Abwärme

Bei einem Kohlekraftwerk wird durch Verbrennung von Kohle Wärme erzeugt und damit Wasser in Dampf umgewandelt. Beim Kernkraftwerk liefert die Kernspaltung die Wärme zum Aufheizung des Wassers und zur Dampferzeugung. Mit dem Dampf werden in beiden Fällen Turbinen angetrieben. Diese treiben dann Generatoren an, die den elektrischen Strom liefern.

Bei diesem Vorgang ist es aus physikalischen Gründen unvermeidbar, dass ein Teil der Energie als Abwärme weggeführt werden muss. Der maximal mögliche Wirkungsgrad ist umso höher, je heißer der erzeugte Dampf und je niedriger die Temperatur des Kühlwassers ist, d. h. je größer die Temperaturdifferenz zwischen dem Dampf und der Kühlung ist. Bei der Kühlung besteht kein Unterschied zwischen einem Kohlekraftwerk und einem Kernkraftwerk. In einem Kernkraftwerk wird aber aus Sicherheitsgründen der Dampf nicht so hoch aufgeheizt wie in einem Kohlekraftwerk. Deshalb ist bei Kernkraftwerken der Wirkungsgrad niedriger als bei Kohlekraftwerken. Um also die gleiche Menge Strom zu erzeugen, entsteht beim Kernkraftwerk mehr Abwärme als beim Kohlekraftwerk. - Da im Sommer das Kühlwasser (aus einem Fluss) wärmer ist als im Winter, ist zwangläufig im Sommer auch der Wirkungsgrad eines Kohle- und Kernkraftwerkes niedriger.
Durch Kühlwasser aus einem Fluss (Alternative ist ein Kühlturm) wird der Fluss aufgeheizt. Da ein Kernkraftwerk meist eine viel größere Leistung hat als ein Kohlekraftwerk, kann in einem heißen Sommer der Fluss schneller als bei einem Kohlenkraftwerk unzulässig hoch aufgeheizt werden, so dass einheimische Pflanzen und Tiere im Wasser Schaden nehmen. In diesem Fall muss das Kernkraftwerk mit verminderter Leistung gefahren oder ganz abgeschaltet werden (wenn die Kühlung nicht über einen Kühlturm möglich ist).

So musste im Sommer 2003 wegen der großen Hitze das Kernkraftwerk Isar 1 bei Landshut im Juli 2003 seine Leistung auf 60 Prozent drosseln, damit sein Kühlwasser die Temperatur der Isar nicht über die von den Umweltschutzbehörden verhängte Marke von 25 Grad aufwärmt. Auch andere Kernkraftwerke mussten 2003 ihre Leistung drosseln, während die mit Kühlturm ausgerüsteten Kernkraftwerke uneingeschränkt weiterlaufen konnten. Aber auch Kohlekraftwerke ohne Kühltürme mussten im Jahr 2003 ihre Leistung drosseln, wie z. B. die beiden älteren Blöcke des Steag-Steinkohlekraftwerks in Voerde am Niederrhein /DIE WELT, 13.08.2003/.

Im Moment ist das Verhalten der Bevölkerung in Bezug auf den Energieverbrauch insofern noch ökologisch vernünftig, dass im Sommer weniger Energie verbraucht wird als im Winter. Man kann im Sommer daher zeitweise Kraftwerke abschalten, wie es bei Kernkraftwerken zur Wartung ohnehin geschieht. Sollte die Bevölkerung - ohne Rücksicht auf die Umwelt - auch im Sommer viel Strom, etwa zur Kühlung ihrer Häuser, verbrauchen, so kann das mit der Abwärme in Kraftwerken ein ernsthaftes Problem werden.

Als Idee taucht immer wieder auf, die Abwärme direkt zum Heizen zu nutzen. In diesem Fall muss die Temperatur des „Kühlwassers“ ca. 90 °C statt 20 °C betragen, damit man Häuser damit heizen kann. Man verzichtet dann aber zwangsläufig auf einen Teil des Stromes, weil das „Kühlwasser“ dann wärmer ist. Im Winter kann das günstiger sein, weil dann für einen Teil der (Primär-)Energie der Umweg über den Strom eingespart wird. Es hängt von vielen Faktoren ab, ob man die Abwärme nutzen will oder kann. Zum Teil ist dies auch ein gesellschaftliches Problem. Zum Beispiel will kaum jemand in der Nähe eines Kraftwerkes wohnen. In langen (und teuren) Leitungen entstehen jedoch hohe Wärmeverluste. Hier kann durchaus eine (gesellschafts-politische) Diskussion sinnvoll sein.
20.10.2006

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