Nichts geht ohne Wasser

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Nichts geht ohne Wasser

Beitrag von admin » 24.07.2019, 10:46

"Selbst" die AKW kommen ohne ausreichende Wassermengen nicht aus. Kann niemanden wundern der verstanden hat wie "thermische oder auch kalorische Kraftwerke" funktionieren.

Wärmekraftwerke sind auf die eine oder andere Art Dampfkraftwerke. Das gilt selbstverständlich auch für AKW. Es sind immer zwei "Wärmereservoirs" notwendig. Je höher der Temperaturunterschied, desto höher der Wirkungsgrad solcher Kraftwerke. Wobei es unüberwindbare physikalischen Begrenzungen gibt.

Gleichgültig ob man nun die Wärme bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe (wie Kohle oder Erdöl) oder die Abwärme nuklearer Prozesse zur Umwandlung in el. Strom nutzt, alle derartige Verfahren benötigen möglichst nieder temperiertes "Kühlwasser" um den sog. "Carnot-Prozess" zu ermöglichen.

Kann man die physikalisch unvermeidbaren "Verluste" (Anergie) nicht für irgendwelche andere Verfahren nutzen (z.B. Wärme für Heizungsanlagen - Fern- oder Prozesswärme erzielt werden (Kraft-Wärme-Kopplung), liegt der typische Wirkungsgrad heute bei 30 bis maximal 45%

Ds bedeutet, "minimal" müssen also 55% der durch Verbrennung oder nuklearer Prozesse gewonnen Energie über aufwendige Kühlmaßnahmen "vernichtet" werden. Das Verhältnis Exergie zu Anergie liegt zwischen 55 bis 70% zu Ungunsten der Exergie. Da Energie weder erzeugt, noch gar "vernichtet" werden kann, gehen dem System permanent große Energiemengen ohne weiteren systemischen Nutzen so verloren. Das wird auch durch sog. "Kühltürme" nicht besser, weil für deren Betrieb die zuvor aufwendig generierte el. Energie wieder in den Antrieb der notwendigen Pumpen und Ventilatoren fließt und so ebenfalls den Anergieanteil erhöht.

Grob gesagt, ein "Schippchen" für den Strom - zwei "Schippchen" für die Erwärmung des Kühlwassers.

Am inzwischen stillgelegten AKW Biblis Druckwasserreaktor Block A kann das immer noch sehr übersichtlich dargestellt werden :

aus "thermischer Reaktorleistung" von 3.517 MW werden :

elektrische Bruttoleistung von 1.225 MW

elektrische Nettoleistung von 1.167 MW

58 MW der Bruttoleistung gehen unvermeidbar in den Betrieb als Anergieanteil

2.292 MW der thermischen Leistung gehen unvermeidbar in die Erwärmung von Flusswasser und oder in nutzlose Erwärmung der Luft als Anergieanteil für weitere Nutzanwendung verloren. :shock:

Es ist wenig tröstlich, wenn zwar Energie niemals "vernichtet" werden kann, aber bei einem Prozess 2.292 MW + 58 MW = 2.350 MW zu Anergie werden und von ursprünglich 3.517 MW nur 1.167 MW Exergie als Strom ins Netz gehen (was selbstverständlich ebenfalls weitere Anergieanteile - "Übertragungsverluste" zur Folge hat).

Dies bedeutete für AKW Biblis Druckwasserreaktor Block A im günstigen Fall (ohne Kühlturmbetrieb !) 33,2% Exergie und 66,8 % nicht nur nutzlose, sondern auch teilweise schädlichen Anergieanteil. bei einem 24 stündigen Betrieb wurden also 28.008 MWh Exergie dem Hochspannungsnetz zugeführt, andererseits wurden dem Rhein eine Kühllast von nutzlosen bis schädlichen 55.008 MWh täglich zugemutet. Das weitere 1.392 MWh (ohne Kühltürme) für den Eigenbedarf als Anergie anfielen, sei wenigstens erwähnt.

Das Jahr hat 8.760 h - nehmen wir mal 8.000 "Volllaststunden" als "Jahresnutzungsgrad" an, werden dem Netz 9.336.000 MWh (9.336 GWh) zugeführt. Der Rhein erfährt so 18.336.000 MWh (18.336 GWh) oder 66 PJ [Petajoule] unerwünschte Erwärmung. Das der "Eigenbedarf" noch immerhin 464.000 MWh (448 GWh) erforderte ist selbstverständlich.

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Nichts geht ohne Wasser - auch nicht in Frankreich

Beitrag von admin » 24.07.2019, 10:54

Nun kann man sich (selbstverständlich mit den entsprechenden Realdaten) doch schon vorstellen, wie 58 französischen AKW die französischen Fließgewässer - inkl. des Rheins im Oberlauf mit ihrem jährlichen Kühlbedarf belasten. Führen die "nutzbaren" Flüsse nicht genügend Wassermengen, müssen Leistungen gedrosselt oder gleich ganze AKW stillgelegt werden.

Was gerade in F der Fall ist wie diese Meldung in "Le Monde" vom 22.07.2019 gerade besagt :
"Énergies Nucléaire - Canicule : EDF doit mettre à l’arrêt deux réacteurs nucléaires" in Deutsch : "Nuklearenergie - Hitzewelle: EDF muss zwei Kernreaktoren abschalten" (der Artikel kann mit Google T komplett übersetzt werden).

Das ist offensichtlich erst der Beginn solcher Notmaßnahmen :
Le Monde hat geschrieben:Die Hitzewelle in Frankreich hat bereits Auswirkungen auf die Stromerzeugung von Kernkraftwerken. Dienstag, 23. Juli, EDF wird mindestens bis Dienstag, 30. Juli die beiden Reaktoren des Central Golfech (Tarn-et-Garonne) herunterfahren. Bereits am Samstag musste die Gruppe die Leistung der beiden Reaktoren von Saint-Alban (Isère) und eines der Reaktoren des Bugey (Ain) deutlich reduzieren.
In Frankreich sind 58 Kernreaktoren in Betrieb.

Wenn die Hitzewelle anhält, könnten andere Reaktoren, insbesondere entlang der Rhone, die vierzehn Flussreaktoren hat, für einen oder mehrere Tage stillgelegt werden.
Wenn auch die zeitweise "Behinderung" durch hohe Temperaturen das System in F nicht (noch nicht) "lahmlegt", so zeigt es doch, die steigende Erwärmung macht die AKW, welche im Betrieb kein CO2 emittieren, selbst zu "Opfern" des menschenverursachten CO2 Anstiegs.

Im Übrigen entsteht durch jahreszeitlich bedingten Wassermangel in den "Kühlflüssen" die selbe Situation wie durch die hohe Eigentemperatur der betroffenen Flüsse. In "Kombination" (hohe Wassertemperatur plus geringer Menge) verschärft dies seit Jahren die Probleme der einseitigen Energiebeschaffung über AKW.

Wenn man also ehrlich mit den Fakten umgeht, erreicht auch oder gerade ein System das sich nahezu ausschließlich auf Stromerzeugung aus AKW, sehr schnell natürliche physikalische Grenzen. Wobei die Endlagerung hochradioaktivem Mülls noch nichteinmal eine Rolle spielt, aber dennoch, weil völlig ungeklärt, die Träume von der atomaren Stromversorgung weiter ins Nirgendwo verschiebt.

Was noch näher betrachtet werden muss, ein Großteil der mühsam und teuer generierten el. Energie wird bei der Nutzung ebenfalls auf das niedrige Niveau "Wärmeenergie" reduziert und muss über Luft und Wasser "wegtransportiert" werden...

Wetter: Hitze-Alarm in Atomkraftwerken!
Wetternet hat geschrieben:Am 25.06.2019 veröffentlicht
wetter.net spezial: Fast ganz Europa wurde von einer Hitzewelle erfasst. Besonders heftig trifft es auch unser Nachbarland Frankreich. Dort gibt es nun Hitze-Alarm in den Atomkraftwerken. Das Flusswasser welches unter anderem für die Kühlung des Kraftwerks benutzt wird, erhitzt sich derzeit stark und daher ist die Kühlung nicht mehr voll gewährleistet. Daher muss die Leistung in einigen AKWs gedrosselt werden oder im Extremfall muss das gesamt AKW heruntergefahren werden. Das kommt bei besonders heißen Wetterlagen immer wieder vor.

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Nichts geht ohne Rhein, Donau und Co....

Beitrag von admin » 24.07.2019, 17:27

Bei der derzeitigen Hitze sollte man das Lesen von Leserkommentaren vermeiden. So viel Dummheit und Verachtung für physikalische Zusammenhänge - kleinkarierte lokale Momentaufnahmen zum Wetter, gemischt mit politischen Ansichten einer Minderheit, lässt die "gefühlte Temperatur" gleich nochmal wärmer erscheinen....

Schon 2009 hat der "Der Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland (BUND) hat eine Studie zur Wärmelast des Rheins erstellen lassen" Die kann hier als PDF bezogen werden.

Auf 72 Seiten werden die "Wärmeeinträge" von der Schweiz, über Frankreich / Deutschland bis zur Mündung in den Niederlanden und deren Wirkung und die Zusammenhänge genau erklärt.

Auf dem Deckblatt (und auf Seite 26) findet sich eine geografische Darstellung mit den wichtigsten Emittenten, deren Wärmeeinträge mit Angaben zum jeweiligen "Rheinkilometer" in dessen Bereich der Wärmemüll in den Fluß abgegeben wird. Besonders die Wärmelast die von den zahlreichen Kraftwerken stammt liegt meist im GW-Bereich.

Auf Seite 27 findet man eine Zusammenfassung der Wärmefrachten (Leistung) :

Industrielle Einleitungen = 4.920,6 MW
Einleitung durch Kraftwerke = 17.309 MW
Summe Wärmeleitung = 22.229,6 MW Berechnet man dies für 24h kommen 533.510,4 MWh oder 533 GWh gern auch als TWh 0,533 TWh für einen einzigen Tag Volllast heraus :shock:

Zum Vergleich eine AKW wie Biblis A generiert(e) Netto 1.167 MW - damit beträgt der thermische Müll das Antivalent von ca. 19 AKW vom Typ Biblis A.

Erhebliche Wärmelasten gelangen auch über die zahlreichen Nebenflüsse in den Rhein. Diese sind in den schon genannten Werten NICHT enthalten ! Auf Seite 29 und 30 (Neckar und Main) und auf Seite 32 (die Wupper), Seite 34 (Lippeverband), Seite 36 (Erftverband) und irgendwann zuvor schon die Mosel (Seite 40) mit den französischen "Zugaben" (AKW Fessenheim 1 & 2 + AKW Cattenom 1 bis 4). Da kommt schon was zusammen.... :cry:

Doch nicht alles was da an Wasser entnommen wird, kehrt zwar erwärmt, aber immerhin wieder in die Gewässer zurück. Je nach Kühlmethode gehen z.B. bei der "offenen Kreislaufkühlung" 0,3 bis 0,9 m³ pro GW Leistung (je nach Witterung) als verdunstetes Wasser verloren.

Auch logisch - mit zunehmender thermischer Vorbelastung - werden stromab größer werdende Kühlwassermengen benötigt was wiederum Auswirkung auf den Wirkungsgrad der jeweiligen Kraftwerke hat.

Die FFH (Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie) legt die Maximaltemperaturen und andere Parameter fest. Ohne eine solche bindende Regelung wären längst alle Flüsse in Europa zu warmen Kloaken verkommen.

All diese Zusammenhänge finden leider niemals den Weg in die Gehirnwindungen der werten Mitbürger. Dafür aber teilweise die irrsten Annahmen wie alles wohl zusammenhängt...

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Nichts geht - auch die Weser...

Beitrag von admin » 25.07.2019, 20:55

Quelle : Deutschlandfunk (25.07.2019) "Hitzewelle :AKW Grohnde geht vom Netz – Weser zu warm"
Die Betreiber von Atomkraftwerken nutzen Flusswasser, um ihre Anlagen zu kühlen. Das geht aber nur, solange die Flüsse nicht zu warm werden. Durch die Hitzewelle musste die E.ON-Tochter Preussenelektra das Kraftwerk Grohnde in Niedersachsen vom Netz nehmen – ein Schaden in Millionenhöhe

Auf diese Art von Premiere würde Preussenelektra gerne verzichten. Zum ersten Mal muss das Tochterunternehmen von E.ON sein Atomkraftwerk Grohnde südlich von Hameln witterungsbedingt vom Netz nehmen. Der Pegel in der Weser ist mit 1,39 Meter nur noch 13 Zentimeter über dem kritischen Bereich und je weniger Wasser im Fluss ist, desto schneller heizt es sich auf. Mit 26 Grad, die ab morgen erwartet werden, ist die Weser schlicht zu warm, erklärt Volker Raffel, Sprecher von Preussenelektra:

„Es geht darum, dass das Wasser, das wir für die Kühlung brauchen, beim Entnehmen aus der Weser nicht zu warm sein darf, um die Kühlung der Anlage jederzeit gewährleisten zu können. Das ist ab 26 Grad der Fall. Und das führt dazu, dass wir die Anlage wohl für drei Tage vom Netz nehmen.“
Noch profitieren Rhein, Main und Neckar :
davon, dass wir aus dem alpinen Bereich Zufluss von Schneeschmelze dort haben, aber wenn jetzt dieser Einfluss nachlässt und keine weiteren Niederschläge dazu kommen, dann kommen wir auch in den Bereich, dass wir in den unteren Niedrigwasserbereich abdriften.“
Die "kritische Schwelle" liegtentsprend der "FFH (Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie)" bei 28°C Wassertemperatur :
Bis dahin sind es am Rhein noch 60 bis 40 cm. Kritisch, auch für die Binnenschifffahrt, würde die Lage somit erst im Laufe des August.

Aber auch im Rhein steigen die Wassertemperaturen. Von Mainz flussabwärts Richtung Köln sind es schon mehr als 25 Grad, am Oberrhein sind es gut 24 Grad, kritisch für Kraftwerksbetreiber wird es dort ab 26 Grad. Wann abgeschaltet oder die Leistung reduziert werden muss, ist für jedes Kohle- oder Atomkraftwerk individuell geregelt. Doch bei 28 Grad ist aus ökologischer Sicht das Ende der Fahnenstange erreicht, das ist der Höchstwert der Oberflächengewässerverordnung für eine gute Gewässerqualität. Und durch die niedrigen Pegelstände können sich Entwicklungen auch schnell hochschaukeln, betont Dennis Meißner:

„Verstärkend wirkt natürlich der Einfluss: Je weniger Wasser im Fluss vorhanden ist, desto stärker heizt sich dann das Wasser auch auf.“
In Frankreich sind die Probleme im Sommer 2019 deutlich größer. Rhone und Garonne haben inzwischen zu hohe Temperaturen, So musste der staatlich EDF bereits 6 AKW abschalten.

Zu den Verlusten die durch die fehlende Produktion entstehen, kommen noch die Zahlungen, welche aus den Lieferverpflichtungen entstehen - schließlich muss der fehlende Strom "anderweitig" beschafft werden.

Auch nicht ohne - jedes AKW benötigt weiterhin Kühlung wegen der durch nuklearen Nachzerfall entstehenden Temperaturerhöhung im Reaktordruckbehälter und oder in den Abklingbecken.

Unverzichtbar, will man nicht am Ende einen Schmelzvorgang riskieren..

Bei einem AKW, welches per "Schnellabschaltung" auf "aus" geht, fallen immer noch ca. 7% der Wärmemenge als "Nachzerfallswärme" an die ein AKW im eingeschalteten Zustand produziert.

Am Beispiel "AKW Biblis Druckwasserreaktor Block A" aus "thermischer Reaktorleistung" von 3.517 MW werden dann 246,19 MW "Kühllast" die über den Fluss weiter "weggekühlt" werden müssen. Also einfach abschalten und gut ist es - leider nein...

Erfreulich nach drei Monaten ist die "Restwärme" dann auf "unter einem Prozent" (1% = 35 MW) abgesunken. Solange und noch viel mehr muss allerdings permanent 24h - 7 Tage die Kühlung aufrechterhalten werden. AKW Biblis Druckwasserreaktor Block B wurde noch für ca. 2 Jahre nach der Stillegung gekühlt bevor man die Brennelemente in Castoren verpacken konnte...

Ein intaktes Stromnetz und genügend Wasser im Fluß und alles wird gut...

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