Kohlekraft - so funktioniert's

Stein- und Braunkohle werden zur Stromerzeugung und in einigen Fällen bei der Fernwärme genutzt. Dank neuer Technologien ist Braunkohle heute fast ebenso effizient wie Steinkohle.

Braunkohle hat einen niedrigeren Energiegehalt und wird ausschließlich in Kraftwerken verwendet, die in der Nähe von Braunkohleabbaugebieten liegen. Während ein mit Steinkohle befeuertes Kraftwerk eine geringfügig höhere Effizienz aufweist, ist Braunkohle in Bezug auf den Heizwert pro Gigajoule jedoch preisgünstiger als Steinkohle. Mit dem Einsatz neuer Technologien wie Kohletrocknung per DDWT-Verfahren (Druckaufgeladene Dampfwirbelschicht-Trocknung) kann bei Braunkohle ein mit Steinkohle vergleichbarer Wirkungsgrad erreicht werden.

Heiße und schnelle Verbrennung von Kohlepulver

Kohle wird zu einem feinen Trockenpulver gemahlen, das mehr Wärme abgibt und schneller verbrennt. Das Pulver wird in eine Brennkammer geblasen und bei sehr hohen Temperaturen verfeuert. Die so produzierte Wärmeenergie erhitzt Wasser, wodurch Dampf erzeugt wird. Dieser wird an eine Reihe von Turbinen mit propellerartigen Flügeln weitergeleitet.

Der Dampf treibt die Flügel an, so dass sich die Turbine mit hoher Geschwindigkeit zu drehen beginnt. Der am Ende der Turbinenwelle installierte Generator erzeugt aus diesen Drehbewegungen Strom. Nachdem der Dampf die Turbine durchlaufen ist, wird er kondensiert und erneut im Kessel erhitzt. In einigen Kraftwerken wird die erzeugte Wärme auch in das Fernwärmenetz eingespeist.

Neue effizientere Anlagen

Viele der Anlagen in Ländern wie China und Indien sind überaltet. 2008 gab es in China über 8.000 kleine Kohlekraftwerke, von denen viele einen geringen Wirkungsgrad und hohe Emissionswerte aufwiesen. Auch in den USA, Südafrika und Europa ist eine Modernisierung der meisten Anlagenparks erforderlich. Der durchschnittliche Wirkungsgrad der weltweiten Steinkohlekraftwerke liegt derzeit bei 28 Prozent. Neue Anlagen erreichen jedoch einen Wert von über 46 Prozent, was weitgehend auch bei den modernsten mit Braunkohle befeuerten Kraftwerken der Fall ist.

Innovative Technologien senken Emissionen

Aus den Verbrennungsgasen, die zuvor ungefiltert an die Luft abgegeben wurden, werden nun große Mengen an Partikeln herausgefiltert. Mithilfe von Spitzentechnologien können Emissionen von Schwefel, Stickoxiden, komplexen Kohlenwasserstoffen, Staub und Schwermetallen gesenkt werden. Zur Verringerung von Schwefelemissionen wird beispielsweise das Verfahren der Rauchgasreinigung angewandt. Wirksame Partikelfilter können Staubemissionen in die Atmosphäre bis zu 99,9 Prozent verhindern.

Kohleabbau

Zum Abbau von Kohle dienen zwei Grundverfahren, nämlich der Untertage- und der Tagebau. Die weltweite Kohlegewinnung erfolgt zu rund 60 Prozent im Untertagebau, wobei diese Angabe je nach Gebiet unterschiedlich ausfällt. In Australien wird Kohle beispielsweise zu 80 Prozent im Tagebau abgebaut.

Intensive Rekultivierung von Abbaugebieten

Die Kohlegewinnung an der Oberfläche wird angewandt, wenn die Kohle nahe unter der Erdoberfläche liegt. Dabei müssen zur Gewinnung der Kohle, bei der es sich in erster Linie um Braunkohle handelt, Erd-, Sand- und Steinschichten abgetragen werden. Ehemalige Abbaugebiete erfordern somit intensive Rekultivierung. Der Erdboden wird unter anderem zur Wiederaufforstung, zur Neuanlage von Weideland und für verschiedene Anpflanzungen genutzt.

In Gebieten, in denen die Kohle tief im Erdinnern gelagert ist, erfolgt die Gewinnung im Untertagebau. Im Gegensatz zum Tagebau ist dieses Verfahren mit mehr Risiken verbunden und erfordert zusätzliche Planungsmaßnahmen, da beispielsweise fortschrittliche Abwasser- und Lüftungssysteme eingerichtet werden müssen.