Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen angezeigt.

--- grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:carnot_beispiele [2022/08/20 12:57] – wfeist
+++ grundlagen:bauphysikalische_grundlagen:carnot_beispiele [2023/09/16 12:33] (aktuell) – wfeist
@@ Zeile 15: / Zeile 15: @@
 Nehmen wir als Beispiel "überhitzter Wasserdampf extrem". Da liegt der ideale Wirkungsgrad nach der Tabelle bei 68%. Beste heutige Kohlekraftwerke können tatsächlich bis zu 45% erreichen, im Mittel liegen die heute betriebenen Kraftwerke aber eher bei 39 bis 43%. Auch hier gibt es daher noch erhebliche Potentiale zur Verbesserung der Effizienz, die aber, zugegebenermaßen, nicht ganz so einfach erschließbar sind. Die Optimierung der Kraftwerke erfolgt eben vor allem in Bezug auf eine möglichst kostengünstige Stromproduktion - da ist ein höherer Wirkungsgrad schon 'schön', aber es darf eben auch nicht 'zuviel kosten'.\\
-<wrap box lo>Wen das interessiert: Ein kurze Einschätzung zum Thema "Kohlekraftwerke", wie ein Physiker sie auf der Basis des heute leicht überprüfbaren Standes von Wissenschaft und Technik geben würde, findet sich in der Anmerkung((Kohlekraftwerke wurden im Wirkungsgrad tatsächlich in den vergangenen Jahrzehnten nicht unbedeutend verbessert. Und auch heute besteht noch ein "Verbesserungspotential" im Bereich von ein paar Prozentpunkten; wodurch sich Energieeinsparungen im Bereich von bis zu 5% noch erzielen ließen. Aus Analysen dieser Art kommt dann die vielfach von Spezialisten gegebene Auskunft: 'Die noch bessere Effizienz kann heute nur noch ein bisschen was bringen'. Das stimmt auch dann, wenn ich die Betrachtung auf das Kohlekraftwerk als gegebene Technologie begrenze - schon Gas-GUD-Kraftwerke können spürbar höhere Wirkungsgrade erreichen (um 55%). \\ \\ Entscheidender aber ist: auch bei 45% Wirkungsgrad würde ein Kohlkraftwerk immer noch unerlaubt viel CO<sub>2</sub> freisetzen, denn bei 5% Verbesserungen bleiben ja immer noch 95% der Emissionen. In die Diskussion kam daher die CO<sub>2</sub>-Rückhaltung, eine "end of pipe"-Technologie ([[https://de.wikipedia.org/wiki/CO2-Abscheidung_und_-Speicherung|CCS (in dem verlinkten Wikipedia-Artikel wird korrekt dargestellt, warum sich das NICHT als Strategie bewährt hat)]]). Das ist aber (a) teuer und es reduziert (b) den Netto-Wirkungsgrad dann wieder deutlich und es führt c) auch im Rest immer noch zu inakzeptabel hohen CO<sub>2</sub>-Emissionen. Andere Technologien der Stromerzeugung sind dann sowohl bedeutend sauberer als auch kostengünstiger, insbesondere Erneuerbare Energie. Daher gibt es inzwischen (nahezu) einen Konsens, dass es am besten ist, die Stromerzeugung aus Kohle mittelfristig auf zu geben. Eigentlich "ist das" schon seit über 3 Jahrzehnten erkennbar, das wurde aber aus ganz unterschiedlichen Gründen und Motiven verdrängt. Ähnlich steht es um die Stromerzeugung aus Erdgas: Ja, da ist die CO<sub>2<2> Emission geringer, sowohl wegen des höheren Wirkungsgrades als auch wegen des kleineren Kohlenstoffanteils im Methan. Aber auch hier wird die Grenze schnell erreicht, denn viel weniger als ca. 360 g/kWh erzeugtem Strom ist eben auch mit Erdgas nicht erreichbar; auch da sind evtl. noch ein paar "Prozent" drin. Aber das bleibt auf einem immer noch vollkommen unvertretbar hohem Niveau. Deshalb ist die massive Investitionserleichterung für Erdgas-basierte Kraftwerke ("Taxonomie" genannt) ein erneuter Irrweg, der nicht erst seit Putins Krieg offensichtlich ist. Auch dies wird im Moment (2022) wieder aus ganz unterschiedlichen Gründen und Motiven verdrängt. Zu einer wirklich nachhaltigen Entwicklung tragen beim Neubau von Kraftwerken nur Investitionen in Erneuerbare Energie bei. Und, wenn wir die Blockade bei den an den Wurzeln der "Bedarfserzeugung" ansetzenden Verbesserungen der Effizienz beenden, dann reichen künftig ganz wenige Ersatzinvestitionen in konventionelle Kraftwerke vollkommen aus, die Versorgung sicher zu stellen. Beim sogenannten "Endverbrauch" kann die Effizienz eben nicht nur um ein paar Prozentpunkte, sondern um Faktoren erhöht werden, und das kostet noch nicht einmal viel (Beispiel: efiziente Notebook-Prozessoren auch für Desktop-Anwendungen, eine umfassende Darstellung dazu finden Sie hier [[:energieeffizienz_jetzt/das_grosse_ganze|hier.]])  )). </wrap>
+<wrap box lo>Wen das interessiert: Ein kurze Einschätzung zum Thema "Kohlekraftwerke", wie ein Physiker sie auf der Basis des heute leicht überprüfbaren Standes von Wissenschaft und Technik geben würde, findet sich in der Anmerkung((Kohlekraftwerke wurden im Wirkungsgrad tatsächlich in den vergangenen Jahrzehnten nicht unbedeutend verbessert. Und auch heute besteht noch ein "Verbesserungspotential" im Bereich von ein paar Prozentpunkten; wodurch sich Energieeinsparungen im Bereich von bis zu 5% noch erzielen ließen. Aus Analysen dieser Art kommt dann die vielfach von Spezialisten gegebene Auskunft: 'Die noch bessere Effizienz kann heute nur noch ein bisschen was bringen'. Das stimmt auch dann, wenn ich die Betrachtung auf das Kohlekraftwerk als gegebene Technologie begrenze - schon Gas-GUD-Kraftwerke können spürbar höhere Wirkungsgrade erreichen (um 55%). \\ \\ Entscheidender aber ist: auch bei 45% Wirkungsgrad würde ein Kohlekraftwerk immer noch unerlaubt viel CO<sub>2</sub> freisetzen, denn bei 5% Verbesserungen bleiben ja immer noch 95% der Emissionen. In die Diskussion kam daher die CO<sub>2</sub>-Rückhaltung, eine "end of pipe"-Technologie ([[https://de.wikipedia.org/wiki/CO2-Abscheidung_und_-Speicherung|CCS (in dem verlinkten Wikipedia-Artikel wird korrekt dargestellt, warum sich das NICHT als Strategie bewährt hat)]]). Das ist aber (a) teuer und es reduziert (b) den Netto-Wirkungsgrad dann wieder deutlich und es führt c) auch im Rest immer noch zu inakzeptabel hohen CO<sub>2</sub>-Emissionen. Andere Technologien der Stromerzeugung sind dann sowohl bedeutend sauberer als auch kostengünstiger, insbesondere Erneuerbare Energie. Daher gibt es inzwischen (nahezu) einen Konsens, dass es am besten ist, die Stromerzeugung aus Kohle mittelfristig auf zu geben. Eigentlich "ist das" schon seit über 3 Jahrzehnten erkennbar, das wurde aber aus ganz unterschiedlichen Gründen und Motiven verdrängt. Ähnlich steht es um die Stromerzeugung aus Erdgas: Da sind die CO<sub>2</sub> Emissionen zwar geringer, sowohl wegen des höheren Wirkungsgrades als auch wegen des kleineren Kohlenstoffanteils im Methan, aber auch hier wird die Grenze schnell erreicht, denn viel weniger als ca. 360 g/kWh erzeugtem Strom ist eben auch mit Erdgas nicht erreichbar; auch dabei sind evtl. noch ein paar "Prozent" drin. Das ist immer noch auf einem vollkommen unvertretbar hohen Niveau. Deshalb ist die massive Investitionserleichterung für Erdgas-basierte Kraftwerke ("Taxonomie" genannt) ein erneuter Irrweg, der nicht erst seit Putins Krieg offensichtlich ist. Auch dies wird im Moment (2022) wieder aus ganz unterschiedlichen Gründen und Motiven verdrängt. Zu einer wirklich nachhaltigen Entwicklung tragen beim Neubau von Kraftwerken nur Investitionen in Erneuerbare Energie bei. Wenn wir endlich die Blockade bei den an den Wurzeln der "Bedarfserzeugung" ansetzenden Verbesserungen der Effizienz beenden, dann reichen künftig pragmatisch aber konsequent durchgeführte Ersatzinvestitionen für konventionelle Kraftwerke vollkommen aus, die Versorgung sicher zu stellen. Beim sogenannten "Endverbrauch" kann die Effizienz eben nicht nur um ein paar Prozentpunkte, sondern um Faktoren erhöht werden. Das kostet noch nicht einmal viel (Ein Beispiel: effiziente Notebook-Prozessoren auch für Desktop-Anwendungen, eine umfassende Darstellung dazu finden Sie hier [[:energieeffizienz_jetzt/das_grosse_ganze|hier.]])  )). </wrap>
 \\ \\