Hauptnavigation

Dienstag, 05.05.2009

Suche im Redaktionsangebot von Quarks & Co
  • Tipps zur vergrößerten Ansicht.
  • Kontakt zur Redaktion.
  • Alle WDR Sendungen von A bis Z.
  • Inhaltsverzeichnis WDR.de.
  • Hilfe.
  • Multimedia-Portal.

Navigation



Sie befinden sich hier: > WDR.de > WDR Fernsehen > Wissen > Quarks & Co > Sendung vom 14. April 2009 > Heizung für das Treibhaus


Heizung für das Treibhaus

Wie klimaschädlich ist die Braunkohle?

  • SendeterminDienstag, 14. April 2009, 21.00 - 21.45 Uhr .
  • WiederholungsterminSamstag, 18. April 2009, 12.00 - 12.45 Uhr (Wdh.).
Große Glühbirne; Rechte: WDR
Die Braunkohle muss sich daran messen lassen, wie viel CO2 bei der Erzeugung einer Kilowattstunde Strom entsteht

In Nordrhein-Westfalen werden jährlich etwa 292 Millionen Tonnen des StichwortTreibhausgases Kohlendioxid (CO2) ausgestoßen. Mehr als ein Drittel davon stammen aus der rheinischen Braunkohle - die Kraftwerke der RWE Power AG setzten 2007 etwa 100 Millionen Tonnen CO2 frei. In der Diskussion um den vom Menschen gemachten Klimawandel hat die Braunkohle deshalb einen schweren Stand. Bei keinem anderen Brennstoff wird bei der Stromerzeugung soviel Kohlendioxid frei wie bei der Braunkohle. Ab 2013 werden die Betreiber von Kraftwerken für jede Tonne CO2, die aus ihren Schornsteinen quillt, im Rahmen des europäischen StichwortEmissionshandels bezahlen müssen. Deshalb ist die Menge von CO2, die pro Kilowattstunde erzeugtem Strom frei wird, auch ein wichtiges Entscheidungskriterium beim Bau neuer Kraftwerke. Braunkohle steht dabei in direkter Konkurrenz zu den anderen Stichwortfossilen Brennstoffen Steinkohle und Erdgas.

Energieverbrauch beim Transport

Kraftwerke, zu denen die Brennstoffe angeliefert werden; Rechte:
WDR
Braunkohlenkraftwerke stehen direkt neben den Tagebauen. Steinkohle kommt per Schiff, Erdgas per Pipeline

Die Förderung von Kohle und Gas kostet Energie – Bagger müssen angetrieben, Pipelines gebaut, Stollen in den Untergrund getrieben werden. Für jeden der Brennstoffe lässt sich genau analysieren, wie viel StichwortCO2–Äquivalente (CO2Äqu) schon in diesen sogenannten Vorketten entsteht. Braunkohle hat einen kurzen Transportweg, die Kraftwerke stehen direkt neben den Tagebauen. Deshalb belastet die Vorkette jede Kilowattstunde Strom aus Braunkohle mit nur 31 Gramm CO2Äqu. Bei Erdgas schlagen 59 Gramm zu Buche, bei importierter Steinkohle 106 Gramm. Beim Transport schneidet die Braunkohle also am besten ab.

Die Auswirkung der chemischen Zusammensetzung

Kohlenstoffatome im Feuer; Rechte: WDR
In Steinkohle und Braunkohle trägt praktisch nur Kohlenstoff zur Verbrennung bei

Die chemische Zusammensetzung der Brennstoffe spielt eine entscheidende Rolle für die Menge des CO2, die bei der Verbrennung ausgestoßen wird. Erdgas schneidet hier am besten ab. Es besteht zum größten Teil aus Methan. Bei der Verbrennung verbindet sich der Kohlenstoff mit dem Sauerstoff der Luft zu Kohlendioxid. Aber auch der Wasserstoff verbindet sich mit Sauerstoff und liefert dabei Wärme – das Verbrennungsprodukt ist am Ende harmloses Wasser. In Stein- und Braunkohle verbrennt dagegen fast ausschließlich Kohlenstoff und wird zu klimaschädlichem Kohlendioxid.

Der Vergleich: Pro Kilowattstunde erzeugter thermischer Energie werden bei Erdgas nur 223 Gramm CO2–Äquivalente frei, während bei Steinkohle 383 Gramm und bei Braunkohle sogar 432 Gramm frei werden. Kein gutes Ergebnis für die Braunkohle also.

Schlechte Umwandlung von Wärme zu Strom

Schema eines Gas-und-Dampf-Kraftwerks; Rechte: WDR
Wird Erdgas im Kraftwerk verbrannt, kann die Wärme doppelt genutzt werden

Kohlekraftwerke funktionieren nach einem einfachen Grundprinzip: Kohle wird verbrannt und mit der Verbrennungswärme wird Wasser verdampft. Der heiße Dampf strömt unter hohem Druck in eine Turbine und versetzt diese in schnelle Drehung. Die Turbine ist direkt mit einem Generator verbunden, in dem durch die Drehung Strom erzeugt wird.

Auch im besten Fall lässt sich nur ein Teil der Wärmeenergie in elektrische Energie umwandeln. Der sogenannte Wirkungsgrad eines Kraftwerkes gibt an, wie effektiv die Umwandlung abläuft. Heute betriebene Steinkohlenkraftwerke haben im Durchschnitt einen Wirkungsgrad von 37,5 Prozent. 62,5 Prozent der Energie gehen als Abwärme durch Kühlturm und Schornstein verloren! Braunkohle steht sogar noch etwas schlechter da. Weil Rohbraunkohle zu mehr als der Hälfte aus Wasser besteht, muss sie vor dem Verbrennen erst getrocknet werden – dabei geht wertvolle Energie verloren. Durchschnittlich haben Braunkohlenkraftwerke nur einen Wirkungsgrad von 34,5 Prozent. Selbst die modernsten Anlagen erreichen nur knapp 43 Prozent.

Auch hier ist Erdgas im Vorteil. Weil bei seiner Verbrennung keine Asche und kein Ruß entsteht, können die Verbrennungsgase direkt in eine Turbine geleitet werden. In einem zweiten Schritt wird die Restwärme hinter der ersten Turbine dazu genutzt, Wasser zu verdampfen und so eine zweite Turbine anzutreiben. Diese sogenannten Gas- und Dampfkraftwerke haben einen Wirkungsgrad von 55 Prozent und mehr und sind deshalb wesentlich klimafreundlicher.

Braunkohle auf dem letzten Platz

Siegerpodest mit Erdgas auf dem höchsten Treppchen, Steinkohle
an zweiter Stelle und Braunkohle an dritter; Rechte:
Braunkohle schneidet beim CO2-Ausstoß am schlechtesten ab

In der zusammengefassten CO2-Bilanz schneidet Braunkohle schlechter als Steinkohle und viel schlechter als Erdgas ab. Selbst wenn man nur die modernsten Braunkohlenkraftwerke betrachtet, so liegt deren Ausstoß an CO2–Äquivalenten bei rund 1000 Gramm pro erzeugte Kilowattstunde Strom. Die Durchschnittswerte aller bestehenden Braun- und Steinkohlenkraftwerke liegen sogar bei 1250 und 1090 Gramm CO2Äqu pro Kilowattstunde. Die neuesten Steinkohlenkraftwerke stoßen immerhin nur rund 890 Gramm pro Kilowattstunde Strom aus.

Neue Gas-und-Dampfkraftwerke dagegen landen in der CO2-Bilanz bei den Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen auf dem ersten Platz: Pro Kilowattstunde Strom qualmen nur rund 430 Gramm CO2–Äquivalente aus ihren Schornsteinen. Eine ähnliche Rechnung lässt sich auch für Kraftwerke auf der Grundlage erneuerbarer Energien und für die politisch umstrittene Atomkraft aufmachen. In einer Studie gibt das unabhängige Öko-Institut für Atomkraftwerke einen durchschnittlichen Ausstoß von 32 Gramm CO2–Äquivalenten je Kilowattstunde Strom an – hauptsächlich durch den Uranabbau verursacht. Der Wert für Windstrom liegt noch niedriger: 24 Gramm CO2–Äquivalente je Kilowattstunde erzeugtem Strom.

Stichwörter

1 Treibhausgase
Gasförmige Stoffe wie Kohlendioxid, Methan und Lachgas, die zwar in der Atmosphäre natürlicherweise vorkommen, deren vom Menschen verursachte Zunahme aber zur Aufheizung der Erdatmosphäre führen. Dieser Treibhauseffekt wird nach Meinung der meisten Klimaforscher gravierende Auswirkungen auf Landwirtschaft und die Verfügbarkeit von Trinkwasser haben und extreme Wetterereignisse verursachen. Zurück zum Absatz
2 CO2–Äquivalente (CO2Äqu)
Um eine einheitliche Grenze für die Summe aller Treibhausgase angeben zu können, wird deren Menge auf die Menge Kohlendioxid (CO2) umgerechnet, die ihrem Treibhauspotenzial entspricht. Lachgas trägt zum Beispiel 298 Mal so stark zum Treibhauseffekt bei wie CO2. Ein Gramm Lachgas entspricht deshalb 298 Gramm CO2Äqu.
3 Emissionshandel
Das Emissionshandelssystem schafft eine wirtschaftliche Basis, den Ausstoß des klimaschädlichen Gases CO2 dort zu reduzieren, wo die Vermeidung am kostengünstigsten ist. Dazu legt die Bundesregierung für Kraftwerke sowie die größeren Anlagen der energieintensiven Industrie, wie Stahlwerke, Raffinerien und Zementwerke eine gemeinsame Obergrenze für den Ausstoß an Treibhausgasen fest. Zurück zum Absatz
4 Fossile Brennstoffe
Brennstoffe wie Kohle, Erdgas und Mineralöl, die in geologischer Vorzeit aus Abbauprodukten von toten Pflanzen und Tieren entstanden sind. Fossile Brennstoffe gelten als nicht-erneuerbar, weil ihre Entstehung Millionen von Jahren dauert und ihre Vorräte deutlich langsamer neu gebildet als sie momentan durch den Menschen abgebaut werden. Zurück zum Absatz
Autor:

Daniel Münter

Stand: 14.04.2009


WebMedia

Sendung vom 14.04.2009


Alle Beiträge


Große Bagger und dicke Luft

Das Bergwerk zum Anklicken; Rechte: WDR

Der Braunkohlen-Tagebau zum Anklicken


Quarks-Braunkohle-Quiz

Quarks-Braunkohle-Quiz; Rechte: WDR

Neun Fragen zu Entstehung, Abbau und Verarbeitung [mehr]


Mehr zum Thema


Verwandte Themen


Quarks Extra

Die häufigsten Fragen zur Schweinegrippe; Rechte: WDR

Die häufigsten Fragen zur Schweinegrippe

Steckbrief des neuen Virus [mehr]


Beitragsvorschau


Darwinjahr 2009

Grafik: Entwicklung vom Affen zum Menschen; Rechte: WDR

wissen.wdr.de mit einem Spezial [mehr]


Rubriken


Sendetermine


Quarks Bildschirmschoner

Der Quarks-Bildschirmschoner zeigt die aktuelle Zeit auf einem
Ziffernblatt analog an.; Rechte: WDR

Mit dem Quarks & Co Bildschirmschoner behalten Sie die Zeit im Blick. [mehr]


Wissen macht Spaß


Service

Quarks-Skript; Rechte: WDR

Skript, Newsletter, Mitschnitt & Co. [mehr]


Wissenswert


RSS-Newsfeed

Logo: Quarks RSS-Newsfeed; Rechte: Quarks/WDR

  • Seite empfehlen.

Der WDR ist nicht für die Inhalte fremder Seiten verantwortlich, die über einen Link erreicht werden.