Abbildung 1. Ein Kohlekraftwerk in England. Beachten Sie die beiden hohen Rauchstapel, in denen die Verbrennungsprodukte in die Atmosphäre gelangen, und die kürzeren, breiteren Kühltürme.
Kohlekraftwerke sind eine Art Kraftwerk, das die Verbrennung von Kohle zur Stromerzeugung nutzt. Ihre Nutzung liefert rund 40% des weltweiten Stroms und wird vor allem in Entwicklungsländern genutzt., Länder wie Südafrika verwenden Kohle für 94% ihres Stroms und China und Indien verwenden Kohle für 70-75% ihres Strombedarfs, jedoch ist die Menge an Kohle, die China verwendet, in den meisten anderen Ländern Zwerge (siehe die Datenvisualisierung unten). Die Verwendung von Kohle bietet denjenigen, die sie zuvor nicht hatten, Zugang zu Elektrizität, was zur Steigerung der Lebensqualität und zur Verringerung der Armut in diesen Regionen beiträgt, jedoch große Mengen verschiedener Schadstoffe produziert, die die Luftqualität verringern und zum Klimawandel beitragen.,
Verbrennen großer Mengen Kohle
Kohlekraftwerke benötigen enorme Mengen Kohle. Schockierend: Ein 1000-MWe-Kohlekraftwerk verbraucht 9000 Tonnen Kohle pro Tag, was einer gesamten Zugladung entspricht (90 Autos mit jeweils 100 Tonnen!). Die Menge an Kohle, die während eines ganzen Jahres verbraucht wird, würde dann 365 Züge erfordern, und wenn jeder 3 km lang ist, müsste ein einziger Zug, der all diese Kohle transportiert, etwa 1100 km lang sein; ungefähr die gleiche Entfernung wie die Fahrt von Calgary AB nach Victoria BC. Wenn dieser Zug mit 40 Stundenkilometern an Ihrem Haus vorbeifahren würde, würde es mehr als einen Tag dauern!,
Abbildung 2. Ein Kohlezug mit einer Länge von 1100 Kilometern, die Entfernung von Calgary nach Victoria, wird pro Jahr für ein 1000 MWe Kohlekraftwerk benötigt.
Die Umwandlung dieser Kohle zum Endziel der Elektrizität ist ein facettenreicher Prozess:
- Die Kohle muss aus dem Zug entladen werden., Traditionelle Wege, dies zu tun, erfordern die Verwendung von Kränen, die die Kohle aus den Autos aufnehmen, neuere Anlagen haben jedoch den Boden unter den Bahngleisen fallen gelassen, so dass die Kohle in unterirdische Behälter fallen gelassen werden kann. Dabei muss der Zug nicht einmal aufhören, sich zu bewegen! Ein Video davon finden Sie hier. Viele Kohlewerke sind Minen, was bedeutet, dass die Anlage dort aufgestellt wurde, wo sich die Kohlemine befindet, sodass die Kohle nicht mit dem Zug transportiert werden muss.
- Nach dem Entladen wird die Kohle von einer großen Mühle zu einem feinen Pulver pulverisiert., Dies gewährleistet eine nahezu vollständige Verbrennung der Kohle, um die abgegebene Wärme zu maximieren und Schadstoffe zu minimieren.
- Die pulverisierte Kohle wird dann in einen Kessel geleitet, wo eine Verbrennung stattfindet und die Kohle das Kraftwerk mit Wärme versorgt. Diese Wärme wird auf Rohre übertragen, die hochgepresstes Wasser enthalten, das zu Dampf kocht.
- Der Dampf wandert dann durch eine Turbine, wodurch er sich extrem schnell dreht, was wiederum einen Generator dreht und Strom erzeugt. Der Strom kann dann zur Nutzung durch die Gesellschaft in das Stromnetz eingespeist werden.,
Kohlekraftwerke folgen dem Rankin-Zyklus, um diesen Prozess abzuschließen. Da in diesem Kreislauf viel Wasser zirkuliert werden muss, müssen sich Kohlekraftwerke in der Nähe eines Gewässers befinden. Der Prozess von Kohlekraftwerken ist unten in Abbildung 3 zu sehen.
Abbildung 3. Der Prozess eines Kohlekraftwerks zur Umwandlung von Kohle in Strom.,
Umweltauswirkungen
Hauptartikel
Kohlekraftwerke haben viele damit verbundene Umweltauswirkungen auf das lokale Ökosystem.
Luftverschmutzung
Bei der Verbrennung von Kohle werden viele Schadstoffe – Stickoxide (NOx) und Schwefel (SOx) – und Feinstaub freigesetzt. Sie emittieren auch Treibhausgase wie Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4), von denen bekannt ist, dass sie zur globalen Erwärmung und zum Klimawandel beitragen. Um die Emission dieser Emissionen zu bremsen, benötigen Kraftwerke Technologie, um die Ausgabe dieser schädlichen Moleküle zu reduzieren.,
Wasserverbrauch / Verschmutzung
Häufig werden große Wassermengen benötigt, um Verunreinigungen aus der Kohle zu entfernen, wobei der Vorgang als Kohlenwäsche bezeichnet wird. In China wird beispielsweise rund ein Fünftel des in der Kohleindustrie verwendeten Wassers für diesen Prozess verwendet. Dieser Prozess hilft, die Luftverschmutzung zu reduzieren, da er etwa 50% des Aschegehalts in der Kohle eliminiert. Dies führt dazu, dass weniger Schwefeldioxid (SOx) produziert wird, zusammen mit weniger Kohlendioxid (CO2) aufgrund höherer thermischer Wirkungsgrade.,
Wenn Kraftwerke Wasser aus der Umwelt entfernen, können Fische und andere Wasserlebewesen sowie Tiere, die sich auf diese Quellen verlassen, betroffen sein. Schadstoffe bauen sich auch im Wasser auf, das Kraftwerke verwenden, wenn dieses Wasser zurück in die Umwelt abgegeben wird, kann es dort möglicherweise die Tierwelt schädigen.
Die Ableitung von Wasser aus den Kraftwerken und die Kohlewäsche erfordert Überwachung und Regulierung. Besuchen Sie die US Environmental Protection Agency (EPA) für weitere Informationen über diese.,
Weltweite Stromerzeugung: Kohle
Die folgende Karte zeigt, aus welcher Primärenergie verschiedene Länder die Energie beziehen, um ihren Strom zu erzeugen. Kohle ist in Grau zu sehen. Klicken Sie auf die Region, um in eine Gruppe von Ländern zu zoomen, und klicken Sie dann auf das Land, um zu sehen, woher der Strom stammt. Einige bemerkenswerte Länder sind China, Indien, USA, Russland, Kanada und Frankreich.