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Welche Kraftwerke gibt es in Deutschland?
In Deutschland gibt es eine Vielfalt an konventionellen und erneuerbaren Kraftwerkstypen, die der Energieerzeugung dienen. Konventionelle Kraftwerke nutzen fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdgas oder Öl zur Stromerzeugung. Erneuerbare Kraftwerke gewinnen dagegen Energie aus erneuerbaren Quellen wie Wind, Sonne, Wasser, Biomasse und Geothermie. Die wichtigsten Arten von Kraftwerken in Deutschland sind:
Kohlekraftwerke
Sie nutzen Steinkohle oder Braunkohle zur Stromerzeugung. Aktuell liefern Kohlekraftwerke einen erheblichen Anteil der Grundlast, also der permanent benötigten Energie. Aufgrund von Klimaschutzbestrebungen und des beschleunigten Kohleausstiegs sinkt die Bedeutung dieser Kraftwerke jedoch zunehmend. Die Bundesregierung hat im Koalitionsvertrag den geplanten Termin für den vollständigen Kohleausstieg auf 2030 vorgezogen.
Gaskraftwerke
Diese nutzen Erdgas als Brennstoff und gelten als flexibler und klimafreundlicher als Kohlekraftwerke. Gaskraftwerke können schnell hoch- und heruntergefahren werden, was sie besonders geeignet für die Deckung von Spitzenlasten und als Backup für erneuerbare Energien macht, deren Erzeugung naturgemäß schwankend ist. Zwischen 2035 und 2040 sollen alle Gaskraftwerke laut Kraftwerksstrategie der Bundesregierung mit dem sogenannten Fuel Switch komplett auf klimafreundlichen Wasserstoff umgestellt werden und kein fossiles Erdgas mehr nutzen.
Wasserkraftwerke
Deutschland nutzt auch seine Flüsse zur Energiegewinnung durch Wasserkraft. Diese Kraftwerke leisten einen Beitrag zur erneuerbaren Energieerzeugung, wobei die Möglichkeiten aufgrund der geografischen Gegebenheiten begrenzt sind.
Solarkraftwerke (Photovoltaik)
Die Nutzung der Sonnenenergie zur Stromerzeugung hat in Deutschland in den vergangenen Jahren stark zugenommen. Photovoltaikanlagen finden sich sowohl auf Dächern von Privathaushalten und Unternehmen als auch in Form von Solarparks. Da es immer mehr Solarparks und einzelne Solaranlagen gibt, trägt Photovoltaik zunehmend zur Energieversorgung bei – insbesondere während der sonnenreichen Monate.
Biomassekraftwerke
Diese Kraftwerke erzeugen Energie durch die Verbrennung von Biomasse wie Holz, landwirtschaftliche Abfälle oder Biogas. Sie tragen zur diversifizierten Energieerzeugung bei, können kontinuierlich Energie liefern und so helfen, Schwankungen bei Wind- und Solarenergie auszugleichen.
Geothermiekraftwerke
Bislang in Deutschland weniger verbreitet, nutzen diese Kraftwerke die Erdwärme zur Energiegewinnung. Sie bieten Potenziale für eine umweltfreundliche und konstante Energieversorgung.
Die Vielfalt der Kraftwerkslandschaft in Deutschland ermöglicht eine flexible und zunehmend nachhaltige Energieversorgung, die derzeit noch sowohl fossile Brennstoffe als auch erneuerbare Energiequellen umfasst. Der eindeutige Schwerpunkt liegt jedoch auf dem Ausbau erneuerbarer Energien, um die Klimaziele zu erreichen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.
Wie viele Kraftwerke gibt es in Deutschland?
In Deutschland gibt es eine Vielzahl von Kraftwerken mit unterschiedlichen Kapazitäten und Energieträgern. Die Kraftwerksliste der Bundesnetzagentur zählt rund 2.000 Kraftwerke auf, wobei Wind- und Solaranlagen je Bundesland zusammengefasst sind. Die Gesamtnettoleistung aller Erzeugungsanlagen in Deutschland umfasst etwa 252,8 Gigawatt (GW) – mehr als 60 Prozent davon stammen aus erneuerbaren Energien (Stand November 2023).
Der Großteil der konventionellen und erneuerbaren Kraftwerke ist im Besitz von Energiekonzernen und dient der Versorgung aller Bürger*innen. Kleinere und mittlere Kraftwerke gehören beispielsweise großen Unternehmen und decken nur deren eigenen Energiebedarf. Hinzukommen hunderttausende von Solaranlagen auf den Dächern deutscher Eigenheime.
Deutschlands größte Kraftwerke
Top 20 Kraftwerke0nur Höchst- und Hochspannung mit einer Bruttoleistung ab 600 MW, ohne erneuerbare Energien. Stand: 17.11.2023 nach Bruttoleistung in MW
Welche Kraftwerke produzieren den meisten Strom?
Der Anteil der erneuerbaren Energien an der Energieerzeugung wächst beständig: von rund sechs Prozent im Jahr 2000 auf 55 Prozent im Jahr 2023, wie Daten der Bundesnetzagentur zeigen. Noch nie zuvor ist hierzulande so viel Strom nachhaltig produziert worden. Zugleich sank die Menge an Strom, der aus fossilen Energieträgern gewonnen wird, um 24 Prozent – und damit auf ein Niveau der 1960er Jahre.
Den größten Beitrag zu dem hohen Anteil an Ökostrom leisteten Windkraftanlagen – vor allem an Land. On- und Offshore-Anlagen kamen gemeinsam auf einen Anteil von 31,1 Prozent. Photovoltaik deckte 12,1 Prozent ab, Biomasse 8,4 Prozent. Die übrigen 3,4 Prozent entfielen auf Wasserkraft und sonstige Erneuerbare.
Deutschlands größte erneuerbare Kraftwerke
Windkraft, Solarparks, Biomasse: die jeweils fünf größten Kraftwerke für erneuerbare Energie
Wann kommt welches Kraftwerk zum Einsatz?
Welches Kraftwerk als erstes seinen Strom ins Netz einspeisen darf, legt die sogenannte Einsatzreihenfolge fest. Die in der Energiewirtschaft auch als „Merit-Order“ bezeichnete Rangfolge soll eine möglichst kostengünstige Stromversorgung gewährleisten. Effiziente Kraftwerke mit den niedrigsten variablen Kosten kommen zuerst zum Einsatz. Dazu gehören in der Regel erneuerbare Kraftwerke wie Wind- und Solaranlagen. Kraftwerke mit mittleren variablen Kosten werden als nächstes hinzugezogen. Dazu zählen in der Regel Gas- und Dampfturbinenkraftwerke (GuD-Kraftwerke). Diese Kraftwerke sind flexibel in ihrer Einsatzplanung und können Schwankungen in der Verfügbarkeit erneuerbarer Energien ausgleichen.
Als Letztes kommen Kohle-, Öl- und Gaskraftwerke zum Zug. Sie werden vor allem in Zeiten sehr hoher Stromnachfrage zugeschaltet. Daher bezeichnet man sie auch als Spitzenlastkraftwerke.
Reichen die aktuellen Kraftwerke aus?
Nein, im Zuge des geplanten Kohleausstiegs fallen Kohlekraftwerke für die Stromversorgung mittelfristig weg. Die Kraftwerksstrategie des Bundes soll deshalb Anreize für den Neubau von wasserstofffähigen Gaskraftwerken schaffen, die zunächst mit Erdgas betrieben werden. Zwischen 2035 und 2040 sollen die Gaskraftwerke dann auf klimafreundlichen Wasserstoff umgestellt werden und kein fossiles Erdgas mehr nutzen. Der Plan ist, dass die Gaskraftwerke Kohlekraftwerke ersetzen und auf diese Weise den Kohleausstieg ermöglichen sollen.
Hintergrund der Kraftwerksstrategie ist das vom Bundestag beschlossene Ziel, Deutschland bis 2045 zu einem klimaneutralen Industrieland umzuwandeln. Damit der Umbau der Energieversorgung gelingt, muss einerseits der Ausbau erneuerbarer Energien voranschreiten. Andererseits muss während dieser Phase und darüber hinaus genügend Strom zur Verfügung stehen, wenn Wind und Sonne nicht ausreichend Energie liefern. Die neuen „H₂-ready“-Gaskraftwerke sollen deshalb künftig als flexibel steuerbare Backup-Kraftwerke einspringen können, um das Stromnetz zu stabilisieren.
Wie funktionieren konventionelle Kraftwerke?
Konventionelle Kraftwerke, die fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdgas oder Öl nutzen, erzeugen Strom durch die Umwandlung von thermischer Energie in elektrische Energie. Der grundlegende Prozess variiert je nach dem spezifischen Typ des Kraftwerks, folgt aber in der Regel dem gleichen Prinzip: Die konventionellen Kraftwerke verbrennen die fossilen Energieträger, um Wärme zu erzeugen. Diese Wärme wird genutzt, um Wasser in Dampf zu verwandeln.
Der erzeugte Dampf steht unter hohem Druck und hat eine hohe Temperatur. Er wird durch Turbinen geleitet, die mit Generatoren verbunden sind. Wenn der heiße Dampf die Turbinenblätter zum Drehen bringt, rotieren auch die Generatoren, die durch elektromagnetische Induktion Strom erzeugen. Nachdem der Dampf durch die Turbinen geleitet wurde, kühlt er in einem Kondensator ab und kondensiert wieder zu Wasser. Das Wasser wird erneut erhitzt – und der Zyklus beginnt von vorne. Die bei der Verbrennung entstehenden Gase werden gereinigt, um Schadstoffemissionen zu reduzieren, bevor sie in die Atmosphäre entlassen werden. Gas-und-Dampf-Kombikraftwerke (GuD-Kraftwerke) nutzen die bei der Verbrennung entstehende Abwärme ebenfalls zur Stromerzeugung und erzielen deshalb höhere
Welche Vor- und Nachteile haben konventionelle und erneuerbare Kraftwerke?
Konventionelle und erneuerbare Kraftwerke bringen jeweils spezifische Vor- und Nachteile mit sich, die sich aus ihren unterschiedlichen Technologien, Energiequellen und Auswirkungen auf die Umwelt ergeben.
Konventionelle Kraftwerke, die fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdgas oder Öl nutzen, bieten den Vorteil einer zuverlässigen und kontinuierlichen Energieversorgung. Sie lassen sich unabhängig von Wetterbedingungen oder Tageszeit betreiben, was sie zu einer stabilen Stromquelle macht. Insbesondere Gaskraftwerke dienen zur Deckung von Spitzenlasten, weil sie schnell hoch- und heruntergefahren werden können. Der größte Nachteil konventioneller Kraftwerke sind hohe Emissionen von klimaschädlichen Treibhausgasen, die bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entstehen und zur globalen Erwärmung beitragen. Deshalb ist ein Ziel der Energiewende, aus der energetischen Nutzung von Kohle, Erdgas und Öl auszusteigen.
Erneuerbare Kraftwerke wie Wind-, Solar-, Wasserkraft- und Biomasseanlagen können Strom dagegen umweltfreundlich mit geringen bis gar keinen direkten Treibhausgasemissionen erzeugen. Sie nutzen unerschöpfliche Ressourcen und ermöglichen so langfristig eine nachhaltige Energieversorgung. Allerdings haben sie auch einen Nachteil: Ihre Energieproduktion ist oft wetterabhängig und damit schwankend, was die Planbarkeit und Stabilität einer Stromversorgung mit erneuerbaren Energien erschwert. Für eine zuverlässige Energieversorgung mit erneuerbaren Energien sind daher künftig umfangreiche Stromspeicher und Backup-Kraftwerke wie wasserstofffähige Gaskraftwerke notwendig.
Können Kraftwerke nur Strom produzieren?
Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ist ein effizientes Verfahren zur gleichzeitigen Erzeugung von elektrischer Energie und nutzbarer Wärme in einem einzigen Prozess. Dieses Prinzip wird oft in sogenannten Heizkraftwerken angewandt und ist besonders effizient, da es die bei der Stromerzeugung entstehende Abwärme für Heizzwecke oder zur Warmwasserversorgung nutzt, anstatt sie ungenutzt an die Umgebung abzugeben.
Die meisten KWK-Kraftwerke sind konventionelle Kraftwerke, die Erdgas oder Kohle Biomasse verbrennen. KWK geht aber auch grüner: So verwertet etwa das Heizkraftwerk Stuttgart-Münster Abfälle und erzeugt daraus gleichzeitig Fernwärme und Strom.
KWK-Kraftwerke tragen zur Reduktion von Energieverlusten und CO₂-Emissionen bei, indem sie den Brennstoffeinsatz und die Effizienz der Energieumwandlung steigern. Durch die doppelte Nutzung der Energie zur Strom- und Wärmeerzeugung erreichen Heizkraftwerke einen Gesamtwirkungsgrad von bis zu 90 Prozent. Herkömmliche Kraftwerke weisen im Vergleich dazu oft nur Wirkungsgrade von etwa 40 Prozent auf.
Ihre Flexibilität und Effizienz machen KWK-Kraftwerke zu einem weiteren Baustein in der Energiewende.