Wärmekraftwerk

Ein Wärmekraftwerk ist ein Kraftwerk, in dem Wärmeenergie erzeugt und mithilfe einer Wärmekraftmaschine in mechanische Energie umgewandelt wird. Diese mechanische Energie kann wiederum zur Erzeugung von elektrischer Energie mithilfe eines Generators verwendet werden. Es existieren diverse Bauformen von Wärmekraftwerken, die dabei auch auf verschiedene Energieträger zurückgreifen.

Arten und Wirkungsgrad von Wärmekraftwerken

Einige Wärmekraftwerke nutzen fossile Energieträger, um durch deren Verbrennung Wärmeenergie freizusetzen. Dazu gehören Kohlekraftwerke, Gaskraftwerke und Ölkraftwerke. Ähnlich wie bei Kernkraftwerken, die Wärmeenergie durch Kernspaltung gewinnen, und solarthermischen Kraftwerken, die Sonnenenergie nutzen, fungiert als Wärmekraftmaschine z.B. eine Dampfturbine. Auch Gasturbinen oder Verbrennungsmotoren werden in einigen Arten von Wärmekraftwerken genutzt.

Der Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine bei der Umwandlung von Wärmeenergie zu mechanischer Energie ist physikalisch durch den sogenannten Carnot-Faktor begrenzt, sodass erhebliche Verluste vor allem in Form von Abwärme unvermeidlich sind. Wird diese Abwärme nicht genutzt, liegt der Wirkungsgrad eines Wärmekraftwerks typischerweise zwischen 30 und 45 %. Moderne Gas-und-Dampf-Kombikraftwerke können aber auch einen Wirkungsgrad von rund 60 % erreichen. Einige Wärmekraftwerke nutzen Kraft-Wärme-Kopplung und erhöhen auf diese Weise ihre Energieeffizienz.

Bedeutung von Wärmekraftwerken

Wärmekraftwerke gehören zu den wichtigsten Energielieferanten in den meisten Industriestaaten. Sie werden bereits seit Jahrzehnten in verschiedenen Bauformen genutzt und sind daher vor allem in Westeuropa weit verbreitet und bedeutend für die Versorgungssicherheit. Beinahe alle Großkraftwerke sind Wärmekraftwerke. Eine Ausnahme stellen Wasserkraftwerke dar.

Als kritisch zu betrachten ist dabei vor allem, dass viele Bauarten fossile Brennstoffe nutzen, deren Verfügbarkeit begrenzt und deren Verbrennung für den Ausstoß von großen Mengen an CO2 verantwortlich ist. Wärmekraftwerke, die nukleare Energie nutzen, gefährden die Umwelt durch radioaktive Stoffe.