![\"fredfmue91\"](\"http:\/\/windland.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/fredfmue91.jpg\")
<\/b>Bild 2. Erzeugung von Strom aus Wind- und Sonnenenergie in Deutschland am 22.8.2013. Ganz rechts die installierten Gesamtkapazit\u00e4ten (Datenquelle: transparency.eex.com)<\/em><\/p>\nWie Bild 2<\/b> zeigt, ist die EE-Stromerzeugung in der Zeit von 0:00 bis 07:00 Uhr sowie von 19:00 bis 23:00 so gering, dass es in Deutschland vermutlich nicht einmal zum Betrieb der Standby-Schaltungen in den Elektronikger\u00e4ten gereicht h\u00e4tte. Selbst um die Mittagszeit wurde nur rund ein Drittel der insgesamt erforderlichen Menge an Strom produziert. Zwischen 05:00 und 07:00 Uhr lag die gesamte EE-Stromproduktion sogar bei weniger als 600 MW, das ist die Gr\u00f6\u03b2enordnung eines einzigen Gaskraftwerks. Die Erneuerbaren sind also v\u00f6llig au\u03b2erstande, die Stromversorgung der modernen Industrienation Deutschland sicherzustellen. Es kann daher auch keine Rede davon sein, dass man damit konventionelle Kraftwerke ersetzen k\u00f6nne. Diese m\u00fcssten stattdessen leistungsbereit vorgehalten werden, um jederzeit einspringen zu k\u00f6nnen, sobald Wind und Sonne schw\u00e4cheln, was an viel mehr Tagen im Jahr vorkommt, als sich dies die meisten EEG-Bef\u00fcrworter vorstellen k\u00f6nnen. Daher ist zun\u00e4chst die Frage zu stellen, wieweit sich fossil befeuerte Kraftwerke \u00fcberhaupt als L\u00fcckenb\u00fc\u03b2er f\u00fcr derartig schwankende Stromlieferanten eignen.<\/p>\nFlexibilit\u00e4t ist eine Frage der Masse\u2026<\/b><\/h2>\n
Die Antwort auf diese Frage ist ganz einfach: Es gibt eine ganze Reihe von technischen wie auch wirtschaftlichen Gr\u00fcnden, die einen \u201eSpontanbetrieb\u201c nicht zulassen. Ein Gro\u03b2kraftwerk kann man nicht einfach ein- und ausschalten oder im Stop-and-Go-Betrieb \u201efahren\u201c wie ein Auto. Wichtigster Grund hierf\u00fcr sind zun\u00e4chst einmal die schieren Dimensionen der Anlagen, die mit 10.000den von Tonnen durchaus an die von Ozeanriesen heranreichen. Auch von Seeschiffen w\u00fcrde niemand erwarten, dass sie so abrupte Man\u00f6ver ausf\u00fchren wie ein Kajakfahrer im Wildwasser. Solche Massen sind tr\u00e4ge, abrupte \u00c4nderungen sind faktisch nicht m\u00f6glich. So enth\u00e4lt beispielsweise der Kessel eines Kraftwerksblocks neben enormen Mengen Stahl auch noch mehrere 1.000 Tonnen Wasser, die von Raumtemperatur auf bis zu 600 \u00b0C hochgeheizt werden m\u00fcssen, bevor man die Turbine anlaufen lassen kann. Das macht solche Riesen tr\u00e4ge. Bei Kohlekraftwerken, deren Kesselanlagen (Bild3<\/b>) mehr als 10.000 Tonnen schwer und bis zu 170 m hoch sind, kommen aufgrund ihrer speziellen Technik neben der Masse aber noch zus\u00e4tzliche technische Aspekte hinzu, die auch nach dem Hochfahren rasche Wechsel des Betriebszustands erschweren.<\/p>\n
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Bild 3. <\/b>Schemadarstellung des <\/b>Dampfkessels eines modernen Kohlekraftwerkes (Bild: VGB PowerTech <\/i>Germany, Wikimedia Commons)<\/p>\n15.000+ Tonnen lassen sich nicht \u201emal eben\u201c von Null auf 1450 \u00b0C bringen<\/b><\/h2>\n
Ein modernes Kohlekraftwerk erzeugt Dampf in einem sogenannten \u201eKessel\u201c. Dies ist jedoch ein v\u00f6llig irref\u00fchrender Ausdruck, denn in Wirklichkeit handelt es sich um ein kompliziertes, je nach Kraftwerk bis zu 170 m hohes Labyrinth aus B\u00fcndeln dickwandiger Stahlrohre, Bild 4<\/b>. In einem modernen Steinkohlekraftwerk wie dem Block 10 des Kraftwerks Duisburg-Walsum sind allein 450 km solcher Rohre mit Durchmessern zwischen einigen cm und knapp einem Meter verbaut. In diesen Rohren mit einem Gesamtgewicht von mehr als 10.000 Tonnen befinden sich au\u03b2erdem noch gro\u03b2e Mengen Wasser.<\/p>\n
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<\/b>Bild 4. Die Rohrb\u00fcndel eines vertikalen Dampferzeugers f\u00fcr ein Kernkraftwerk (Bild: Nuclear Regulatory Commission der USA\/ Wikimedia Commons)<\/em><\/p>\nIm laufenden Betrieb eines solchen Kraftwerks herrschen im Kesselraum Bedingungen, denen sich vermutlich selbst ein Teufel nicht gerne aussetzen w\u00fcrde. Die mit Kohlestaub und Druckluft erzeugten Brenngase erreichen Temperaturen bis zu 1.450 \u00b0C und sind dar\u00fcber hinaus auch noch korrosiv. Auch im Inneren der Rohrb\u00fcndel erreicht die Temperatur bis zu 620 \u00b0C. Zudem m\u00fcssen sie einem Dampfdruck von bis zu 274 bar standhalten, das ist nahezu doppelt so hoch wie der in einer Pressluftflasche.<\/p>\n
Gerade die Anfahrphase bereitet den Betreibern solcher Anlagen daher besondere Kopfschmerzen. Das Herauffahren von Raumtemperatur auf Betriebszustand muss sehr behutsam erfolgen, da sich die gesamte Konstruktion aufgrund der Erw\u00e4rmung ausdehnt: W\u00e4hrend des Aufheizens \u201ew\u00e4chst\u201c ein solcher Kessel um einen Meter oder mehr. Wenn die Temperaturverteilung dabei nicht gleichm\u00e4\u03b2ig ist, so kommt es innerhalb der Konstruktion zu zus\u00e4tzlichen Spannungen, die das Material sch\u00e4digen k\u00f6nnen.<\/p>\n
An der Grenze der Belastbarkeit<\/b><\/h2>\n
Grund f\u00fcr die extremen Bedingungen im Dampferzeuger ist der Wunsch nach einem m\u00f6glichst hohen Wirkungsgrad des Kraftwerks, der umso besser ist, je h\u00f6her man die Temperatur und den Druck des Dampfs treiben kann. Grenzen setzt dem jedoch die Belastbarkeit des Stahls, denn bei diesen extremen Bedingungen kommen selbst moderne legierte Stahlwerkstoffe an ihre Leistungsgrenze. Das Material beginnt sich unmerklich zu verformen und \u201ekriecht\u201c immer weiter, bis es schlie\u03b2lich irgendwann rei\u03b2t. F\u00fcr die Ingenieure besteht die Kunst darin, die Kesselkonstruktion und den Rohrwerkstoff so auszulegen, dass es innerhalb der Lebensdauer des Kraftwerks \u2013 etwa 30 Jahre bzw. 200.000 Betriebsstunden \u2013 m\u00f6glichst nicht zu einem solchen Schaden kommt. Besonders nachteilig f\u00fcr die Lebensdauer wirken sich zus\u00e4tzlich auftretende Spannungen im Material aufgrund z.B. ungleichm\u00e4\u03b2iger Temperaturen im Kessel aus. Zu letzteren kommt es vor allem dann, wenn der Kessel nicht in einem stabilen Betriebszustand mit langsamen \u00c4nderungen der Temperatur- und Druckverh\u00e4ltnisse verbleiben kann, sondern pl\u00f6tzliche Lastwechsel vollziehen muss. Dabei kommt es zu Temperaturunterschieden und damit Materialspannungen, welche die Lebensdauer herabsetzen. L\u00e4ngerfristig kommt es zu Sch\u00e4den, die zur Stillsetzung des Kraftwerks und teuren Reparaturen am Dampferzeuger zwingen. Jeder zu abrupte Lastwechsel und vor allem jeder unn\u00f6tige Stillstand kostet den Kraftwerksbetreiber daher viel Geld.<\/p>\n
Hohe Kosten im Teillastbetrieb<\/b><\/h2>\n
Weiteres Problem f\u00fcr die Betreiber von Kohlekraftwerken ist der hohe Fixkostenanteil an der Stromproduktion. Der Betrieb dieser riesigen Anlagen erfordert viel Personal, zudem m\u00fcssen die Kapitalkosten f\u00fcr die hohen Investitionsaufwendungen erwirtschaftet werden. Und last but not least sind solche Anlagen sehr wartungsintensiv, was entsprechend hohe Instandhaltungsaufwendungen bedingt.<\/p>\n
Wirtschaftliche Probleme gibt es deshalb vor allem im Teillastbetrieb, auch deshalb, weil die Brennstoffkosten nur einen recht geringen Teil der Gesamtbetriebskosten ausmachen: Bei einem Steinkohlekraftwerk sind es nur etwa 27 % und bei einem Braunkohlekraftwerk sogar nur rund 16 % der laufenden Kosten. F\u00e4hrt man ein solches Kraftwerk mit nur 50 % Auslastung, dann k\u00f6nnen sich die Erzeugungskosten pro kWh um bis zu 100 % erh\u00f6hen. Zudem verschlechtert sich dann der Wirkungsgrad erheblich, was zu h\u00f6heren CO2<\/sub>-Emissionen pro kWh erzeugter elektrischer Energie f\u00fchrt. Sowohl aus technischen als auch aus wirtschaftlichen Gr\u00fcnden ist es daher f\u00fcr ein Kohlekraftwerk nicht so ohne weiteres m\u00f6glich, \u201emal so eben\u201c den Launen des Windes und des Wetters zu folgen, nur damit Windbarone und Solark\u00f6nige ungeschm\u00e4lert ihre garantierten Profite einstreichen k\u00f6nnen. Erzwingen kann man seitens der Politik nat\u00fcrlich (fast) alles \u2013 aber die dabei entstehenden Kosten treffen letztlich vor allem den Verbraucher.<\/p>\nGasturbinen im Abseits<\/b><\/h2>\n
Die immer wieder ins Spiel gebrachten Gaskraftwerke sind keine Alternative, weil der damit produzierte Strom wegen der hohen Gaspreise zu teuer ist. Zun\u00e4chst einmal muss man bei Gaskraftwerken zwischen \u201enormalen\u201c Gasturbinen und den zweistufigen sogenannten Gas- und Dampf-Kraftwerken (GUD) unterscheiden. Leider werden beide Kategorien in der Presse immer wieder in einen Topf geworfen, obwohl man dann \u00c4pfel und Birnen vergleicht.<\/p>\n
Normale Gaskraftwerke bestehen aus einer gro\u03b2en Gasturbine mit angeschlossenem Generator. Sie haben keinen Kessel und geringe Massen und k\u00f6nnen daher innerhalb von Minuten starten, weshalb sie sich hervorragend als schnelle Reserve eignen, wenn das Netz unterversorgt ist. Allerdings ist der damit erzeugte Strom etwa 3-4 Mal teurer als Strom aus einem Braunkohlekraftwerk, weshalb sie meist bald nach Behebung des Notfalls wieder vom Netz genommen werden. Au\u03b2erdem ist ihr Wirkungsgrad relativ bescheiden.<\/p>\n
![\"fredfmue94.png\"](\"http:\/\/windland.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/fredfmue94.png.gif\")
<\/b>Bild 5. Prinzipschema eines Zweiwellen-GuD-Kraftwerks (Bild: Peter Lehmacher\/ Wikimedia Commons)<\/em><\/p>\nBei den sogenannten Gas-und-Dampfturbinen (GuD) handelt es sich dagegen im Prinzip um einen Zwitter aus Gasturbine und Dampfturbine, Bild 5<\/b>. Die Anlagen verf\u00fcgen zus\u00e4tzlich zur Gasturbine \u00fcber einen Kessel, der mit den hei\u03b2en Turbinenabgasen auf Temperatur gebracht wird. Mit dem so erzeugten Dampf wird dann zus\u00e4tzlich eine Dampfturbine betrieben. Vorteil dieser doppelten Nutzung ist ein hervorragender Wirkungsgrad von bis zu 60 %. Dennoch kostet Strom aus einem GuD-Kraftwerk \u2013 vor allem auch wegen des hohen Gaspreises \u2013 rund doppelt soviel wie der aus einem Braunkohlekraftwerk. Zudem m\u00fcssen GuD-Kraftwerke den Kessel nach dem Start erst mal hochheizen und k\u00f6nnen daher l\u00e4ngst nicht so dynamisch reagieren wie reine Gaskraftwerke. Sie eignen sich daher eher f\u00fcr die Mittellast, werden jedoch aufgrund ihrer hohen Stromgestehungskosten in letzter Zeit zunehmend unwirtschaftlich. Zurzeit werden deshalb zahlreiche Neubauprojekte gestoppt und sogar bereits in Betrieb befindliche GuD-Kraftwerke stillgelegt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Kohlekraftwerke: Ackerg\u00e4ule sind nun mal keine Springpferde Kohlekraftwerke sind die Arbeitspferde und das R\u00fcckgrat unserer Stromerzeugung. Zusammen mit Gasturbinen und den noch verbliebenen Kernkraftwerken sicherten sie im Jahr 2012 gute 71 % der deutschen Stromerzeugung. Mit dem Abschalten weiterer Kernkraftwerke wird ihr Anteil an der Stromversorgung voraussichtlich sogar noch weiter zunehmen. Von den Vertretern der […]<\/p>\n","protected":false},"author":259,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1,15,7,30,4,33,13],"tags":[],"class_list":["post-4433","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-allgemein","category-alternativen-zu-windkraft","category-die-co2-debatte","category-fanatismus-der-okofundis","category-gesundheitsgefahrdung","category-wirtschaftliche-folgen","category-zahlen-in-der-presse"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.windland.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/4433","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.windland.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.windland.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.windland.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/259"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.windland.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=4433"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.windland.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/4433\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.windland.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=4433"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.windland.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=4433"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.windland.ch\/wordpress\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=4433"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
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Der neue 1000-MW-Block im Braunkohlekraftwerk Niederau\u03b2em erreicht dank seiner besonders effizienten Anlagentechnologie einen Wirkungsgrad von 43 % (Foto: www.kohlekraftwerke.de)<\/p>\n![\"fredfmue90\"](\"http:\/\/windland.ch\/wordpress\/wp-content\/uploads\/fredfmue90.jpg\")
<\/b>Bild 1. Typischer Tageslastgang im deutschen Netz an einem Werktag im Herbst, ohne \u201eerneuerbare\u201c Energien (Grafik: Wikimedia Creative Commons)<\/em><\/p>\n