Da sich eine Reihe von Ländern weiterhin von stark umweltschädlichen fossilen Brennstoffen zu kohlenstoffarmen Alternativen bewegt, ändert sich die Dynamik des Betriebs von Kraftwerken ständig
Der IEA-Bericht hebt hervor, dass in den letzten zwei Jahren die globale Kohlenachfrage historisch zurückgegangen ist (Credit: Wikimedia Commons/TJBlackwell)
Kernenergie, Kohle und Wind sind nur drei Arten von Energie, die zur Stromerzeugung in Kraftwerken verwendet werden.überall auf der Welt.,
Da sich jedoch eine Reihe von Ländern weiterhin von umweltschädlichen fossilen Brennstoffen zu kohlenstoffarmen Alternativen bewegt, ändert sich die Dynamik des Betriebs von Kraftwerken ständig.
Laut BloombergNEF wird der weltweite Strombedarf von 25.000 Terawattstunden (TWh) im Jahr 2017 auf rund 38.700 TWh bis 2050 steigen, was neue Investitionen in die Stromerzeugungskapazität in den kommenden Jahren vorantreiben wird.
Hier werden NS-Energieprofile der verschiedenen Kraftwerkstypen erstellt, die jede Stromquelle benötigt, um Energie zu erzeugen.,
Arten von Kraftwerken zur Energieerzeugung
Kernkraftwerke
Mit einer Kernspaltungsreaktion und Uran als Brennstoff erzeugen Kernkraftwerke eine hohe Menge an Strom.
Da Kernkraftwerke als kohlenstoffarme Energiequelle gelten, wird die Technologie allgemein als umweltfreundlichere Option angesehen.
Im Vergleich zu erneuerbaren Energiequellen wie Sonne und Wind gilt auch die Stromerzeugung aus Kernkraftwerken als zuverlässiger.,
Obwohl die Investitionen, die erforderlich sind, um ein Kernkraftwerk in Betrieb zu nehmen, erheblich sind, sind die Betriebskosten relativ niedrig.
Kernenergiequellen haben auch eine höhere Dichte als fossile Brennstoffe und setzen große Energiemengen frei.
Aus diesem Grund benötigen Kernkraftwerke nur geringe Brennstoffmengen, erzeugen aber eine große Menge an Strom, was sie besonders effizient macht, wenn sie in Betrieb sind.,
Wasserkraftwerke
Wasserkraft wird durch die Nutzung der Gravitationskraft des fließenden Wassers erzeugt.
Im Vergleich zu fossilen Kraftwerken emittieren Wasserkraftwerke weniger Treibhausgase. Der Bau von Wasserkraftwerken und Staudämmen erfordert jedoch enorme Investitionen.,
Laut dem Wasserkraftstatusbericht 2017 der International Hydropower Association wurden im Jahr 2016 schätzungsweise 31,5 Gigawatt (GW) Wasserkraftleistung in Betrieb genommen, was die kumulierte installierte Kapazität der Welt auf 1.246 GW erhöht.
Allein China machte fast ein Drittel der weltweiten Wasserkraftkapazität aus und fügte 2016 rund 11,74 GW neue Kapazität hinzu.
Kohlekraftwerke
Laut der World Coal Association machten Kohlekraftwerke 2018 rund 37% des weltweiten Stroms aus, wobei China die größte Flotte der Welt besaß.,
Kohlekraftwerke nutzen Dampfkohle als Stromquelle und emittieren folglich eine erhebliche Menge schädlicher Gase in die Atmosphäre.
Um die Treibhausgasemissionen zu senken, haben viele Industrienationen bereits Pläne zum Ausstieg aus Kohlekraftwerken angekündigt.
Kanada plant, seine Kohlekraftwerke bis 2030 auslaufen zu lassen, während Großbritannien eine Frist von 2025 gesetzt hat und Deutschland strebt an, die Technologie bis 2038 aus seinem Stromnetz zu entfernen. Eine Reihe anderer europäischer Länder wird voraussichtlich bald folgen.,
Diesel-Kraftwerke
Mit Diesel als Brennstoff wird diese Art von Kraftwerk für die Kleinserienproduktion von elektrischer Energie verwendet.
Sie werden an Orten installiert, an denen alternative Stromquellen nicht einfach verfügbar sind, und werden bei Ausfällen hauptsächlich als Backup für eine unterbrechungsfreie Stromversorgung verwendet.
Dieselanlagen benötigen nur eine kleine Fläche und bieten im Vergleich zu Kohlekraftwerken einen höheren thermischen Wirkungsgrad.,
Aufgrund der hohen Wartungskosten und Dieselpreise haben die Kraftwerke nicht mit der gleichen Geschwindigkeit an Popularität gewonnen wie andere Arten von Kraftwerken wie Dampf und Wasserkraft.
Geothermische Kraftwerke
Zu den drei Haupttypen von geothermischen Anlagen gehören Trockendampfkraftwerke, Flash-Dampfkraftwerke und Binärkreislaufkraftwerke, die alle Dampfturbinen zur Stromerzeugung verwenden.
Die installierte Kapazität der Geothermie hat sich in den letzten zehn Jahren weltweit schrittweise erhöht, von knapp 10 GW im Jahr 2010 auf fast 14 GW im Jahr 2019.,
Geothermische Kraftwerke gelten als umweltfreundlich und stoßen im Vergleich zu Kohlekraftwerken geringere Schadgase aus.
Gaskraftwerke
Ein Gaskraftwerk verbrennt Erdgas-eine schnell wachsende Energiequelle in ganz Mexiko.die Welt-um Strom zu erzeugen.,
Obwohl Erdgas ein fossiler Brennstoff ist, sind die Emissionen aus seiner Verbrennung laut einer Studie der Union of Concerned Scientists viel niedriger als die aus Kohle oder Öl.
Die Daten der Internationalen Energieagentur (IEA) zeigen, dass die gasbefeuerte Stromerzeugung im Jahr 2019 um 3% gestiegen ist und ihre Stromerzeugung im globalen Mix auf 23% gestiegen ist.
Eine andere Art von Anlage, die Gas verwendet, ist ein Kombikraftwerk. Mit Gas-und Dampfturbinen erzeugen sie im Vergleich zu einem herkömmlichen Kraftwerk höhere Strommengen aus einer einzigen Brennstoffquelle.,
Sie erfassen Wärme aus der Gasturbine, um die Stromproduktion zu erhöhen, und setzen auch geringe Mengen schädlicher Gase in die Atmosphäre frei.
Solarkraftwerke
Solarenergieanlagen wandeln mit einer der saubersten und am häufigsten vorkommenden erneuerbaren Energiequellen Energie aus der Sonne in thermische oder elektrische Energie um.
Sie benötigen im Allgemeinen keine hohe Wartung und halten etwa 20 bis 25 Jahre.,
Laut der International Renewable Energy Agency (IRENA) wird die globale Solarstromkapazität zwischen 2018 und 2050 jedes Jahr um 9% zunehmen und in dieser Zeit von 480 GW auf mehr als 8,000 GW anwachsen.
Die anfänglichen Kosten für die Finanzierung von Solarkraftwerken sind jedoch hoch und die Installation erfordert viel Platz.
Eine weitere ähnliche Technologie ist die Solarthermie., Es handelt sich um ein System riesiger Spiegel, die entsprechend platziert sind, um die Sonnenstrahlen auf eine sehr kleine Fläche zu konzentrieren, um eine erhebliche Wärmemenge zu erzeugen, die dann Dampf erzeugt, um eine Turbine mit Strom zu versorgen.
Windkraftanlagen
In den letzten Jahren hat die Zahl der Windparks weltweit rasant zugenommen, gestützt durch technologische Fortschritte.
Die weltweit installierte Windenergiekapazität an Land und Offshore ist in den letzten zwei Jahrzehnten um den Faktor 75 gestiegen und laut IRENA von 7,5 GW im Jahr 1997 auf 564 GW im Jahr 2018 gestiegen.,
Nach dem Bau der Windkraftanlagen sind die Betriebskosten für die Instandhaltung von Windkraftanlagen niedrig und werden allgemein als relativ kostengünstig angesehen.
Windparks können auch auf landwirtschaftlichen Flächen errichtet werden, ohne dass die Anbautätigkeit unterbrochen wird.
Die Wartung von Windkraftanlagen kann jedoch variieren, da einige häufig überprüft werden müssen und Windkraftprojekte in der Regel enorme Investitionen erfordern.,
Gezeiten-Kraftwerke
Gezeiten-Energie entsteht aus der Umwandlung von Energie aus der Kraft der Gezeiten in Kraft, und seine Produktion ist mehr als vorhersehbar im Vergleich zu Windenergie und Solarenergie.
Aber die Gezeitenkraft ist immer noch nicht weit verbreitet, obwohl die weltweit erste Großanlage ihres Typs 1966 in Betrieb genommen wurde.