Aufgabe 2 - Kraftwerke und Energieversorgung · Abitur NRW Technik GK · Haupttermin 2021

Aufgabenstellung: Analyse eines Steinkohlenblocks im Kontext der Energiewende

An einem Kraftwerksstandort im Norden des Ruhrgebiets wurden in den letzten Jahren mehrere alte Steinkohlenblöcke stillgelegt und vom Netz getrennt. Ein neu errichteter, moderner und leistungsstarker Block am selben Standort gleicht die ausgefallene Einspeiseleistung wieder aus. Bis zum geplanten Kohleausstieg wird dieser Neubau in den kommenden Jahrzehnten die Energieversorgung der Region absichern.

M 1: Schematischer Aufbau eines Steinkohlenblocks

M 2: Technische Daten des Blocks

Steinkohleneinsatz bei Volllast · 312 Tonnen pro Stunde

Elektrische Bruttoleistung · 1100 MW

Elektrische Nettoleistung · 1052 MW

Fernwärmeleistung · 350 MW

Elektrischer Wirkungsgrad $\eta_{\text{el}}$ · 45 %

Durchschnittliche Jahreseinspeisung elektrischer Energie · 2630 GW·h

Frischdampfdruck/-temperatur · 200 bar / 600 °C

Druck und Temperatur nach der Zwischenüberhitzung · 80 bar / 600 °C

Kondensatordruck · 0,02 bar

Heizwert der Steinkohle: 27 MJ/kg

a)

Aufbau und Funktion eines Steinkohlenblocks

Geben Sie anhand der Nummern die Namen der im Material M 1 dargestellten Teile des Steinkohlenblocks an. Erläutern Sie, welche Aufgabe jedes dieser Teile erfüllt. [15 Punkte]

d)

Einspeisung nach Energieträgern

Beschreiben Sie das in Material M 4 dargestellte Diagramm. Erörtern Sie, wie fossile und regenerative Energieträger bei der Bereitstellung elektrischer Energie zusammenwirken. Berücksichtigen Sie dabei, welche unterschiedlichen Anforderungen sich für den Kraftwerkspark eines Energieversorgers ergeben, damit die Energieversorgung gesichert ist. [10 Punkte]