Einen weiteren noch effizienteren Kraftwerkstyp, der auf Grundlage von Erdgas betrieben wird, lernen wir in diesem Tutorial kennen.

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7. Gas-und-Dampf-Kraftwerke (GuD)

Beim Austritt aus der Gasturbine haben die Abgase noch Temperaturen von teilweise über 500°C. Die darin enthaltene Energie wird im Gas-und-Dampfturbinen-Kraftwerk (GuD-Kraftwerk) genutzt, der effizientesten derzeit verfügbaren Technologie zur Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen. In diesem Kraftwerkstyp werden Gasturbinen mit einem Dampfkraftprozess gekoppelt.

Eine oder mehrere Gasturbinen erzeugen durch die Verbrennung von Gas oder Mineralölen Strom. Die heißen Abgase werden in einen Dampferzeuger geleitet. In diesem zirkuliert Wasser durch ein Rohrsystem, nimmt die Wärme der Abgase auf und verdampft.
Der Dampf treibt eine Dampfturbine an, die ihrerseits über einen Generator Strom erzeugt. Mit einem Kondensator und einer Pumpe wird der Dampfkraftprozess geschlossen.

Wird im Dampferzeuger noch Erdgas oder Öl verfeuert, wird das Kraftwerk auch als Kombiblock bezeichnet. Um einen möglichst hohen Wirkungsgrad, also eine effektive Nutzung der Primärenergie zu erreichen, sollte im Dampferzeuger allerdings kein Brennstoff mehr verfeuert werden, da dies zu einem Wirkungsgradverlust führt.

Bei einer wirkungsgradoptimierten Auslegung werden im GuD-Kraftwerk etwa zwei Drittel der elektrischen Leistung durch die Gasturbine bereitgestellt, etwa ein Drittel durch den Dampfkraftprozess.

Das so entstehende Kraftwerk ermöglicht Wirkungsgrade von bis zu 60 % für die reine Stromerzeugung.

Einsatz des GuD-Kraftwerkes

Auf Grund der höheren Komplexität der Anlage und dem trägeren Dampfkraftprozess eignet sich das GuD-Kraftwerk als Grund- und Mittellastanlage.

Die hohen Brennstoffkosten für Gas erschweren die Wirtschaftlichkeit gegenüber Kohlekraftwerken, vor allem bei niedrigen CO2-Preisen.

Eine noch effizientere Brennstoffnutzung lässt sich mit der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erreichen. Dies wird allerdings im Tutorial der nächsten Woche weiter ausgeführt.