die Grafiken zeigen die Verteilung der Fördermittel, aufgeschlüsselt nach Solarthermischen Kraftwerken und Kraftwerkstechnik sowie CSS. Bis zum 7. Energieforschungsprogramm erfolgte die Verteilung der Fördermittel separat nach diesen beiden Techniken.

Verteilung der Fördermittel Solarthermische Kraftwerke
Verteilung der Fördermittel Kraftwerkstechnik und CSS
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