Gaskraftwerk

Was ist ein Gaskraftwerk?
Faktoren eines typischen Kraftwerks Werte
Bruttoleistung eines typischen Kraftwerks (MWel) bis 350; bis 1000 (GuD)
Preis dieser Anlage (Mio. Euro) 100-300 (GuD)
Bauzeit (Jahre) 1-2
Laufzeit (Jahre) 30-50
Stromgestehungskosten (Cent/kWh) 5-15 (langfrist. Teuerung)
Wasserbedarf nein
CO2-Emissionen (g/kWh) ca. 400, GuD leicht geringer
Radioaktive Abfälle (g/kWh) 0
Sonstige Umweltbelastungen gering bis hoch je nach Typ
Spitzenlastfähig ja
Grundlastfähig ja
Gesellschaftliche Bedeutung Werte 
Volkswirtschaftliche Bedeutung  gering
Akzeptanz  hoch

Ein Gaskraftwerk erzeugt elektrischen Strom aus der Wärme von Erdgas. Dabei wird zwischen Gasturbinenkraftwerk und einem mit Gas befeuerten Dampfkraftwerk unterschieden. Moderne Anlagen kombinieren beide Prinzipien im so genannten Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk (GuD). Gaskraftwerk, EnergetikaGaskraftwerke sind als eines von wenigen Kraftwerkstypen spitzenlastfähigDie Abnahme von Strom durch Industrie, Verkehr und private Haushalte verläuft nicht kontinuierlich, sondern bewegt sich zwischen Nachfrage-„Hochs“, der so genannten „Spitzenlast“, und -„Tiefs“, der „Schwachlast“. Vormittags oder am späten Mittag sind häufige Spitzenlastzeiten, in ihnen kann ein Vielfaches des Stroms nachgefragt werden gegenüber Schwachlastzeiten (etwa Nachts). Die Stromwirtschaft muss auf diese Schwankungen flexibel reagieren können., das heißt, dass sie im Bedarfsfall in wenigen Minuten auf Spitzenleistung hochgefahren werden können. Das ist sehr wichtig für die Regelung eines Stromnetzes und verhindert Stromausfälle bei Spitzenverbrauch. Gaskraftwerke sind eher kostengünstig im Bau, haben dafür relativ hohe Brennstoffkosten, der Gaspreis orientiert sich faktisch am Ölpreis, Gas ist beinahe so teuer wie Öl. Der Energieträger Gas wird von Deutschland zu großen Teilen importiert, Hauptlieferant ist Russland.

Wie funktionieren ein Gaskraftwerk?

Gas-und-Dampf-Kombikraftwerk, EnergetikaGaskraftwerke funktionieren nach dem klassischen Prinzip des Antriebs einer TurbineEine Turbine wird von bewegten Flüssigkeiten (oft Wasser) oder Gasen (oft Wasserdampf) in Drehung versetzt. Die Energie dieser Drehbewegung kann in einem Generator in elektrische Energie gewandelt werden. Turbinen werden zur Stromerzeugung in allen Wärmekraftwerken und in Wasserkraftwerken eingesetzt. durch Wärme. Entweder wird mit Brenngas ein Wasserkessel erhitzt und der Dampf treibt eine Turbine an, dann handelt es sich um ein mit Gas befeuertes Dampfkraftwerk, oder das Gas dient selbst als Brennstoff, der eine Gasturbine antreibt. Moderne Kraftwerke kombinieren beide Funktionen.

In einem reinen Gasturbinenkraftwerk ist der Wirkungsgrad niedrig, das bedeutet, dass relativ wenig von der Ausgangsenergie in Strom umgewandelt wird, da die Abgase nach Antrieb der Gasturbine immer noch sehr heiß und damit energiegeladen sind. Neuere GuD-Kraftwerke nutzen diese heißen Gase deshalb ein zweites Mal, um zusätzlich einen Dampfkessel zu erhitzen, der seinerseits eine Dampfturbine antreibt. Beide Turbinen übertragen ihre Bewegungsenergie an Generatoren, die daraus Strom erzeugen.

Der Wirkungsgrad kann noch weiter erhöht werden durch Kraft-Wärme-KoppelungDas Prinzip der Kraft-Wärme-Koppelung (KWK) besagt, dass die bei der Erzeugung von Strom anfallende Wärme auch als Heizwärme genutzt wird – umgekehrt kann bei der Wärmeerzeugung auch Strom als Nebenprodukt erzeugt werden. Durch KWK steigt der Wirkungsgrad der Energieform, es wird schlicht mehr Endenergie (Strom und Wärme) nutzbar gemacht., indem also die restliche Abwärme zum Heizen über Nah- oder Fernwärme genutzt wird.     

Vor- und Nachteile auf einen Blick
Vorteile
  • Der Bau eines Erdgaskraftwerks ist relativ schnell und kostengünstig. Erdgaskraftwerke verfügen über eine relativ hohe Leistung.

  • Stromerzeugung aus Gas ist flexibel, kann bei Bedarf schnell hochgefahren werden. Das hilft, Schwankungen im Stromnetz auszugleichen.     

Nachteile
Gaskraftwerke aus Nutzersicht

Am 1. Januar 2009 wurden die russischen Gaslieferungen über die Ukraine an Westeuropa gestoppt. Russland und die Ukraine gaben sich gegenseitig die Schuld. Mitten im Winter geriet die Wärmeversorgung eines ganzen Kontinents in akute Gefahr. In Serbien blieben die Heizungen tatsächlich kalt, andere Länder verfügten über ausreichende Reserven und andere, wenn auch weniger bedeutende Lieferstrecken. Die EU reagierte politisch und übte Druck auf Russland und die Ukraine aus. Der amtierende EU-Ratsvorsitzende Topolanek drohte den Kontrahenten mit „ernsthaftem Eingreifen“ der Europäischen Union. Der Vorfall deckte die Abhängigkeit von West- und Mitteleuropa von Lieferungen des russischen Erdgases auf.

Ende 2009 unterschrieben über hundert (bzw. 48%) der Ärzte im französischen Sarreguemines eine Petition gegen das grenznahe Gaskraftwerk in Hambach (Lothringen, Frankreich). Sie befürchten gesundheitliche Risiken für die Bevölkerung. Gleichzeitig gab es eine Demonstration von 2000 Bürgerinnen und Bürgern gegen den Kraftwerkneubau.

Durch das Kraftwerk entstehen andererseits in der Region 50 Arbeitsplätze. Es wird nach Angaben der Betreiber nur rund die Hälfte der üblichen Betriebsstunden pro Jahr aktiv sein, und nur zu Spitzenlastzeiten Strom liefern. Die deutlich reduzierten Laufzeiten verringern das gesundheitliche Risiko.

Gaskraftwerke vernetzt gedacht

Die Laufzeit eines Gaskraftwerks liegt technisch bei bis zu fünfzig Jahren. Die verfügbaren Gasreserven reichen aber nur noch für schätzungsweise 60 bis 70 Jahre – heute gebaute Gaskraftwerke können das Ende des Brennstoffes gewissermaßen „noch erleben“. Unerschlossene Vorkommen werden allerdings noch auf eine Reichweite von mehreren Jahrhunderten geschätzt.

„Gas geben“, den Gasherd andrehen – die Befeuerung durch Gas kann offenkundig sehr schnell hochgefahren werden. Das gleiche gilt auch für die Stromerzeugung. Bei Bedarf können Gaskraftwerke in kürzester Zeit deutlich mehr Strom liefern. Das macht sie zu wichtigen Bestandteilen eines Stromnetzes und übrigens auch zu einer geradezu „symbiotischen“ Ergänzung von einigen erneuerbaren Energien.

Je stärker nämlich auf Energien aus Wind und Sonne gesetzt wird, desto größer wird auch der Bedarf nach Energieformen, die die wetterbedingten Schwankungen in deren Stromproduktion ausgleichen.

Gaskraftwerke haben neben CO2 noch andere Emissionen. Für ein großes Kraftwerk schlagen jährlich bis zu 400 Tonnen Feinstaub zu Buche. Kühlwasser, das zurück in Flüsse emittiert wird (bei großen Kraftwerken ca. 1000 m3 pro Stunde), enthält Nitrate, Nitrite und Phosphate. Gleichwohl gelten Gaskraftwerke als deutlich umweltverträglicher als KohlekraftwerkeEin Kohlekraftwerk verfeuert Stein- oder Braunkohle, um aus der dabei entstehenden Wärme Strom zu erzeugen. Kohlekraftwerke stellen heute einen sehr wichtigen Teil der Grundversorgung an Strom. Allerdings emittieren sie mehr CO2 als alle alternativen Kraftwerkstypen und basieren auf einem endlichen, nicht regenerativen Brennstoff..

In manchen – kleineren – Gaskraftwerken werden als Gasturbinen so genannte Aeroderivative eingesetzt. Es handelt sich dabei schlicht um umkonstruierte Triebwerke von Großflugzeugen.

Eine Gasturbine von der Größe eines LKW-Anhängers kann eine Stadt von 300.000 Menschen mit Strom versorgen.

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