In Kohlekraftwerken wird mit Hilfe der Verbrennung von Braun- oder Steinkohle Wasserdampf erzeugt, der Turbinen antreibt. Über angekoppelte Generatoren wird Strom gewonnen. Mit Braunkohle wird in Deutschland überwiegend die Grundlast gedeckt, mit Steinkohle die so genannte Mittellast. Bezogen auf die eingesetzte, in der Kohle gebundene Primärenergie, liegt der Wirkungsgrad im Schnitt ohne Abwärmenutzung nur bei etwa 35 %. Moderne Braunkohlekraftwerke mit optimierter Anlagentechnik bringen es auf elektrische Wirkungsgrade von 43%. 10 % der erzeugten Energie werden allerdings schon in vorgelagerten Prozessen (Tagebau, Transporte) verbraucht. Steinkohlekraftwerke erreichen elektrische Wirkungsgrade von 45 %. Wegen der dezentralen Lage von Kohlekraftwerken ist die Nutzung der Abwärme z.B. zu Heizzwecken selten möglich, obwohl durch eine Nutzung der Wärme der Gesamtwirkungsgrad stark ansteigen könnte. Kohlekraftwerke gehören zu den stärksten CO2 -Emittenden. Eine sinnvolle Alternative zur Kohleverstromung ist die verstärkte Nutzung der Möglichkeiten der dezentraler Wärme-Kraft-Kopplung (BHKW) mit Erd- und Biogas.
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