Wärmekraftwerke

Wärmekraftwerke sind Anlagen, die Wärmeenergie in elektrische Energie umwandeln. In einem typischen Dampfkraftwerk wird Wärme genutzt, um Wasser in Dampf zu verwandeln. Der Dampf treibt eine Turbine an, die mit einem Generator verbunden ist. Der Dampf wird in einem Kondensator kondensiert und dem Kreislauf wieder zugeführt. Zur Kühlung dient Wasser aus Flüssen oder Kühltürme. Der Vorgang folgt dem Rankine-Zyklus, bei dem Wärme in mechanische Energie und schließlich in Strom umgewandelt wird.

Die Wärmequelle bestimmt die Bauart. Typen sind Kohle-, Öl- oder Gaskraftwerke, Kernkraftwerke und Biomasse. Solarthermische Kraftwerke erzeugen ebenfalls Dampf durch konzentrierte Sonnenenergie. In vielen Systemen wird Abwärme genutzt, etwa bei Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), wodurch zusätzlich Wärme in Gebäude oder Industrieprozesse eingespeist wird.

Typische Anlagen umfassen reine Dampfkraftwerke, GuD-Kraftwerke (Gas- und Dampfturbinen) sowie Kohle- oder Kernkraftwerke. Die Effizienz variiert: konventionelle Dampfkraftwerke erreichen grob 33–42 Prozent, Kernkraftwerke etwa 30–35 Prozent, GuD-Anlagen teils über 50 Prozent unter günstigen Bedingungen. Umweltaspekte umfassen Emissionen von CO2, Stickstoffoxiden und Schwefeloxiden, sowie Wasserbedarf und thermische Belastung von Gewässern. Maßnahmen wie Abgasreinigung, CO2-Abscheidung oder der Einsatz von Biomasse können Emissionen reduzieren.

Wärmekraftwerke spielen eine zentrale Rolle in vielen Energiesystemen, insbesondere als stabile Grundlast- oder Back-up-Kapazität, wobei der Trend der Energiewende zu geringeren Emissionen und vermehrt erneuerbaren Quellen geht.