Aus Erdgas wird Energie

Erdgas deckt rund zehn Prozent des deutschen Strombedarfs. Gasturbinenkraftwerke dienen vorrangig der Erzeugung von Strom zu Spitzenlastzeiten. Als Brennstoff wird Erdgas und leichtes Heizöl eingesetzt.

Gas- und Dampfturbinen-Heizkraftwerke – moderne umweltfreundliche Energieanlagen

Gas- und Dampfturbinen-Anlagen (GuD-Anlagen) gehören aufgrund der erreichten hohen Ausnutzung der eingesetzten Brennstoffe bei der Energiegewinnung zu den umweltfreundlichsten konventionellen Kraftwerken. Dies gilt besonders dann, wenn die Technologie der Kraft-Wärme-Kopplung, also die Erzeugung von Strom und Wärme in einem gekoppelten Prozess, zum Einsatz kommt. Eine der weltweit modernsten Anlagen dieser Art ist das Heizkraftwerk (HKW) Mitte von Vattenfall in Berlin.

Funktionsweise der GuD-Anlage in Berlin Mitte

Das HKW Mitte wird vor allem mit dem besonders sauberen Energieträger Erdgas betrieben. Dabei entsteht bei der Verbrennung kein nennenswerter Schwefeldioxidausstoß. Erdgas verbrennt rückstandsfrei und weist deshalb kaum Staubentwicklung in Form von Flugasche auf. Die spezifische Kohlendioxid-Emission von Erdgaskraftwerken ist deutlich geringer als beispielsweise von Kohlekraftwerken, da Erdgas weniger Kohlenstoff enthält als Kohle.

In allen GuD-Heizkraftwerken wird das Prinzip eines Gasturbinenkraftwerkes mit dem eines Dampfkraftwerkes kombiniert. In den Brennkammern der zwei Gasturbinen im HKW Mitte verbrennt Erdgas unter hohem Druck und bei einer gleichmäßigen Temperatur von bis zu 1.100 Grad Celsius. Die Verbrennungsgase strömen durch die Schaufelräder der Gasturbinen und treiben die gekoppelten Generatoren mit 3.000 Umdrehungen pro Minute an. In den Generatoren wird dabei die Bewegungsenergie der sich drehenden Wellen in Strom umgewandelt.

Anschließend werden die heißen Rauchgase dazu genutzt, Wasser in den beiden Abhitzekesseln zu verdampfen. Dieser Dampf strömt dann mit einer Temperatur von maximal 524 Grad Celsius in eine Dampfturbine, die – genau wie die Gasturbinen – über einen gekoppelten Generator Strom erzeugt.

Nachdem der heiße Wasserdampf die Dampfturbine angetrieben hat, gelangt er in die Heizkondensatoren. Dort wird er wieder in den flüssigen Zustand, in Wasser, überführt und gibt dabei seine Wärme zu einem großen Teil an das Fernwärmenetz ab. Dabei wird das speziell aufbereitete Fernheizwasser bei einem Druck von bis zu 10 bar auf bis zu 135 Grad Celsius erwärmt. Dieses Fernheizwasser liefert den angeschlossenen Kunden über ein Rohrleitungsnetz die Energie zur Raumheizung und -klimatisierung sowie zur Warmwasserbereitung.

GuD-Kraftwerke werden mit gasförmigen Brennstoffen betrieben – in Mitte ist das neben Erdgas in geringem Maße auch extraleichtes schwefelarmes Heizöl – da feste Brennstoffe zu viel Flugasche in ihren Rauchgasen enthalten. Diese Asche würde die Schaufelräder einer Gasturbine zerstören.

Animierte Funktionsdarstellung einer Gas- und Dampfturbinenanlage

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