(ENT2 05) – Reststoffe bei Kraftwerken

Die Reststoffe entstehen immer dann, wenn ein Kraftwerk aktiv arbeitet und elektrischen Strom erzeugt. Warum überhaupt Reststoffe entstehen und welches Ausmaß sie annehmen, zeigen wir dir als angehenden Techniker in diesem Kurstext.

Für ein optimales Verständnis helfen dir drei ausführliche Videoclips und zwei anschauliche Rechenbeispiele zu dem Thema.

Mehr zu diesem Thema und der Energietechnik findest du im Kurs: ENT2-Kraftwerkstechnik

Damit unsere Untersuchung nicht zu eintönig wird, betrachten wir neben einem Kernkraftwerk auch ein Steinkohlekraftwerk.

Kernkraftwerk – Grundsätzliches

Die nächste Abbildung zeigt dir die groben Bestandteile eines Kernkraftwerks:

Reaktorraum

sowie

Umspannwerk

sowie

Kühlturm

sowie

Turbinenraum (nicht sichtbar)

Atomkraft, nein danke..

Die Bundesregierung hat sich entschieden, dass seine Energieversorgung in Zukunft weitestgehend aus erneuerbaren Quellen zu decken ist.

Diese Entscheidung hat auch dazu geführt, dass die Atomkraft seit 2023 keine Rolle mehr im Strommix spielt.

In Deutschland waren bis 2022 noch sieben Kernkraftwerke (KKW) mit einer elektrischen Leistung von ca. 10.000 MW in Betrieb. Heute (2023) ist Kernenergie keine Bestandteil mehr im Energiemix.

Die Ära der Atomkraft in Deutschland näherte sich dem Ende, denn die Kraftwerke wurden seit Ende 2022 nacheinander abgeschaltet.

Kernkraftwerke – Ehemalige Standorte Deutschland

In der nächsten Abbildung entdeckst du sowohl die bis Ende 2022 aktiven Kraftwerke als auch die vor 2022 bereits abgeschalteten Kraftwerke in Deutschland.

Kernkraftwerken – Reststoffe, Radioaktivität

Reststoffe und Abfälle aus Kraftwerken sind nicht selten gefährlich. Dass das besonders für Kernkraftwerke gilt, ist offensichtlich, denn hier sind die Reststoffe sowohl toxisch als auch radioaktiv. In der allgemeinen Medienlandschaft spricht man immer von Atommüll. Obwohl dies auch radioaktive Abfälle beispielsweise aus der Medizin oder der Materialprüfung umfasst.

Merk’s dir!

Dieser sehr ungünstige Mix verlangt eine besondere Lagerung der abgebrannten Brennstäbe.

Als Reststoffe fallen für das Kernkraftwerk

hochaktiver,

sowie

niedrigaktiver

sowie

mittelaktiver

Abfall an.

Reststoffe in Steinkohlekraftwerken

Für das Steinkohlekraftwerk ergeben sich als mengenmäßig wichtigste Reststoffe

Asche

sowie

REA-Gips (REA = Rauchgasentschwefelungsanlage).

Reststoffe – Grundsätzliches

Die Menge selbst und das Verhältnis der Mengen zueinander sagen nichts darüber aus, ob mit der Entsorgung Probleme verbunden sind oder nicht.

Auch gilt es immer zu klären, ob die zu entsorgende Stoffmenge für Mensch und Umwelt Gefahrenpotentiale aufweist.

Nicht verhältnismäßig!…

So verlangt die Entsorgung von 30 t hochaktivem Abfall (im Falle des Kernenergiebeispiels kommen noch 150 t Behältermaterial hinzu) einen größeren Aufwand als die Entsorgung von 220.000 t Asche.

Gorleben - Atomkraft — Gorleben – Atomkraft

Filterung von Reststoffen in Kraftwerken – Auswirkungen

In der nachfolgenden Abbildung findest du einen Vergleich zwischen einem Kohlekraftwerk ohne Filterung und einem Kohlekraftwerk mit Reststofffilterung (REA, Filtern, DeNOx) hinsichtlich Eingangsstoffen und Reststoffen:

Es lohnt sich!!

Durch die Realisierung von REA, DENOx und den Einbau von weiteren Filtern können gegenüber einem Kohlekraftwerk ohne Filtermaßnahmen massiv Oxide und Reststoffe eingespart werden:

$SO_2 \rightarrow 92$ Prozent

sowie

$NO_x \rightarrow 78$ Prozent

sowie

$Staub \rightarrow 99$ Prozent

Maßnahmen zur Optimierung, Nachnutzung

Wer A sagt, muss auch Abwasser sagen!

Maßnahmen zur Minderung der Emissionen von Luftschadstoffen, wie beispielsweise die Entschwefelung und die Entstickung von Kohlekraftwerken, führen ihrerseits wieder zu einer Vervielfachung der Stoffströme, so dass zusätzlich Gips, Abwasser, Salze und Prozesswasser anfallen.

sowie

Ein Teil der Produkte kann weiter verwertet werden, wie beispielsweise

$\rightarrow$ Gips in der Bauwirtschaft und
$\rightarrow$ Flugasche als Untermaterial im Straßenbau.

Merk’s dir!

“Braunkohle-Gips” wird derzeit gemeinsam mit der Schlacke zu einer nicht auslaugbaren Masse vermischt und zur Auffüllung von ausgekohlten Tagebauen eingesetzt.

Was kommt als Nächstes?

Nachdem wir in diesem Kurstext die Reststoffe in Kraftwerken angeschaut haben, macht es Sinn, dass wir im nächsten Abschnitt die sie verursachenden Stoffströme untersuchen.

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