Energiesysteme 1 at TU Darmstadt

• Direkt in den Energiequellen vorhandene Energie
• Dazu gehören:
  • Sonnenenergie
  • Wasser (pot. Energie)
  • Wind (kin. Energie)
  • chem. geb. Energie
  • Kernenergie

• Energie, die aus Primärenergie durch Umwandlung gewonnen wird
• Wird auch als Endenergie bezeichnet
• Dazu gehören:
  • Strom
  • Fernwärme
  • Gase
  • Koks
  • Erdölprodukte

• Anteil der Endenergie, welcher dem Verbraucher tatsächlich zur Verfügung steht
  • Abgezogen sind dabei Verluste, die beim Transport entstehen
• Dazu gehören:
  • Mech. Arbeit
  • Wärme
  • Kälte
  • Licht
  • Schall

• Inkrafttreten 2005
• Ziel:
  • Verbindliche Emissionsreduktion um 5% gegenüber 1990 der Industrieländer
  • Keine Reduktionsverpflichtungen für Entwicklungsländer
• EU erfüllt ihre Kyoto-Verpflichtungen
• Weltweiter Anstieg des Treibhausgasausstoßes um 24%

• Vereinbarung aller 195 Mitgliedsstaaten der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen mit dem Ziel des Klimaschutzes in Nachfolge des Kyoto-Protokolls
• Ziele:
  1. Anstieg der globalen Durchschnittstemperatur <1,5°C
  2. 100 Mrd. Dollar jährlich für den Umbau der Energieversorgung oder die Reduzierung der Schäden durch den Klimawandel
  3. Freiwillige Selbstverpflichtung zur Angabe konkreter Zahlen zur CO2-Reduktion

• Senkung der Treibhausgasemissionen um 80% gegenüber 1990
• Steigerung des Anteils der erneuerbaren Energien am Strombedarf auf 80%
• Reduktion des Stromverbrauchs um 25% gegenüber 2008
• CO2-behaftete Erzeugung substituieren durch CO2-freie Erzeugung
• CO2-behaftete Prozesse verbessern

• Wird 20 Jahre gezahlt
• Für die Anlagen, die bis 2012 gebaut wurden, müssen 400 Mrd. € auf die Stromkunden umgelegt werden
• Für jede neu hinzugebaute Anlage kommen EEG-Umlagen hinzu

• Können großen Beitrag zur Reduktion der CO2-Emissionen im Stromsektor leisten
• Problem:
  • Können derzeit konv. Kraftwerke nicht vollständig ersetzen
  • Durch doppeltes Energiesystem aus konv. Kraftwerken sowie erneuerbaren Energien sind Stromkosten für die Verbraucher stark gestiegen
  • Bestehender Kraftwerkspark wird unrentabel

Heute:

• Großer Kraftwerkspark mit drei unterschiedlichen Fahrweisen
  • Grundlastkraftwerke
  • Mittellastkraftwerke
  • Spitzenlastkraftwerke
  • Hoher Wirkungsgrad bei Maximalleistung

Zukunft:

• Großer Kraftwerkspark, aber alle werden gleich beansprucht
  • Viele Lastwechsel
  • Hohe Lastgradienten
  • Geringe Mindestlast
  • Hoher Wirkungsgrad im gesamten Lastbereich wirtschaftlich

1. Braunkohle: 950 - 1.230 Gramm pro kWh
2. Steinkohle:  790 - 1.080 Gramm pro kWh
3. Erdöl: 890 Gramm pro kWh
4. Erdgas: 640 Gramm pro kWh
5. Erdgas GuD: 420 Gramm pro kWh

In einer ortsfesten Anlage wird der Energievorrat aus Biomasse, einem fossilen oder nuklearen Brennstoff durch einen Kreisprozess in mechanische oder elektrische Energie umgewandelt.

Abschnitte des Umwandlungsvorganges:

1. Freisetzung chemisch gebundener Energie in Wärme sowie deren Übertragung auf das Arbeitsmedium
2. Umwandlung der Wärme des Arbeitsmediums in mechanische Energie mit Hilfe eines Kreisprozesses
3. Umwandlung mechanischer in elektrische Energie

Kohle wird mittels Zuteiler auf die einzelnen Kohlemühlen verteilt. Die gemahlene Kohle wird daraufhin in den Brennerraum eingeblasen und dort vollständig verbrannt. Dieser dient als Dampferzeuger. Die Luft, welche benötigt wird, wird dabei vom Frischlüfter angesaugt und vom Rauchgas aus dem Brennraum vorgewärmt. Danach durchläuft das Rauchgas den Entstauber. Nachgeschaltet ist der Saugzug, welcher die Rauchgase aus der Unterdruck-Feuerung absaugt. Danach durchläuft das Rauchgas die Rauchgasentschwefelungsanlage. Am Ende verlässt das Rauchgas das Kraftwerk über dem Kamin oder Kühlturm.