unsere energieversorgung ausgewogener energiemix mit steinkohle

aber bei hoher Temperatur zunächst gut
gereinigt werden, da sonst die heißen
Aschepartikel und die chemischen Bestandteile
des Rauchgases die Turbinenschaufeln
beschädigen würden. Hierzu
werden zur Zeit umfangreiche Forschungen
durchgeführt und neue Werkstoffe und Filtertechniken
entwickelt. Ein Wirkungsgrad
von über 50% kann dabei erreicht werden.
Bei gleichzeitiger Nutzung auch von Wärme
(Kraft-Wärme-Kopplung), z. B. zur Raumheizung,
kann der Energieausnutzungsgrad
weit darüber hinausgehen. Bei der Kraft-
Wärme-Kopplung wird im Kraftwerk ein bestimmter
Energieanteil als Wärme ausgekoppelt
und in ein Fernwärmenetz geleitet.
Dadurch entsteht kaum Abwärme, die ungenutzt
bleibt. Insbesondere für Industrieanlagen,
die für ihre Produktion z. B. Prozesswärme
brauchen, und Stadtregionen
ist die Kraft-Wärme-Kopplung eine effektive
Lösung. Unter optimalen Bedingungen, z. B.
an einem Wintertag, können Gesamtwirkungsgrade
von über 80% erreicht werden.
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Druckkohlenstaubfeuerung
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� 1 Kessel 2 Ascheabscheidung 3 Turbine für
Rauchgas (Hochtemperatur) 4 Wärmetauscher
5 Turbine für Restwärme 6 Transformator
Wirbelschichtfeuerung
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Umweltfreundlich und auch mit hohem
Nutzeffekt können Kraftwerke mit Wirbelschichtfeuerung
arbeiten. Hier wird Feinkohle
mit Kalkstein vermischt in einem Kessel
mit von unten her eingeblasener Luft
verwirbelt und verbrannt. Der Kalkstein
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bindet Schwefel, der damit direkt in der
Asche verbleibt. Die Wirbelschichtfeuerung
ist für feste Brennstoffe – also für Kohle –
besonders vorteilhaft, weil die Wärme intensiv
auf die Siederohre des Kessels übertragen
wird, die in diese brodelnde und brennende
Schicht eintauchen. Dadurch kann
bei gleicher Leistung die Kesselgröße verringert
werden. Wenn die Verbrennung unter
Überdruck durchgeführt wird, kann mit den
Abgasen der verbrennenden Kohle zusätzlich
eine Gasturbine zur Stromerzeugung
betrieben werden. Dadurch lässt sich der
Wirkungsgrad der Stromerzeugung erhöhen.
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Wirbelschichttechnik
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� 1 Kohle 2 Kalk 3 Ascheabscheidung
4 Verbrennungsluft 5 Düsenboden
6 Wirbelschicht 7 Wasserzulauf 8 Dampf
Die Wirbelschichtfeuerung hat neben der
Anwendung in Kraftwerken wegen ihrer
Umweltfreundlichkeit und ihrer technischen
Vorteile vor allem Bedeutung für die Wärmeerzeugung,
z. B. in dezentralen Heizwerken
für die Nahwärmeversorgung und in Industriebetrieben.
Solche Heizwerke und
Kraftwerke mit unterschiedlichen Leistungswerten
sind bereits seit Jahren in Betrieb.
Ein Kraftwerk von besonderer Bauart wird in
Völklingen im Saarland betrieben. Die Abwärme
wird direkt in ein Fernheiznetz eingeleitet.
Mit einem Großkessel konventioneller
Art wird eine Wirbelschichtfeuerung kombiniert.
Der Schwefel wird nach der Verbrennung
aus dem Abgas entfernt. Die gereinigten
Abgase werden über den Kühlturm abgeleitet:
der Schornstein wird eingespart.
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Koks für die Hütten
Die Bundesrepublik Deutschland verfügt in
ausreichendem Maße über eine der besten
Kokskohlen der Welt. Als Kokskohle wird
eine Kohlenart bezeichnet, meist Fettkohle,
die beim Erhitzen besonders stark zusammenbackt
und zugleich durch das entweichende
Gas gut aufgebläht wird. Sie bildet
einen festen, porigen Koks.
Ein Teil der in Deutschland geförderten Kohle
geht in die Kokereien und von dort als
Koks in die Eisenhüttenindustrie. Wirtschaftliche
Eisenverhüttung in großen Mengen ist
ohne Hüttenkoks nicht möglich, auch wenn
zusätzlich Öl und Gas und zunehmend Kohlenstaub
verwendet werden.
Wie wichtig Koks für die Versorgung der Industrie
ist, hat die jüngste Entwicklung
(2004) gezeigt: Der wirtschaftliche Aufschwung
Chinas hat die Weltmärkte geleert
und das Preisniveau über das des deutschen
Kokses getrieben. Infolgedessen ist nun der
Ausbau der deutschen Kokereikapazität vorgesehen.
Um Eisenerz in reines Eisen zu verwandeln,
ist ein geeignetes Reduktionsmittel nötig,
der Koks. Der abbrennende Koks erzeugt
im Hochofen die Hitze zum Schmelzen des
Erzes, und der im Koks enthaltene reine
Kohlenstoff verbindet sich in dieser Hitze zugleich
mit dem im Erz enthaltenen Sauerstoff.
Das nennt man Reduktion. An Hüttenkoks
werden hohe Anforderungen gestellt:
Er muss fest sein, stückig und porös. Nur so
ist es möglich, dass die von unten einströmende
Luft das Erz-Koks-Gemisch gleichmäßig
durchströmt, dass also der Reduktionsvorgang
vollständig ablaufen kann.
Außerdem darf Hüttenkoks weder Schwefel
noch Phosphor enthalten, der Ascheanteil
soll möglichst gering sein. Verkokt wird die
Kohle in Horizontalkammeröfen. Zahlreiche
nebeneinanderliegende Ofenkammern bilden
dabei eine Koksofenbatterie. Die Kokskohle
wird von oben eingefüllt, der fertige
Koks seitlich herausgedrückt. Die Erhitzung
erfolgt mit Hilfe von Brenngas über die Heizzüge
zwischen den Ofenkammern. Die
Kokskohle wird unter Luftabschluss mit steigender
Temperatur entgast, das heißt, die
flüchtigen Bestandteile werden ausgetrieben.
Die glühende Kohle bildet eine plastische
Masse; sie backt wie ein Kuchenteig,
in dem die Gasbläschen Poren bilden, zu-