Augsburg (lby) - Der Münchner Astrophysiker und Wissenschaftsjournalist Harald Lesch sieht Forderungen nach einer Rückkehr zur Atomkraft in Deutschland
Aber, fair enough, das Rennen hat Photovoltaik gemacht. Aber damals™ war das ein heißer (ha) Wettbewerber und die Ingenieurswissenschaften neigten dazu, dass Solarthermie besser ist. Dann hat China den Markt übernommen und plötzlich ist PV krass viel effizienter und spottbillig.
Solarthermie kann Sachen, die Photovoltaik schlecht kann, z.B. hohe Temperaturen erzeugen. Ist zur Stromerzeugung nicht so interessant, weil der Wirkungsgrad von Solarzellen inzwischen höher ist, als den Umweg über Wärme und Dampf zu gehen, aber für Industrieprozesse, die hohe Temperaturen brauchen, kann das durchaus sinnvoll sein, wenn man sich den Umweg über die Stromerzeugung spart.
Zum Einen erzeugen AKW so viel Wärme, dass man sie ständig massiv kühlen muss, damit sie nicht kaputt gehen und schmelzen. Denn eine Kernschmelze (wie in Fukushima passiert) ist ein Super-GAU. Das ist ein Unterschied zu anderen Arten von Kraftwerken.
Zum Anderen ist das Aufheizen von Wasser nur ein Zwischenschritt: In Erster Linie möchte man kein heißes Wasser, sondern Strom, eine “höherwertige” Form von Energie, die physikalische Arbeit verrichten kann, und auch praktisch durch Leitungen weit zu transportieren ist. Die wird in der Thermodynamik auch als ‘Exergie’ bezeichnet. Wärmeenergie kann in mechanische Arbeit bzw. Strom umgewandelt werden, aber nur zu einem bestimmten Anteil, und dies geschieht, indem man einen heißen Stoff (nämlich das vom Reaktor aufgeheizte Wasser) abkühlt und eine kältere Substanz (nämlich das Kühlwasser) aufheizt.
Und daher haben AKWs immer diese riesigen Kühltürme, und liegen an Flüssen oder am Meer…
P.S.
Der Umstand, dass Strom / mechanische Arbeit höherwertige Energie ist, als Wärme, ist auch der Grund dafür, dass Wärmepumpen zum Heizen rein energetisch gesehen einen Wirkungsgrad deutlich größer als Eins haben.
Ein abgeschaltetes AKW verbraucht wesentlich weniger Wasser als ein laufendes. Die bei natürlichen Zerfallsprozessen freiwerdende Energie ist sehr viel niedriger als die bei Kernspaltung frei werdenende.
Exergie habe ich noch nie gehört und ist in der Physik unüblich.
Weil du mit heißem Wasser keinen Atomreaktor abkühlen kannst. Du brauchst im ganzen Prozess einen Temperaturunterschied zwischen dem Kühlmittel das reingeht, und dem das wieder raus kommt.
Es geht in erster Linie nicht darum den Reaktor zu kühlen (Das Kraftwerk dient ja nicht dem reinen Selbstzweck).
In einem Dampfkraftwerk wird flüssiges Wasser zunächst durch eine Hochdruckpumpe auf großen Druck gebracht und dann in einem “Kessel” durch Zufuhr von Wärme (egal welcher Quelle: Nuklear, Gas, Steinkohle, Braunkohle, “Müll”, Parteitagsdebatten) verdampft und überhitzt. Dieser Heißdampf wird dann durch mehere Turbinenstufen geschickt, wodurch ein (möglichst großer) Teil der zugeführten Wärme in technische Arbeit (elektrischer Strom) umgewandelt wird.
Beim Verlassen der Turbine hat der nun als Nassdampf bezeichnete Dampf niedrigen Druck, enthält aber immer noch genug Wärme um nicht komplett zu kondensieren. Diese restliche Wärme ist jedoch nicht mehr technisch nutzbar, kann aber zum Teil dazu verwendet werden Wohnungen, Schwimmbäder oder Gewächshäuser zu beheizen. Was man auf diese Weise nicht los wird, muss durch Kühlung (meistens mit Wasser, weil das so effektiv effizient funktioniert) abgeführt werden, damit man schließlich wieder flüssiges Wasser zurückerhält, dass dann wieder unter Einsatz von vergleichbar wenig Arbeit in der Hochdruckpumpe auf großen Druck gebracht werden kann.
In einem Kernkraftwerk zirkuliert das zum Kühlen des Reaktors verwendete Kühlmittel (meist Wasser) in einem separaten Kreislauf. Dieses erhitzt einen weiteren separaten Wasserkreislauf, der dann schließlich dazu genutzt wird das Wasser im eigentlichen Dampf-Kreisprozess zu erhitzen.
Der Zweck des Reaktors ist aber nicht, dass er gerne gekühlt werden möchte und man als Nebeneffekt um die dabei abzuführende Wärme zu nutzen ein Kraftwerk daneben gebaut hat.
Dass die Erfüllung einer Nebenbedingung, nämlich den Reaktor zu Kühlen, damit er einem nicht um die Ohren fliegt auch, wenn das Kraftwerk die Wärme mal nicht abnehmen kann, wichtiger ist, als der eigentliche Zweck, der zuverlässige Betrieb eines Kraftwerks zur Stromerzeugung, ist ein Irrsinn, den es so auch nur bei Kernkraftwerken gibt.
Anderer reaktortyp und so aber meltdown würds trotzdem geben wenn alle kühlung ausfällt oder? Würde halt nich so ausarten und explodieren wie tschernobyl.
Unwahrscheinlich. Die Kernspaltung wird bei Kühlausfall i.d.r. unterbrochen. Dafür gibt es passive und aktive Systeme.
Der wird nur ein bisschen warm. Kommt aber auf Bauart etc. an. Und ein paar hundert grad ist nicht schlimm. Das was noch an Energie abgeführt werden muss müsste ich nachgucken, kann aber nicht viel sein.
Eine Unterbrechung der Kernspaltung heißt nicht, dass da keine Wärme mehr frei wird. Der Radioaktive Zerfall gerade der kurzlebigen Spaltprodukte im Reaktorbrennstoff setzt große Mengen an Wärme frei.
Die Energie, die bei einem frisch abgeschalteten Leistungsreaktor in Form von Wärme abgeführt werden muss, ist in den ersten paar Tagen enorm. Das ist rein passiv nicht zu kühlen. Siehe Fukushima. Dort ist nämlich die (aktive) Kühlung ausgefallen, weil die Verbindung zum Stromnetz durch das Erdbeben zerstört wurde und die Notstrom-Diesel im Tsunami abgesoffen sind. Auch frisch verbrauchte Brenelemente brauchen aktive Kühlung. Das, was in den Castor reinkommt, hat schon Monate bzw. Jahre in einem aktiv gekühlten Abklingbecken gelagert und entwickelt nicht mehr so viel Zerfallswärme. Deswegen lässt sich das passiv mit Luft kühlen. In Fukushima gab es auch Probleme mit Abklingbecken wegen der ausgefallenen Kühlung.
Der Unfall in Tschernobyl war übrigens Ergebnis eines Sicherheitstests, mit dem nachgewiesen werden sollte, dass auch bei einem Stromausfall und einer Reaktor-Schnellabschaltung die Kühlung des Reaktors lückenlos weiterläuft, (Spoiler: Konnte bei Block 4 aus Gründen nicht nachgewiesen werden) indem die Schwungmasse der auslaufenden Turbogeneratoren noch genug Energie zur Versorgung der Kühlwasserpumpen liefert, bis die Notstrom-Diesel angesprungen, auf Nennleistung hochgefahren sind und die Stromversorgung übernehmen. (Bei der Anlage in Tschernobyl hätte das ca. eine Minute gedauert)
Eine Wärme - Kraftmaschine funktioniert dadurch dass Wärme von einem Wärmeren Reservoir in ein kalteres Transportiert wird. Je größer der Temperaturunterschied desto größer der Anteil der Wärme die in nützliche Energie umgewandelt werden kann.
Das bedeutet jedes Kraftwerk Brauch einen Ort der die Wärme aufnimmt. Das kann zum Beispiel ein Kühlturm sein, also so ein Riesen Beton Teil. Dort wird Wasser verdunstet und dadurch die Wärme abgeführt. Die Alternative, einen Freikühler zu verwenden skaliert nicht gut. Die nächste Alternative wäre die Wärme in den Fluss/See zu leiten, indem man einen Warmetauscher verwendet.
Die Wärmemenge lässt sich zb. Durch Fernwärme signifikant reduzieren.
Wieso muss man AKWs überhaupt mit Wasser kühlen? Ich dachte, der ganze Sinn eines AKW liegt darin, Wasser zu erhitzen.
Ein AKW ist letztlich auch nur eine Dampfmaschine.
Immer ist gewesen.
Solar? Windkraft?
Darf ich Solarthermie Kraftwerke vorstellen?
Aber, fair enough, das Rennen hat Photovoltaik gemacht. Aber damals™ war das ein heißer (ha) Wettbewerber und die Ingenieurswissenschaften neigten dazu, dass Solarthermie besser ist. Dann hat China den Markt übernommen und plötzlich ist PV krass viel effizienter und spottbillig.
Solarthermie kann Sachen, die Photovoltaik schlecht kann, z.B. hohe Temperaturen erzeugen. Ist zur Stromerzeugung nicht so interessant, weil der Wirkungsgrad von Solarzellen inzwischen höher ist, als den Umweg über Wärme und Dampf zu gehen, aber für Industrieprozesse, die hohe Temperaturen brauchen, kann das durchaus sinnvoll sein, wenn man sich den Umweg über die Stromerzeugung spart.
Wie immer alles nur heiße Luft.
Zum Einen erzeugen AKW so viel Wärme, dass man sie ständig massiv kühlen muss, damit sie nicht kaputt gehen und schmelzen. Denn eine Kernschmelze (wie in Fukushima passiert) ist ein Super-GAU. Das ist ein Unterschied zu anderen Arten von Kraftwerken.
Zum Anderen ist das Aufheizen von Wasser nur ein Zwischenschritt: In Erster Linie möchte man kein heißes Wasser, sondern Strom, eine “höherwertige” Form von Energie, die physikalische Arbeit verrichten kann, und auch praktisch durch Leitungen weit zu transportieren ist. Die wird in der Thermodynamik auch als ‘Exergie’ bezeichnet. Wärmeenergie kann in mechanische Arbeit bzw. Strom umgewandelt werden, aber nur zu einem bestimmten Anteil, und dies geschieht, indem man einen heißen Stoff (nämlich das vom Reaktor aufgeheizte Wasser) abkühlt und eine kältere Substanz (nämlich das Kühlwasser) aufheizt.
Und daher haben AKWs immer diese riesigen Kühltürme, und liegen an Flüssen oder am Meer…
P.S.
Der Umstand, dass Strom / mechanische Arbeit höherwertige Energie ist, als Wärme, ist auch der Grund dafür, dass Wärmepumpen zum Heizen rein energetisch gesehen einen Wirkungsgrad deutlich größer als Eins haben.
Ein abgeschaltetes AKW verbraucht wesentlich weniger Wasser als ein laufendes. Die bei natürlichen Zerfallsprozessen freiwerdende Energie ist sehr viel niedriger als die bei Kernspaltung frei werdenende.
Exergie habe ich noch nie gehört und ist in der Physik unüblich.
Du meintest wohl “Exergie”. Hab ich seinerzeit in Marburg im Seminar zur Physik der Energieversorgung gelernt bei Professor Ackermann.
Ist korrigiert.
Steht leider immer noch Energie drin.
Uuups. Hatte das falsche Energie geändert.
Weil du mit heißem Wasser keinen Atomreaktor abkühlen kannst. Du brauchst im ganzen Prozess einen Temperaturunterschied zwischen dem Kühlmittel das reingeht, und dem das wieder raus kommt.
Es geht in erster Linie nicht darum den Reaktor zu kühlen (Das Kraftwerk dient ja nicht dem reinen Selbstzweck).
In einem Dampfkraftwerk wird flüssiges Wasser zunächst durch eine Hochdruckpumpe auf großen Druck gebracht und dann in einem “Kessel” durch Zufuhr von Wärme (egal welcher Quelle: Nuklear, Gas, Steinkohle, Braunkohle, “Müll”, Parteitagsdebatten) verdampft und überhitzt. Dieser Heißdampf wird dann durch mehere Turbinenstufen geschickt, wodurch ein (möglichst großer) Teil der zugeführten Wärme in technische Arbeit (elektrischer Strom) umgewandelt wird. Beim Verlassen der Turbine hat der nun als Nassdampf bezeichnete Dampf niedrigen Druck, enthält aber immer noch genug Wärme um nicht komplett zu kondensieren. Diese restliche Wärme ist jedoch nicht mehr technisch nutzbar, kann aber zum Teil dazu verwendet werden Wohnungen, Schwimmbäder oder Gewächshäuser zu beheizen. Was man auf diese Weise nicht los wird, muss durch Kühlung (meistens mit Wasser, weil das so
effektiveffizient funktioniert) abgeführt werden, damit man schließlich wieder flüssiges Wasser zurückerhält, dass dann wieder unter Einsatz von vergleichbar wenig Arbeit in der Hochdruckpumpe auf großen Druck gebracht werden kann.In einem Kernkraftwerk zirkuliert das zum Kühlen des Reaktors verwendete Kühlmittel (meist Wasser) in einem separaten Kreislauf. Dieses erhitzt einen weiteren separaten Wasserkreislauf, der dann schließlich dazu genutzt wird das Wasser im eigentlichen Dampf-Kreisprozess zu erhitzen.
Beim AKW schon, sonst schmilzt dir der Reaktor weg. Ob du das jetzt noch über einen Wärmertauscher laufen lässt oder nicht ist dabei egal.
Der Zweck des Reaktors ist aber nicht, dass er gerne gekühlt werden möchte und man als Nebeneffekt um die dabei abzuführende Wärme zu nutzen ein Kraftwerk daneben gebaut hat.
Dass die Erfüllung einer Nebenbedingung, nämlich den Reaktor zu Kühlen, damit er einem nicht um die Ohren fliegt auch, wenn das Kraftwerk die Wärme mal nicht abnehmen kann, wichtiger ist, als der eigentliche Zweck, der zuverlässige Betrieb eines Kraftwerks zur Stromerzeugung, ist ein Irrsinn, den es so auch nur bei Kernkraftwerken gibt.
Der Temperaturunterschied zwischen heißem Wasser und Reaktor genügt.
Das Problem ist, dass aus Umweltgründen die Wassertemperatur im Gewässer nicht beliebig erhöht werden darf.
AKW Kühlen = Wasser erhitzen
Weil sonst Tschernobyl :)
Nein. Das ist lustig, ist aber falsch.
Anderer reaktortyp und so aber meltdown würds trotzdem geben wenn alle kühlung ausfällt oder? Würde halt nich so ausarten und explodieren wie tschernobyl.
Unwahrscheinlich. Die Kernspaltung wird bei Kühlausfall i.d.r. unterbrochen. Dafür gibt es passive und aktive Systeme.
Der wird nur ein bisschen warm. Kommt aber auf Bauart etc. an. Und ein paar hundert grad ist nicht schlimm. Das was noch an Energie abgeführt werden muss müsste ich nachgucken, kann aber nicht viel sein.
Eine Unterbrechung der Kernspaltung heißt nicht, dass da keine Wärme mehr frei wird. Der Radioaktive Zerfall gerade der kurzlebigen Spaltprodukte im Reaktorbrennstoff setzt große Mengen an Wärme frei.
Die Energie, die bei einem frisch abgeschalteten Leistungsreaktor in Form von Wärme abgeführt werden muss, ist in den ersten paar Tagen enorm. Das ist rein passiv nicht zu kühlen. Siehe Fukushima. Dort ist nämlich die (aktive) Kühlung ausgefallen, weil die Verbindung zum Stromnetz durch das Erdbeben zerstört wurde und die Notstrom-Diesel im Tsunami abgesoffen sind. Auch frisch verbrauchte Brenelemente brauchen aktive Kühlung. Das, was in den Castor reinkommt, hat schon Monate bzw. Jahre in einem aktiv gekühlten Abklingbecken gelagert und entwickelt nicht mehr so viel Zerfallswärme. Deswegen lässt sich das passiv mit Luft kühlen. In Fukushima gab es auch Probleme mit Abklingbecken wegen der ausgefallenen Kühlung.
Der Unfall in Tschernobyl war übrigens Ergebnis eines Sicherheitstests, mit dem nachgewiesen werden sollte, dass auch bei einem Stromausfall und einer Reaktor-Schnellabschaltung die Kühlung des Reaktors lückenlos weiterläuft, (Spoiler: Konnte bei Block 4 aus Gründen nicht nachgewiesen werden) indem die Schwungmasse der auslaufenden Turbogeneratoren noch genug Energie zur Versorgung der Kühlwasserpumpen liefert, bis die Notstrom-Diesel angesprungen, auf Nennleistung hochgefahren sind und die Stromversorgung übernehmen. (Bei der Anlage in Tschernobyl hätte das ca. eine Minute gedauert)
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Eine Wärme - Kraftmaschine funktioniert dadurch dass Wärme von einem Wärmeren Reservoir in ein kalteres Transportiert wird. Je größer der Temperaturunterschied desto größer der Anteil der Wärme die in nützliche Energie umgewandelt werden kann.
Das bedeutet jedes Kraftwerk Brauch einen Ort der die Wärme aufnimmt. Das kann zum Beispiel ein Kühlturm sein, also so ein Riesen Beton Teil. Dort wird Wasser verdunstet und dadurch die Wärme abgeführt. Die Alternative, einen Freikühler zu verwenden skaliert nicht gut. Die nächste Alternative wäre die Wärme in den Fluss/See zu leiten, indem man einen Warmetauscher verwendet.
Die Wärmemenge lässt sich zb. Durch Fernwärme signifikant reduzieren.