Text B Kraftwerke

Text B Kraftwerke

In Kraftwerken werden meist fossile,also nicht nachwachsende,Brennstoffe eingesetzt.Zu diesen Brennstoffen zählen Braun-und Steinkohle,Erdgas und Erdöl.Die Verbrennung erfolgt in Blockheizkraftwerken,Kohlekraftwerken,IGCC-Kraftwerken und GuDKraftwerken.Des Weiteren gehören auch noch die Kernenergie bzw.Atomenergie zu den konventionellen Energien.

Atomkraftwerk(AKW)

Die Funktionsweise eines Atomkraftwerks(AKWs),auch Kernkraftwerk genannt,ähnelt sehr stark der eines Kohlekraftwerks.Gröβter Unterschied ist die Bereitstellung der Wärmeenergie.Es wird innere in Wärme-,dann in mechanische und schlussendlich in elektrische Energie umgewandelt.Zu den unterschiedlichen Reaktortypen zählen der Leichtwasserreaktor,Schwerwasserreaktor,Brutreaktor und der gasgekühlte Hochtemperaturreaktor.

.Funktionsweise

In einem AKW wird in einem Kernreaktor die durch Kernspaltung(sehr selten aber auch durch Kernfusion)freiwerdende Energie genutzt.Dabei werden meist Urankerne,welche sich in Brennstäben befinden,mit Neutronen beschossen.Durch das Neutron erhält der Urankern so viel Energie,dass er sich spaltet.Die Spaltung hat zur Folge,dass zwei Elemente mit niedrigerer Ordnungszahl(als Uran)und weitere Neutronen entstehen.Die Neutronen geben Energie an den Moderator,welcher meist Wasser ist,ab.Diese Energie wird zur Wasserdampferzeugung genutzt.Durch das Neuentstehen von Neutronen kommt eine Kettenreaktion in Gang.Diese kann durch so genannte Regelstäbe gesteuert werden.Der erzeugte Wasserdampf wirdüber eine Turbine entspannt und treibtüber eine Welle einen Generator an,der Strom erzeugt.

.Vorteile/Nachteile

Dadurch,dass keine Verbrennung von fossilen Brennstoffen stattfindet,wird kein klimaschädliches CO2 erzeugt.Des Weiteren besitzt Uran eine hohe Energiedichte.Da der radioaktive Abfall gefährlich für Mensch und Umwelt ist,wird eine sichere Lagerung scharf diskutiert.Zu denken geben auch mögliche Unfälle,bei denen radioaktive Stoffe freigesetzt werden können.

.Weitere Informationen

Atomkraftwerke besitzen einen Wirkungsgrad von ca.30%bis 40%.Der übliche Leistungsbereich erstreckt sich von einigen 100 MW bis 1,5 GW.Weltweit sind zurzeit 443 Atomkraftwerke in Betrieb(Stand:Juli 2019).Deutschland betreibt derzeit noch 7 Reaktoren,die allerdings bis Ende 2022 stillgelegt werden.

Blockheizkraftwerk(BHKW)

Ein BHKW erzeugt mittels Kraft-Wärme-Kopplung(KWK)sowohl Wärme,als auch Strom.Es wird meist mit einem Kolbenmotor oder einer Gasturbine(auch mit Mikrogasturbinen)betrieben.

.Funktionsweise

In einem Blockheizkraftwerk werdenüberwiegend Bio-und Erdgas,Kerosin und Diesel,sowie Methanol und Ethanol verbrannt.Wird das BHKW mit einem Motor betrieben,so treibt dieser einen Generator an,welcher Strom erzeugt.Beim Betrieb mit einer Gasturbine wird das durch die Verbrennung gewonnene Abgas in der Gasturbine entspannt,was ebenfalls eine Generierung von elektrischer Energie zur Folge hat.Sowohl Blockheizkraftwerke mit Motor,als auch mit einer Gasturbine,nutzen das heiβe Abgas als Wärmequelle.Mittels Wärmeüberträgern wird die Wärmeenergie z.B.zum Heizen genutzt.Dies kann entweder durch die Einspeisung in das Nahwärmenetz oder durch den direkten Anschluss eines Heizungssystems erfolgen.

.Vorteile/Nachteile

Durch die Kraft-Wärme-Kopplung erreichen Blockheizkraftwerke einen sehr hohen energetischen Wirkungsgrad von bis zu 90%.Ein weiterer Vorteil ist das groβe Anwendungsgebiet.Dank Mini-BHKW können einzelne Häuser mit Strom und Wärme versorgt werden.Nachteilig ist die Abhängigkeit der elektrischen und thermischen Energie voneinander,da beide nicht in beliebigem Verhältnis zueinander erzeugt werden können.

.Weitere Informationen

Die elektrischen Leistungsklassen reichen von 7 k W(Mikrogasturbine)bis zu 40 MW(Gasturbine).Zwischen 0,2 und 10 MW werden an thermischer Leistung bereitgestellt.Der Wirkungsgrad für die Stromerzeugung beträgt bis zu 50%,sodass ein Gesamtwirkungsgrad von ca.90%erreicht werden kann.

GuD-Kraftwerk

Ein Gas-und-Dampf-Kraftwerk beruht auf dem Prinzip der Kombination eines Gasturbinen-und eines Dampfturbinenprozesses.Dieser Kraftwerkstyp gehört zu den Kraft-Wärme-Kopplungs-Prozessen.Es kann sowohl Strom,als auch Wärme bereitgestellt werden,wobei in der Regel der gröβte Teil der Abwärme für den Dampfprozess genutzt wird.

.Funktionsweise

Zunächst wird ein Gasturbinenprozess betrieben.Dabei wird Gas(meist Erdgas oder Biogas)mit Sauerstoff gemischt und verbrannt.Das Abgas gelangt durch eine Gasturbine,in der es sich entspannt undüber die Schaufeln der Turbine eine Welle antreibt.Es wird chemische Energie des Brennstoffs in mechanische Energie gewandelt.Die Welle liefert einem Generator die nötige Bewegungsenergie,um Strom zu erzeugen.Anders als in den meisten offenen Gasturbinenprozessen wird das Abgas weiter genutzt,da dies noch eine hohe Temperatur besitzt.Über einen Abhitzekessel wird dem heiβen Abgas Wärme entzogen und Wasser in einem zweiten Kreislauf verdampft.An dieser Stelle wird ein Dampfkraftprozess zugeschaltet.

Der im Abhitzekessel erzeugte Wasserdampf wird zum Betreiben einer Dampfturbine genutzt,welche auch wieder mit Hilfe eines Generators Strom generiert.Die Gasturbine erzeugt ungefähr doppelt so viel Strom wie die Dampfturbine.

.Vorteile/Nachteile

Die Vorteile der GuD-Kraftwerke sind zum einen die Möglichkeit,Wärme,Wasserdampf und elektrische Energie bereitzustellen und zum anderen der Hohe Wirkungsgrad von bis zu ca.60%.Des Weiteren sind die Investitionskosten und die Bauzeit geringer als bei anderen Kraftwerken.Als Nachteil ist die notwendige Verbrennungsreaktion und die damit verbundene CO2-Erzeugung zu nennen.Im Vergleich zu einem Kohlekraftwerk wird aber pro Wh Strom weniger CO2 erzeugt.

.Weitere Informationen

Der Leistungsbereich reicht von wenigen MW bis zu mehreren 100 MW elektrischer Leistung.Je nach Bedarf und Gröβe des GuD-Kraftwerks können weit mehr als 500 t/h Dampf aus dem Prozess ausgekoppelt werden.Bei der Einhaltung gewisser Auflagen werden GuD-Kraftwerke in Deutschland durch Steuervorteile staatlich unterstützt.

lGCC-Kraftwerk

IGCC ist Englisch und steht für”Integrated Gasification Combined Cycle“.Das bedeutet so viel wie kombinierter Prozess mit integrierter Vergasung.Es handelt sich dabei um eine Kombination von einem Gas-und Dampfprozess(GuD),in der Kraft-Wärme-Kopplung realisiert wird.

.Funktionsweise

Ein IGCC-Kraftwerk wird meist mit Kohle betrieben.Bevor die Kohle in den Vergaser gelangt wird diese zerkleinert und dann getrocknet,um das enthaltene Wasser zu entfernen.Auβerdem wird Sauerstoff,welcher aus einer Luftzerlegungsanlage kommt,zugemischt.

Die Kohle und der Sauerstoff werden in Rohgas umgewandelt.Anschlieβend kommt das Rohgas in einen Shift-Reaktor,in dem unter anderem Kohlenmonoxid(CO)in Kohlendioxid(CO2)gewandelt wird.Danach werden Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff(H2 S)aus dem Rohgas abgeschieden.Das so entstandene Reingas gelangt zusammen mit verdichteter Luft in die Brennkammer und wird dort verbrannt.

Das durch die Verbrennung entstandene Rauchgas treibt eine Gasturbine und somit eine Welle an.Mit einem Generator wird aus der Rotationsbewegung der Welle Strom erzeugt.Es wird also erst die chemische Energie der Kohle in mechanische Energie der Welle und dann in elektrische Energie gewandelt.Danach wird das aus der Turbine kommende Abgas durch einen Abhitzekessel geleitet.Derüberhitzte Wasserdampf,welcher im Abhitzekessel entsteht,wird zum Betreiben einer Dampfturbine genutzt.Diese generiert ebenfalls wie die Gasturbine mit einem Generator Strom.Auβerdem kann durch eine Abzweigung mit diesem Prozess Wasserdampf bereitgestellt werden.

.Vorteile/Nachteile

Den gröβten Vorteil im IGCC-Kraftwerk stellt die Gasreinigung dar.Das CO2 kann relativ einfach vor der Verbrennung abgeschieden werden.Des Weiteren kommt dem Prozess die Verwendung von Kohle zugute,da diese billig ist und eine hohe Verfügbarkeit besitzt.Als Nachteil sei an dieser Stelle die Komplexität der Anlage zu nennen,welche hohe Investitionskosten,aufwendige Wartungsarbeiten und eine gröβere Anfälligkeit für Störungen nach sich zieht.

.Weitere Informationen

Dank des GuD-Prozesses,sowie der Kraft-Wärme-Kopplung,können IGCCKraftwerke einen Wirkungsgrad von bis zu 60%erreichen.Durch die Komplexität der Anlage befindet sich der Leistungsbereich bei einigen 100 MW elektrischer Leistung,da sich kleinere Leistungen nicht lohnen würden.Aufgrund der hohen Investitionskosten konnte sich diese umweltfreundliche Technik allerdings noch nicht im kommerziellen Bereich durchsetzen.

Kohlekraftwerk(KKW)

Es gibt sowohl Braun-,als auch Steinkohlekraftwerke.Im KKW wird in einem groβen Ofen Kohle verbrannt,um Strom zu erzeugen.Dabei wird chemische in Wärme-,dann in mechanische und zuletzt in elektrische Energie gewandelt.

.Funktionsweise

Zunächst wird die Rohkohle getrocknet und zerkleinert,um anschlieβend in der Brennkammer verbrannt zu werden.Die freiwerdende Energie,in Form von Wärme,wirdüber Wärmeübertrager an einen Wasserkreislauf abgegeben.Das Wasser beginnt zu sieden und geht vom flüssigen zum gasförmigen Aggregatzustandüber.Der so entstehende Wasserdampf wirdüberhitzt und somit auf ein hohes Druckniveau gebracht.Jetzt gelangt dieserüber Rohrleitungen zu einer Turbine,welche er antreibt und sich dabei entspannt(auf ein niedriges Druckniveau).Die Drehbewegung der Turbine erzeugt in einem Generator Strom.Es wird also an dieser Stelle mechanische in elektrische Energie gewandelt.Das entstandene Abgas wird gereinigt undüber einen Schornstein an die Umgebung abgegeben.Der die Dampfturbine verlassende Wasserdampf wird in einem Kondensator kondensiert(Übergang von Dampf zu flüssigem Wasser).Anschlieβend wird das Wasser komprimiert und zurück in die Brennkammer geleitet.

.Vorteile/Nachteile

Aufgrund der groβen Kohlevorräte können Kohlekraftwerke noch lange betrieben werden.Im Vergleich zu anderen Techniken und Brennstoffen stellt Kohle eine relativ günstige Möglichkeit der Stromerzeugung dar.Allerdings zieht die Verbrennung fossiler Brennstoffe immer eine Erzeugung von CO2 nach sich.Da CO2 ein Treibhausgas ist,wirkt es sich nachteilig auf das Klima aus.

.Weitere Informationen

Moderne KKW bewegen sich in einem Leistungsbereich von ca.800-1 000 MW.Mit Hilfe stetiger Verbesserungen erreichen KKW heutzutage Wirkungsgrade von ca.45%.Die Kohlereserven in deutschen Lagerstätten würden bei gleichbleibendem Abbau noch etwa 200 Jahre reichen.Deutsche Steinkohle ist zwaräuβerst hochwertig,liegt aber sehr tief und ist wegen ihrer im Vergleich zu anderen Ländern schlechten Abbaubarkeit zu teuer.Deshalb sind die meisten deutschen Kohlezechen bereits geschlossen oder schlieβen in naher Zukunft.Der groβflächige Braunkohleabbau im Rheinland hingegen wird weiter betrieben und ist sehr umstritten.

Quelle:http://energie-strom.com/energie.html(https://www.daowen.com)

Ⅰ.Fragen zum Text

1.Welche Kraftwerkstypen kennen Sie?

2.Beschreiben Sie die verschiedenen Kraftwerke.

3.Nennen Sie die Vor-und Nachteile der jeweiligen Kraftwerkstypen.

Ⅱ.Grammatik zum Text

Füllen Sie die Lücken Mit deM Artikel.

a.Die Funktionsweise________Atomkraftwerks(AKWs),auch Kernkraftwerk genannt,ähnelt sehr stark der________Kohlekraftwerks.

b.Gröβter Unterschied ist die Bereitstellung________Wärmeenergie.

c.Wird das BHKW mit________Motor betrieben,so treibt dieser einen Generator an,welcher Strom erzeugt.

d.Ein Gas-und-Dampf-Kraftwerk beruht auf________Prinzip der Kombination________Gasturbinen-und________Dampfturbinenprozesses.

e.Dieser Kraftwerkstyp gehört zu Kraft-Wärme-Kopplungs-Prozessen.

f.Es handelt sich dabei um________Kombination von________Gas-und Dampfprozess(GuD),in der Kraft-Wärme-Kopplung realisiert wird.

g.Danach wird das aus________Turbine kommende Abgas durch________Abhitzekessel geleitet.

h.Aufgrund________hohen Investitionskosten konnte sich diese umweltfreundliche Technik allerdings noch nicht im kommerziellen Bereich durchsetzen.

i.Die Drehbewegung________Turbine erzeugt in________Generator Strom.

j.Das entstandene Abgas wird gereinigt undüber________Schornstein an________Umgebung abgegeben.

Ⅲ.Übersetzen Sie die folgenden Sätze ins Chinesische.

1.Dadurch,dass keine Verbrennung von fossilen Brennstoffen stattfindet,wird kein klimaschädliches CO2 erzeugt.Des Weiteren besitzt Uran eine hohe Energiedichte.Da der radioaktive Abfall gefährlich für Mensch und Umwelt ist,wird eine sichere Lagerung scharf diskutiert.Zu denken geben auch mögliche Unfälle,bei denen radioaktive Stoffe freigesetzt werden können.

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2.Dank Mini-BHKW können einzelne Häuser mit Strom und Wärme versorgt werden.Nachteilig ist die Abhängigkeit der elektrischen und thermischen Energie voneinander,da beide nicht im beliebigen Verhältnis zueinander erzeugt werden können.

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3.Der im Abhitzekessel erzeugte Wasserdampf wird zum Betreiben einer Dampfturbine genutzt,welche auch wieder mit Hilfe eines Generators Strom generiert.Die Gasturbine erzeugt ungefähr doppelt so viel Strom wie die Dampfturbine.

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4.Den gröβten Vorteil im IGCC-Kraftwerk stellt die Gasreinigung dar.Das CO2 kann relativ einfach vor der Verbrennung abgeschieden werden.Des Weiteren kommt dem Prozess die Verwendung von Kohle zugute,da diese billig ist und eine hohe Verfügbarkeit besitzt.

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Ⅳ.Textwiedergabe 图示

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