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Kraftwerke: konventionelle und erneuerbare Energieträger

<p> <p>Die Energiewende ändert die Zusammensetzung des deutschen Kraftwerksparks. Die Anzahl an Kraftwerken zur Nutzung erneuerbarer Energien nimmt deutlich zu. Kraftwerke mit hohen Treibhausgas-Emissionen werden vom Netz genommen. Gleichzeitig muss eine sichere regionale und zeitliche Verfügbarkeit der Stromerzeugung zur Deckung der Stromnachfrage gewährleistet sein.</p> </p><p>Die Energiewende ändert die Zusammensetzung des deutschen Kraftwerksparks. Die Anzahl an Kraftwerken zur Nutzung erneuerbarer Energien nimmt deutlich zu. Kraftwerke mit hohen Treibhausgas-Emissionen werden vom Netz genommen. Gleichzeitig muss eine sichere regionale und zeitliche Verfügbarkeit der Stromerzeugung zur Deckung der Stromnachfrage gewährleistet sein.</p><p> Kraftwerkstandorte in Deutschland <p>Die Bereitstellung von Strom aus konventionellen Energieträgern verteilt sich unterschiedlich über die gesamte Bundesrepublik. Das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> stellt verschiedene Karten mit Informationen zu Kraftwerken in Deutschland zur Verfügung.</p> <ul> <li>In der Karte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/10423">„Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland“</a> sind Kraftwerke der öffentlichen Stromversorgung und Industriekraftwerke mit einer elektrischen Bruttoleistung ab 100 <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/mw">MW</a> verzeichnet. Basis ist die Datenbank <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/13052">„Kraftwerke in Deutschland“</a>. Weiterhin sind die Höchstspannungsleitungstrassen in den Spannungsebenen 380 Kilovolt (kV) und 220 kV eingetragen.</li> <li>In der Karte „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/67082">Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland</a>“ sind Kraftwerke der öffentlichen Stromversorgung und Industriekraftwerke ab einer elektrischen Bruttoleistung von 50 MW bzw. mit einer Wärmeauskopplung ab 100 MW verzeichnet. Auch hier ist die Basis die Datenbank <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/13052">„Kraftwerke in Deutschland“</a>.</li> <li>Die Karte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/10426">„Kraftwerke und Windleistung in Deutschland“</a> zeigt die installierte Windleistung pro Bundesland und die Kraftwerke ab 100 MW.</li> <li>Die Karte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/28108">„Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland“</a> vermittelt ein Bild des Zusammenspiels von Photovoltaikleistung und fossilen Großkraftwerken.</li> <li>Aus der Karte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/38169">"Kraftwerksleistung in Deutschland"</a> werden bundeslandscharf die jeweiligen Kraftwerksleistungen ersichtlich.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/DE_Kraftwerkskarte_2026.png"> </a> <strong> Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland </strong> <br>Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland, Stand Januar 2026. Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/DE_Kraftwerkskarte_2026.png">Bild herunterladen</a> (1,08 MB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/dateien/DE_Kraftwerkskarte_2026.pdf">Karte als PDF herunterladen</a> (2,31 MB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/KWK-Karte_DE_2026.png"> </a> <strong> Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland </strong> <br>Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland, Stand Januar 2026 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/KWK-Karte_DE_2026.png">Bild herunterladen</a> (632,36 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/dateien/KWK-Karte_DE_2026.pdf">Karte als PDF herunterladen</a> (1,28 MB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerke-Windleistung_2026.png"> </a> <strong> Kraftwerke und Windleistung in Deutschland </strong> <br>Karte Kraftwerke und Windleistung in Deutschland, Stand Dezember 2025 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerke-Windleistung_2026.png">Bild herunterladen</a> (951,60 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/dateien/Kraftwerke-Windleistung_2026.pdf">Karte als PDF herunterladen</a> (2,62 MB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerke-Photovoltaikleistung_2026_0.png"> </a> <strong> Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland </strong> <br>Karte Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland, Stand Dezember 2025 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerke-Photovoltaikleistung_2026_0.png">Bild herunterladen</a> (950,26 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/dateien/Kraftwerke-Photovoltaikleistung_2026.pdf">Karte als PDF herunterladen</a> (2,66 MB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerksleistung_2026.png"> </a> <strong> Kraftwerksleistung in Deutschland </strong> <br>Installierte Kraftwerksleistung in Deutschland 2024 (Stand: Januar 2026) Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerksleistung_2026.png">Bild herunterladen</a> (647,92 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/dateien/Kraftwerksleistung_2026.pdf">Karte als pdf herunterladen</a> (1,17 MB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Kraftwerke auf Basis konventioneller Energieträger <p>Der deutsche Kraftwerkspark beruhte vor der Energiewende vor allem auf konventionellen Erzeugungsanlagen auf Grundlage eines breiten, regional diversifizierten, überwiegend fossilen Energieträgermixes (Stein- und Braunkohlen, Kernenergie, Erdgas, Mineralölprodukte, Wasserkraft etc.). Die gesamte in Deutschland installierte Brutto-Leistung konventioneller Kraftwerke ist basierend auf Daten des Umweltbundesamtes in der Abbildung „Installierte elektrische Leistung von konventionellen Kraftwerken ab 10 Megawatt nach Energieträgern“ dargestellt. Die aktuelle regionale Verteilung der Kraftwerkskapazitäten ist in der Abbildung „Kraftwerksleistung aus konventionellen Energieträgern ab 10 Megawatt nach Bundesländern“ dargestellt.</p> <p>In den letzten Jahrzehnten hat sich die Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energien sehr dynamisch entwickelt.&nbsp;Gleichzeitig wurden mit dem im Jahr 2023 erfolgten gesetzlichen Ausstieg Deutschlands aus der Nutzung der Kernenergie und dem fortschreitenden Ausstieg aus der Braun- und Steinkohle konkrete Zeitpläne zur Reduktion konventioneller Kraftwerkskapazitäten festgelegt (siehe Abb. „Braun- und Steinkohlen: Stromerzeugungskapazitäten entsprechend dem Kohleausstiegsgesetz“ im letzten Abschnitt). Unabhängig davon übt der CO2-Preis einen wesentlichen Einfluss auf die Rentabilität und insofern den Einsatz fossiler Kraftwerke aus.</p> <ul> <li><strong>Braunkohlenkraftwerke</strong>: Mit Einsetzen der „Kommission für Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung“ wurde der Prozess zum Ausstieg aus der Kohlestromerzeugung in Deutschland gestartet. Im Januar 2020 wurde im Rahmen des Kohleausstiegsgesetzes ein Ausstiegspfad für die Braunkohlestromerzeugung zwischen Bund, Ländern und beteiligten Unternehmen erarbeitet, welcher Entschädigungsregelungen für die Unternehmen und Förderung für die betroffenen Regionen enthält. Die Leistung von Braunkohlenkraftwerken als typische Grundlastkraftwerke lässt sich nur unter Energieverlust kurzfristig regeln. Sie produzieren Strom in direkter Nähe zu den Braunkohlenvorkommen im Rheinischen, Mitteldeutschen und Lausitzer Revier (siehe Tab.“ Braunkohlenkraftwerke in Deutschland gemäß Kohleausstiegsgesetz“).</li> <li><strong>Steinkohlenkraftwerke: </strong>Im Rahmen des Kohleausstiegs wird auch der Ausstieg aus der Steinkohle angestrebt. 2019 wurde bereits aus ökonomischen Gründen der Abbau von Steinkohle in Deutschland eingestellt. Im Gegensatz zur Braunkohle wird der Ausstieg aus der Steinkohle durch einen Auktionsmechanismus geregelt, der die Entschädigungszahlungen bestimmt. Steinkohlenkraftwerke produzieren Strom in den ehemaligen Steinkohle-Bergbaurevieren Ruhr- und Saarrevier, in den Küstenregionen und entlang der Binnenwasserstraßen, da hier kostengünstige Transportmöglichkeiten für Importsteinkohle vorhanden sind. (Weitere Daten und Fakten zu Steinkohlenkraftwerken finden sie in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/86033">Broschüre</a> „Daten und Fakten zu Braun- und Steinkohle“ des Umweltbundesamtes.)</li> <li><strong>Gaskraftwerke:</strong> Die Strom- und Wärmeerzeugung mit Gaskraftwerken erzeugt niedrigere Treibhausgasemissionen als die mit Kohlenkraftwerken. Des Weiteren ermöglichen sie durch ihre hohe Regelbarkeit und hohe räumliche Verfügbarkeit eine Ergänzung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Dennoch muss zum Erreichen der Klimaziele die gesamte Stromerzeugung dekarbonisiert werden, etwa durch Umrüstung auf Wasserstoffkraftwerke.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.png"> </a> <strong> Installierte elektrische Leistung von konventionellen Kraftwerken ab 10 Megawatt nach Energieträgern </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (76,61 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF</a> (39,46 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_abb_kraftwerksleistung-konv-et_2025-12-18.png"> </a> <strong> Kraftwerksleistung aus konventionellen Energieträgern ab 10 Megawatt nach Bundesländern </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_abb_kraftwerksleistung-konv-et_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (154,71 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_abb_kraftwerksleistung-konv-et_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF</a> (128,16 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.png"> </a> <strong> Installierte Leistung zur Stromerzeugung aus konventionellen Kraftwerken </strong> Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (223,20 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF</a> (90,98 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_tab_braunkohlekraftwerke-gem-kohleausstiegsgesetz_2025-12-18.png"> </a> <strong> Tab: Braunkohlenkraftwerke in Deutschland gemäß Kohleausstiegsgesetz </strong> Quelle: UBA-Kraftwerksliste und BMWi <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_tab_braunkohlekraftwerke-gem-kohleausstiegsgesetz_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (133,15 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_tab_braunkohlekraftwerke-gem-kohleausstiegsgesetz_2025-12-18.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung</a> (50,36 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> Kraftwerke auf Basis erneuerbarer Energien <p>Im Jahr 2025 erreichte der Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland einen neuen Höchststand: Mit knapp 23 Gigawatt (GW) wurde der Höchstwert aus dem Vorjahr (22 GW) nochmals übertroffen. Insgesamt stieg damit die Erzeugungskapazität erneuerbarer Kraftwerke auf über 214 GW (siehe Abb. „Installierte Leistung zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien“)&nbsp;</p> <p>Getragen wurde der Erneuerbaren-Zubau in den vergangenen Jahren vor allem von einem starken Ausbau der <strong>Photovoltaik</strong> (PV). Mit einem Zubau von fast 18 GW wurde im Jahr 2025 der Zubaurekord aus dem Jahr 2024 zwar knapp verfehlt, mit einer installierten Leistung von nunmehr fast 120 GW hat sich die installierte Leistung in den letzten fünf Jahren jedoch in etwa verdoppelt. Um das im EEG 2023 formulierte PV-Ausbauziel von 215 GW im Jahr 2030 zu erreichen, wurde ein Ausbaupfad festgelegt. Das Zwischenziel von 128 GW zum Ende des Jahres 2026 ist in Reichweite, in den Folgejahren bis 2030 bleibt allerdings ein weiterer Zubau von jährlich etwa 20 GW zur Zielerreichung notwendig.</p> <p>Auch wenn das Ausbautempo bei der <strong>Windenergie</strong> zuletzt wieder zugelegt hat, liegen die aktuell zugebauten Anlagenleistungen noch immer unter den hohen Zubauraten früherer Jahre. Im Jahr 2025 wurden 5,1 GW neue Windenergie-Leistung zugebaut (2024: 3,3 GW). In den Jahren 2014 bis 2017 waren es im Schnitt allerdings 5,5 GW. Insgesamt lag die am Ende des Jahres 2025 installierte Anlagenleistung von Windenergieanlagen bei knapp 78 GW, davon waren 68 GW an Land und 10 GW auf See installiert.&nbsp;</p> <p>Durch die Abhängigkeit vom natürlichen Energiedargebot unterscheidet sich die Stromerzeugung der erneuerbaren Erzeugungsanlagen teilweise beträchtlich. So kann eine Windenergieanlage die vielfache Menge Strom erzeugen wie eine PV-Anlage gleicher Leistung. Ein einfacher Vergleich der installierten Leistungen lässt deshalb noch keinen Schluss über die jeweils erzeugten Strommengen zu. Neben Photovoltaik- und Windenergieanlagen mit stark witterungsabhängiger Stromerzeugung liefern Wasserkraftwerke langfristig konstant planbaren erneuerbaren Strom, sowie Biomassekraftwerke flexibel steuerbare Strommengen. Beide Energieträger haben in Deutschland aber nur ein begrenztes weiteres Ausbaupotential.</p> <p>Weitere Informationen und Daten zu erneuerbaren Energien finden Sie auf der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/10321">Themenseite „Erneuerbare Energien in Zahlen“</a>.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/6_Abb_Install-Leistung-Stromerzeug-EE_2026-05-15.png"> </a> <strong> Installierte Leistung zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien </strong> Quelle: Umweltbundesamt auf Basis AGEE-Stat Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_Abb_Install-Leistung-Stromerzeug-EE_2026-05-15.pdf">Diagramm als PDF (46,30 kB)</a></li> </ul> </p><p> Wirkungsgrade fossiler Kraftwerke <p>Beim <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/brutto-wirkungsgrad">Brutto-Wirkungsgrad</a> ist im Vergleich zum Netto-Wirkungsgrad der Eigenverbrauch der Kraftwerke enthalten. Insgesamt verbesserte sich der durchschnittliche Brutto-Wirkungsgrad des eingesetzten deutschen Kraftwerksparks seit 1990 um einige Prozentpunkte (siehe Abb. „Durchschnittlicher Brutto-Wirkungsgrad des fossilen Kraftwerksparks“). Diese Entwicklung spiegelt nicht zuletzt die kontinuierliche Modernisierung des Kraftwerksparks und die damit verbundene Außerbetriebnahme alter Kraftwerke wider.&nbsp;</p> <p>Der Brennstoffausnutzungsgrad von Kraftwerken kann durch eine gleichzeitige Nutzung von Strom und Wärme (Kraft-Wärme-Kopplung, KWK) gesteigert werden. Dies kann bei Großkraftwerken zur Wärmebereitstellung in Industrie und Fernwärme, aber auch bei dezentralen kleinen Kraftwerken wie Blockheizkraftwerken lokal erfolgen. Dabei müssen neue Kraftwerke allerdings auch den geänderten Flexibilitätsanforderungen an die Strombereitstellung genügen, dies kann beispielsweise über die Kombination mit einem thermischen Speicher erfolgen.&nbsp;</p> <p>Obwohl bei konventionellen Kraftwerken in den letzten Jahren technisch eine Steigerung der Wirkungsgrade erreicht werden konnte, werden die dadurch erzielbaren Brennstoffeinsparungen nicht ausreichen, um die erforderliche Treibhausgasreduktion im Kraftwerkssektor für die Einhaltung der Klimaschutzziele zu erreichen. Dafür ist ein weiterer Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung notwendig.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/7_abb_durchschn-bruttowirkungsgrad-foss-kraftwerkspark_2025-12-18.png"> </a> <strong> Durchschnittlicher Brutto-Wirkungsgrad des eingesetzten fossilen Kraftwerksparks </strong> Quelle: Umweltbundesamt auf Basis Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/7_abb_durchschn-bruttowirkungsgrad-foss-kraftwerkspark_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF (43,85 kB)</a></li> </ul> </p><p> Kohlendioxid-Emissionen <p>Folgende Aussagen können zum Kohlendioxid-Ausstoß von Großkraftwerken für die Stromerzeugung getroffen werden:</p> <ul> <li><strong>Braunkohlen</strong>: Die spezifischen Kohlendioxid-Emissionen von Braunkohlenkraftwerken variieren je nach Herkunft des Energieträgers aus einem bestimmten Braunkohlerevier und der Beschaffenheit der mitverbrannten Sekundärbrennstoffe (siehe „Emissionsfaktoren eingesetzter Energieträger zur Stromerzeugung“). Mit mindestens 101.658 Kilogramm Kohlendioxid pro Terajoule (kg CO2 / TJ) war der Emissionsfaktor von Braunkohlen im Jahr 2023 höher als der der meisten anderen Energieträger.</li> <li><strong>Steinkohlen</strong>: Der Kohlendioxid-Emissionsfaktor von Steinkohlenkraftwerken betrug im Jahr 2024 94.116 kg CO2 / TJ.</li> <li><strong>Erdgas</strong>:&nbsp;Erdgas-GuD-Anlagen haben mit derzeit 56.325 kg CO2 / TJ den geringsten spezifischen Emissionsfaktor fossiler Kraftwerke (abgesehen von Kokerei-/Stadtgas): Bei der Verbrennung von Erdgas entsteht pro erzeugter Energieeinheit weniger Kohlendioxid als bei der Verbrennung von Kohle.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/8_tab_emissionsfaktoren_2025-12-18.png"> </a> <strong> Tab: Emissionsfaktoren eingesetzter Energieträger zur Stromerzeugung </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/8_tab_emissionsfaktoren_2025-12-18.pdf">Tabelle als PDF (44,94 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/3630/bilder/dateien/7_tab_emissionsfaktoren_2024-12-17_1.pdf"> (72,35 kB)</a></li> </ul> </p><p> Weitere Entwicklung des deutschen Kraftwerksparks <p>Um die Klimaschutzziele zu erreichen, ist ein weiterer Ausbau der erneuerbaren Kraftwerkskapazitäten notwendig (siehe Tab. "Genehmigte oder im Genehmigungsverfahren befindliche konventionelle Kraftwerksprojekte").</p> <p>Um den Herausforderungen der Energiewende begegnen zu können, wird es außerdem einen zunehmenden Fokus auf Flexibilisierungsmaßnahmen brauchen. Dabei handelt es sich um einen Ausbau von Speichern (etwa Pumpspeicher, elektro-chemische Speicher, thermische Speicher) sowie um den Ausbau der Strominfrastruktur (Netzausbau, Außenhandelskapazitäten) und Anreize zur Flexibilisierung des Stromverbrauchs („Demand Side Management").</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/9_tab_genehmigte-in_genehmigung-kraftwerksprojekte_2025-12-18.png"> </a> <strong> Tab: Genehmigte oder im Genehmigungsverfahren befindliche konventionelle Kraftwerksprojekte </strong> Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/9_tab_genehmigte-in_genehmigung-kraftwerksprojekte_2025-12-18.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung (59,52 kB)</a></li> </ul> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

FP4-NNE-THERMIE C, Matrixturbine (Schleusenturbine) im Donaukraftwerk Freudenau - Pilotversuch und Demonstration

Matrixturbine (Schleusenturbine) im Donaukraftwerk Freudenau: Bei Wasserkraftwerken an schiffbaren Fluessen entstehen durch Schleusungen erhebliche Energieverluste, welche sich fuer die bestehenden Donaukraftwerke mit rund 110 GWh/a abschaetzen lassen. Daher werden seit geraumer Zeit wirtschaftliche Moeglichkeiten gesucht, um die den Schleusungsvorgaengen innewohnende mechanische Energie zur Stromerzeugung zu nutzen. Im Falle des Kraftwerkes Freudenau ergibt sich nun die Chance, im Rahmen eines von der Europaeischen Union gefoerderten Projektes, ein neuartiges, gemeinsam von Verbund, der VoestAlpine MCE und Bouvier Hydro (Frankreich) entwickeltes Konzept in einem Pilotversuch zu erproben. Eine Matrixturbine besteht aus mehreren, gleich aufgebauten, kleinen Rohrturbinen und Generatoren, die mittels eines Rahmens zu einer Einheit zusammengefasst sind. Die Turbinen werden sowohl beim Fuellen, als auch beim Entleeren, dabei aber in umgekehrter Richtung, durchflossen. Den einzelnen Matrixeinheiten sind Absperrklappen in Form von Jalousien vorgeschaltet, welche den Wasserstrom freigeben und unterbinden koennen. Die Asynchrongeneratoren werden von den Propellerturbinen (starre Laufschaufeln) angetrieben. Das Laufrad ist so geformt, dass es in beiden Stroemungsrichtungen des Triebwassers akzeptable Wirkungsgrade erreicht. Zum Pilotversuch im Kraftwerk Freudenau wird die Matrixturbine in den Dammbalkenschlitz des Fuell- und Entleerkanals einer Schleusenkammer eingesetzt. Die Matrix besteht aus 5 x 5, also 25 Einzelmaschinensaetzen, mit je 1 m 2 Querschnittsflaeche. Die Generatoren sind schaltungsmaessig in drei Gruppen (maximale Gesamtdauerleistung 5000 kW) zusammengefasst. Nach Transformation der Generatorspannung auf die Spannungsebene der Hauptgeneratoren (10,5 kV) wird die elektrische Energie direkt auf der Unterspannungsseite der Blocktransformatoren eingespeist. Die gesamte Matrix kann bei Stoerungen rasch wieder ausgebaut werden. Die Anforderungen an eine Schleusenturbine sind dadurch gekennzeichnet, dass die Turbinen beidseitig anstroembar ausgefuehrt werden muessen und dass die Fallhoehe im Laufe der Schleusung kontinuierlich abnimmt. Unter der Annahme, dass pro Jahr 6500 Fuellvorgaenge bzw Entleerungsvorgaenge der mit der Matrixturbine ausgeruesteten Schleuse des Kraftwerkes Freudenau vorgenommen werden und dass ab Erreichen der maximalen durch die Turbinen verarbeitbaren Wassermenge diese Schleuse auch zur staendigen Wasserabfuhr herangezogen wird, kann jaehrlich elektrische Energie im Ausmass von rund 3,7 GWh erzeugt werden; das entspricht etwa dem Energiebedarf von 800 Haushalten. Bei diesem Pilotprojekt bietet sich die Moeglichkeit, das Konzept der Matrixturbine in seiner allgemeinsten Form, sowohl im Schleusungsbetrieb bei beiderseitiger Anstroemung, variabler Fallhoehe und Verwendung von Jalousieklappen, als auch im Dauerbetrieb (z. B.: bei Hochwasser) praktisch zu erproben. ... Hauptauftragnehmer: Österreichische Donaukraftwerke AG; Wien;

Gas-Emissionen und Atmungsverluste an der Silage-Anschnittfläche: eine umfassende Studie mit neuartigen In-Situ-Sensoren und Datenmodell-Fusion

Für die Fütterung von Wiederkäuern und die Biogasproduktion werden weltweit große Mengen an Silage verwendet. Die Gasaustausch-Prozesse an der geöffneten Silage bei der Entnahme sind in ihrer Dynamik nach wie vor wenig erforscht. Diese Erkenntnisse haben aber direkten Einfluss auf die Beurteilung der Silagequalität (Frische und Verderb) und die Bewertung der hiervon ausgehenden Umweltwirkungen (Klimagasemissionen). Hierzu wird eine grundlegende und umfassende Studie vorgeschlagen, die sich auf beide Themen konzentriert, die Oxidationsrate/Energieverlust und die Emission von Treibhaus- und Vorläufergasen. Dabei sollen zwei neuartige, automatisierte Multisensorsysteme zur Erfassung und Zuordnung der Signale der Gasemission aus der Silage verwendet werden. Die beiden üblichen Silage-Formen werden berücksichtigt: Flachsilos für Maissilage und Rundballen für Weidelgras, Luzerne und Mais. Die positive oder negative Wirkung chemischer und biologischer Zusatzstoffe auf die Verderbsprozesse und die Gasemission aus der Silage soll ebenfalls untersucht werden. Durch digitale Signalverarbeitung wird das freigesetzte CO2 in zwei Quellen aufgeteilt, von denen sich eine während der vorausgegangenen anaeroben Phasen in der Silage gebildet hat und die andere auf die mikrobiellen, aeroben Prozesse an der Anschnittfläche zurückzuführen ist. Während die erste Quelle eine abklingende Funktion aufweist, überdeckt sie zu Beginn der Messungen die zweite Quelle, die den eigentlichen oxidativen Prozess beschreibt und mit den Energieverlusten der Silage einhergeht. Unter Verwendung dieser neuen Erkenntnisse werden wir das häufig verwendete Pitt-Muck-Modell aktualisieren, um den CO2-Fluss von der geöffneten Seite eines Flachsilos zu simulieren. Mit Hilfe eines Datenmodell-Fusionsansatzes soll das Pitt-Muck-Modell so erweitert werden, dass die in-situ-Messungen aus Experimenten auf dem Untersuchungsbetrieb mit den numerischen Ergebnissen validiert und kombiniert werden können.

Energiemanagement für Supercap-Brennstoffzellenfahrzeuge

Eine Brennstoffzelle als Primärenergiequelle mit einem Doppelschichtkondensator (Supercap) als Zwischenspeicher zu kombinieren ist ein vielversprechender Ansatz für zukünftige Elektrofahrzeuge. In Kooperation mit einem Fahrzeughersteller wurden verschiedene Strategien für ein Energiemanagement für die Kombination einer Brennstoffzelle mit einem Doppelschichtkondensatormodul entworfen und verglichen. Basierend auf der aktuellen Geschwindigkeit und Beschleunigung werden verschiedene Fahrzeugzustände bezüglich kinetischer Energie und Leistungsbedarf unterschieden. In Abhängigkeit von der verfügbaren Leistung von Supercaps und Brennstoffzelle wird eine optimale Leistungsaufteilung zwischen den beiden Energiequellen ermittelt. In Bremsphasen wird durch Rekuperation Energie zurückgewonnen und in den Supercaps gespeichert. Wenn die Supercaps vollgeladen sind oder ihre maximale Ladeleistung erreicht haben, übernehmen mechanische Bremsen die übrige Ladeleistung. Da diese Situation zu einem Energieverlust führt, sollte sie möglichst vermieden werden. Um immer die notwendige Beschleunigungsleistung und gleichzeitig auch ein Maximum an Rekuperation zu garantieren, wird der Ladezustand der Supercaps kontinuierlich und dynamisch an die kinetische Energie des Fahrzeugs angepasst. Verschiedene Strategien wurden in Matlab/Simulink mit einem Stateflow-Chart zur Abbildung der Zustände implementiert. Die verfügbare Supercapleistung wird mit Hilfe eines impedanzbasierten Modells für Supercaps berechnet. Mit diesen Strategiemodellen können die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Strategien verglichen und die Einflüsse von Parametern untersucht werden. Ziel eines Energiemanagements ist es, den Wasserstoffverbrauch zu minimieren und die notwendige Leistung zu jeder Zeit sicherzustellen. Bei der Bewertung der Strategien wird der Wasserstoffverbrauch, die verlorene Bremsenergie und eine mögliche Geschwindigkeitsreduzierung verglichen. Mit einer optimalen Strategie können bis zu 23 Prozent Wasserstoff während eines definierten Fahrprofils gespart werden.

Heissentfluorierung von reduzierenden Gasen mit Absorbern auf Kalkbasis

In der Industrie, z.B. bei der Muellvergasung oder bei GuD-Kraftwerken, entsteht unter anderem Fluorwasserstoff (HF). Da HF extrem umweltschaedlich und giftig ist, muss es aus dem Gas entfernt werden. Im Gegensatz zu den konventionellen Nassgasreinigungen kann das Gas trocken bei moeglichst hohen Temperaturen gereinigt werden. Energieverluste infolge des Abkuehlens und Wiederaufheizens koennen vermieden und so der Wirkungsgrad um einige Prozentpunkte erhoeht werden. Zudem entfaellt die Aufbereitung der anfallenden Abwaesser bei der Nassgasreinigung. Die Entwicklung derartiger Verfahren ist Gegenstand dieses Projektes.

Extraktion von Lithium aus thermalen Solen, Teilvorhaben: Analyse und Optimierung des elektrochemischen Lithiumextraktionsverfahren

Energie- und CO2-Einsparpotential von Industriedämmungen in der EU27

Die EU-Energieeffizienzrichtlinie sieht bis zum Jahr 2020 eine Verringerung des Energieverbrauchs um 20 Prozent vor. Bleibt es jedoch bei der aktuellen Entwicklung, wird Europa nur die Hälfte davon tatsächlich erreichen. Deshalb sind beste verfügbare Techniken, die zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs innerhalb der EU beitragen können, notwendiger denn je. Die technische Dämmung von Industrieanlagen ist eine solche beste und bereits seit Jahren verfügbare Technik. Eine von der European Industrial Insulation Foundation (EiiF) in Auftrag gegebene Ecofys-Studie belegt, dass eine bessere Dämmung von Industrieanlagen großes Potential für Energie- und CO2-Einsparungen birgt. Die dazu erforderlichen Maßnahmen könnten kosteneffizient umgesetzt werden. Der Studie zufolge sind mindestens 10 Prozent der Oberflächen in industriellen Anlagen ungedämmt oder weisen eine beschädigte Isolierung auf. Darüber hinaus sind die meisten existierenden Dämmsysteme auf Basis von allgemeinen und heute deutlich zu hohen Wärmeverlustraten oder Minimalstandards für Oberflächentemperaturen angelegt. Anforderungen wie Wirtschaftlichkeit oder maximale Energieeffizienz werden dabei in der Regel nicht berücksichtigt. Würde die Industrie in der EU auf kosteneffiziente Dämmsysteme umstellen, wären - so die Studie - jährliche Energieeinsparungen von 620 PJ und eine Reduktion der CO2-Emissionen um 49 Mt CO2 pro Jahr möglich. Die vollständige Studie kann beim EiiF angefordert werden: http://www.eiif.org/?Extra/50/14.

Abschätzung der Bedeutung des Einspeisemanagements nach Paragraph 11 EEG und Paragraph 13 Abs. 2 EnWG

Diese im Auftrag des Bundesverbands WindEnergie e.V. erstellte Studie erläutert die Auswirkungen des Einspeisemanagements auf die Windenergieerzeugung in den Jahren 2010 und 2011. Ecofys analysierte das Einspeisemanagement, welches Verteilnetzbetreiber (VNB) anwenden, um die Netzsicherheit zu gewährleisten. Während des EinspeiseManagement-Vorgangs regelt der Verteilnetzbetreiber temporär die Erneuerbaren Energien (EE) Anlagen in der betroffenen Netzregion ab, um eine Überlastung des Netzes zu vermeiden. Wir führten eine Bestandsaufnahme zum Einspeisemanagement der deutschen Verteilnetzbetreiber durch und entwickelten eine Methode zur Abschätzung der dadurch abgeregelten Energiemenge. Die Ergebnisse der Ausfallarbeit eines Jahres vergleichen wir regelmäßig mit den Ergebnissen der vorangegangenen Jahre, um daraus den sich ergebenden Trend abzuleiten. Bislang veröffentlichen Netzbetreiber die durch Einspeisemanagement verloren gegangene Energie nicht. Darüber hinaus untersuchte Ecofys, ob in Engpasssituationen Einspeisemanagement nach Paragraph 11 EEG durchgeführt wurde und Entschädigungen nach Paragraph 12 EEG gezahlt wurden oder ob Maßnahmen nach Paragraph 13 Abs. 2 EnWG, ohne die Möglichkeit zur Entschädigung der Anlagenbetreiber, durchgeführt wurden.

Die Bedeutung von Omnivorie und Mixotrophie für die Nahrungskettenlänge und die Nahrungsnetzstruktur im limnischen Pelagial

Die Begrenzung der Länge von Nahrungsketten ist eine der klassischen, aber immer noch unbeantworteten Fragen der Ökologie von Lebensgemeinschaften. In diesem Projekt und in einem parallelen Projekt limnologischer Ausrichtung (Antragsteller: Dr. H. Stibor, LMU München) soll versucht werden, zwei zentrale Hypothesen zu überprüfen: Die Omnivorie-Hypothese und die Hypothese der energetischen Begrenzung. Omnivore sind Organismen, die ihre Nahrung mindestens zwei tropischen Ebenen entnehmen. Dadurch werden sie gleichzeitig zu Nahrungskonkurrenten ihrer Beuteorganismen auf der unmittelbar unter den Omnivoren angesiedelten tropischen Ebene. Diese können dem doppelten Druck (Konkurrenz, Fraß) nicht widerstehen und werden aus dem System verdrängt, wodurch es zu einer Verkürzung der Nahrungskette kommt. Hypothese der energetischen Begrenzung. Wegen der Energieverluste, die bei jedem Transferschritt in der Nahrungskette auftreten, begrenzt die Höhe der Primärproduktion die Länge von Nahrungsketten, da bei zu langen Ketten die Energiezufuhr zu niedrig wäre, um die tropische Ebene der terminalen Räuber zu unterhalten. Überprüfung der Omnivorie-Hypothese. In künstlich zusammengestellte Modell-Nahrungsnetze im Labor (Mikrokosmen) werden an der Basis (mixotrophe Algen) und in der Mitte (omnivore Zooplankter) Omnivore eingefügt und die Struktur der Nahrungsnetze mit Kontroll-Nahrungsnetzen ohne Omnivore verglichen. Überprüfung der Hypothese der energetischen Begrenzung. Die Entwicklung der omnivorenhaltigen und omnivorenfreien Modell-Nahrungsnetze wird bei unterschiedlicher Trophie und damit Primärproduktion verfolgt.

Energetische Planung und adaptive Steuerung in Mixed Reality auf Basis von LiDAR-Scans für den Einsatz von Wärmepumpen in Bestandsgebäuden, TP2: Anforderungsanalyse und Evaluierung optische Erfassung, Mixed Reality und Adaptive Steuerung an Wärmepumpendemonstrator

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