Wie wird eigentlich der Strom erzeugt, der täglich aus der Steckdose kommt? Und welche Rolle spielen moderne Kraftwerke in einer Energieversorgung, die zunehmend auf Wind- und Solarenergie setzt? Diesen Fragen ging der Physik-Leistungskurs des Adalbert-Stifter-Gymnasiums Castrop-Rauxel bei einer Exkursion zum Gas- und Dampfturbinenkraftwerk (GuD) in Herne nach.
Im Rahmen einer exklusiven Führung erhielten die Schülerinnen und Schüler spannende Einblicke in den laufenden Betrieb einer der modernsten Kraftwerksanlagen Deutschlands. Dabei konnten sie Bereiche besichtigen, die normalerweise nicht für die Öffentlichkeit zugänglich sind, und erfuhren aus erster Hand, wie moderne Energietechnik funktioniert.
Stromerzeugung mit zwei Turbinen
Das GuD-Kraftwerk Herne basiert auf dem Prinzip der kombinierten Gas- und Dampfturbinenanlage. Zunächst wird Erdgas in einer Gasturbine verbrannt. Die dabei entstehenden heißen Abgase treiben nicht nur die Gasturbine an, sondern werden anschließend genutzt, um Wasser zu erhitzen und Dampf zu erzeugen. Dieser Dampf treibt wiederum eine zweite Turbine an. Durch die doppelte Nutzung der eingesetzten Energie erreicht das Kraftwerk einen besonders hohen Wirkungsgrad. (Siemens Presse)
Zusätzlich arbeitet die Anlage nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Die entstehende Wärme wird nicht ungenutzt an die Umwelt abgegeben, sondern in das Fernwärmenetz des Ruhrgebiets eingespeist. Dadurch können zahlreiche Haushalte gleichzeitig mit Wärme versorgt werden. Mit einem Brennstoffnutzungsgrad von über 85 Prozent zählt das Kraftwerk zu den effizientesten Anlagen seiner Art weltweit. (Siemens Presse)
Bedeutung für die Energiewende
Besonders interessant war für die angehenden Physikerinnen und Physiker die Rolle des Kraftwerks in der Energiewende. Zwar basiert die Anlage derzeit noch auf dem fossilen Energieträger Erdgas, sie ersetzt jedoch ältere Kohlekraftwerke und verursacht dadurch deutlich weniger CO₂-Emissionen. Zudem kann das Kraftwerk seine Leistung sehr schnell anpassen und so Schwankungen bei der Stromerzeugung aus Wind- und Solaranlagen ausgleichen. (steag-iqony-group.com)
Das Kraftwerk gilt daher als wichtige Brückentechnologie auf dem Weg zu einer klimaneutralen Energieversorgung. Bereits heute ist die Anlage technisch darauf vorbereitet, künftig Wasserstoff beizumischen und perspektivisch einen immer größeren Anteil erneuerbar erzeugten Wasserstoffs zu nutzen. Damit kann sie auch langfristig einen Beitrag zur sicheren und nachhaltigen Energieversorgung leisten. (steag-iqony-group.com)
Technik hautnah erleben
Während der Führung beeindruckten vor allem die gewaltigen Dimensionen der Anlage: Turbinenhallen, Rohrleitungssysteme und Leitstände verdeutlichten, welche technischen Herausforderungen hinter einer zuverlässigen Strom- und Wärmeversorgung stehen. Viele Inhalte aus dem Physikunterricht konnten dabei direkt in der Praxis wiederentdeckt werden – von Thermodynamik über Energieumwandlung bis hin zu Fragen der Effizienzsteigerung.
Der Besuch des GuD-Kraftwerks Herne bot dem Physik-Leistungskurs damit nicht nur spannende Einblicke in moderne Energietechnik, sondern auch einen anschaulichen Blick auf die Herausforderungen und Chancen der Energiewende. Für alle Beteiligten war es ein lehrreicher und beeindruckender Tag, der die im Unterricht behandelten Inhalte auf eindrucksvolle Weise erlebbar machte.