Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad einer Anlage gibt an, wieviel Prozent der eingesetzten Energie in Strom umgewandelt wird. Bei der Umwandlung verschiedener Energieformen entsteht Wärme, die entweder als Prozess- oder Heizenergie verwendet wird oder bei alten Anlagen in die Umwelt gelangt.

In Kohle-, Gas- und Öl-Kraftwerken liegt der Wirkungsgrad zwischen etwa 30 und 50 Prozent, je nachdem, ob die Abwärme genutzt oder in die Umwelt entlassen wird. Der Wirkungsgrad eines Kernkraftwerkes liegt dagegen bei ca. 34 Prozent.

Beim Stromtransport Kraftwerk-Haushalt treten Verluste von etwa 5 Prozent auf. Ein Haushaltsrührmixer setzt beispielsweise 75 Prozent des verbrauchten Stroms in mechanische Energie um.
Der Gesamt-Wirkungsgrad ergibt sich als Produkt der einzelnen Umwandlungs-Wirkungsgrad: 0,40 (Kraftwerk) x 0,95 (Stromtransport) x 0,75 (Mixer) = 0,285 = 28,5 Prozent. Es werden also nur 28,5 Prozent der eingesetzten Primärenergie (Energie) genutzt.
Beispiele für Wirkungsgrad:

  • Elektromotoren 70 - 95 %
  • Gas-Zentralheizung 80 - 90%
  • Dieselmotor 35 %
  • Ottomotor 25 %
  • Energiesparlampe 25 %
  • Offener Kamin 20 %
  • Normale Glühbirne 5 %.

Eine Verbesserung des Wirkungsgrad führt zur Senkung von Energieverbrauch und Umweltbelastungen. Bessere Wirkungsgrad sind durch technische Maßnahmen zu erreichen und bei der Stromerzeugung v.a. durch Nutzung der anfallenden Abwärme zu Heizzwecken (Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), Fernwärme).

Die Gesamtwirkungsgrade von Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen liegen i.d.R. zwischen 80-90 Prozent. Bei Blockheizkraftwerken mit Brennwertnutzung kann sogar ein Wirkungsgrad bis nahe 100 Prozent zustabnde kommen, wenn geeignete Niedertemperaturheizungen eingesetzt werden.
Gesamtwirkungsgrade moderner KWK-Techniken:

  • Gas-Ottomotor BHKW 80 - 90 %
  • Diesel BHKW 80 -90 %
  • Gasturbinen HKW 80 - 85 %
  • Dampfturbinen HKW 80 - 90 %
  • Stirling-Motor BHKW ca. 85 %
  • Brennstoffzelle ca. 85 %

Die Umweltbewertung von Kraftwerken, hängt neben dem Wirkungsgrad davon ab, ob Strom zuverlässig, preisgünstig und v.a. umweltverträglich (u.a. die Art der Ressourcen-Nutzung/Verbrauch) erzeugt werden kann.

Autor: KATALYSE Institut

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