Die wachsende Stromerzeugung durch Solar- und Windkraftwerke benötigt wegen ihrer Unstetigkeit ein Rückgrat, das nicht nur ausreichend stark, sondern auch flexibel genug ist, tageszeit- und witterungsabhängige Schwankungen auszugleichen. Dieses Rückgrat bilden zu einem überwiegenden Teil Gasturbinen-Kraftwerke. Gasturbinen sind thermische Turbomaschinen, die mit Erdgas oder Kraftstoffen aus Erdöl angetrieben werden. Aufgrund ihrer technischen Eigenschaften sind sie in der Lage, innerhalb weniger Minuten aus dem Stillstand auf Höchstleistung hochfahren zu können.
Gasturbinen sind nicht nur wegen dieser Eigenschaft wichtig. Es ist vor allem die breitgefächerte Vielfalt von Anwendungen, mit der diese Rotationsmaschinen glänzen. Der häufige stationäre Einsatz zur Stromerzeugung dürfte der Allgemeinheit eher weniger bekannt sein. Bedenkt man aber, dass praktisch alle großen Passagier- und Frachtflugzeuge Antriebe über Gasturbinen aufweisen, muss auch dem Laien folgende Tatsache klar sein: Setzte man weltweit alle Gasturbinen außer Betrieb, würde die Weltwirtschaft empfindlich getroffen, wenn nicht gar zusammenbrechen.
Gas- und Dampfkraftwerke
Zurück zur Stromerzeugung: Reine Gasturbinen-Kraftwerke sind kostengünstig zu errichten, haben aber einen geringen Wirkungsgrad. Effizienter ist die Kombination mit einer Dampfturbine. In solchen GuD-Anlagen erzeugt zuerst eine Gasturbine Strom, dann wird durch das heiße Abgas der Gasturbine in einem Abhitzekessel Dampf erzeugt, der dann über eine Dampfturbine geleitet wird, die ihrerseits wieder über einen Generator Strom erzeugt. Solche Anlagen haben einen höheren Wirkungsgrad, ein schönes Beispiel dafür findet sich in der Steiermark im neuesten Bauteil des Kraftwerks Mellach.
Anwendungen in der Industrie
Weniger bekannt dürfte sein, dass vielfach auch große Industriebetriebe die Möglichkeit nutzen, eigenen Strom über Gasturbinen-Kraftwerke zu erzeugen. Der Grund dafür könnte in günstigeren Gestehungskosten liegen, aber auch in Sicherheitsüberlegungen, etwa dann, wenn ein Werk über eine einzige Stromzuleitung versorgt wird, die bei Unwettern Gefahr läuft, unterbrochen zu werden, was Probleme in der Produktion zur Folge haben könnte. Beispiele für solche Anlagen finden sich hierzulande in der Karton- oder in der Auto- und Autozulieferindustrie.
Anwendungen im Luftverkehr
Sieht man von Kleinflugzeugen ab, bedient sich der gesamte Luftverkehr der Strahlantriebe über Gasturbinen. Die technische Entwicklung im Lauf der Jahrzehnte hat dazu geführt, dass diese Antriebe nicht nur um eine Größenordnung sparsamer und damit ärmer an Emissionen wurden, sondern auch wesentlich leiser. Stand der Technik sind Mantelstromtriebwerke, bei denen der Rückstoß aus dem Abgasstrahl um einem zusätzlichen Luftstrom um die Triebwerkszelle erweitert wird. Auch die Propeller kleinerer Passagiermaschinen werden von Gasturbinen angetrieben.
Anwendungen im Militär
In der Luft …
Schon im zweiten Weltkrieg wurden Kampfflugzeuge mit Strahlantrieben aus Gasturbinen eingesetzt. Heutige Kampf‑, aber auch Transportflugzeuge fast jeder Art und jeder Nation wären ohne Gasturbinenantriebe undenkbar. Das schnellste bisher bekannte bemannte Flugzeug diente der Spionage und erreichte Geschwindigkeiten von über Mach 3, also mehr als dreifache Schallgeschwindigkeit.
… zu Lande …
Der bekannteste und wahrscheinlich auch der größte Kampfpanzer der US-Armee, der Abrams M1, wird durch eine Gasturbine mit einer Leistung von eineinhalbtausend PS angetrieben. Diese Gasturbine erwies sich als äußerst zuverlässig, meines Wissens hat es bei den über tausend dieser Kolosse, die im Golfkrieg 1991 eingesetzt worden sind, keinen einzigen Ausfall einer Gasturbine gegeben.
… und zu Wasser!
Ein Beispiel: Sämtliche Zerstörer der Ticonderoga-Klasse der US-Marine sind mit vier Gasturbinen als Antriebsaggregate ausgestattet. Die der „USS Cape St. George (CG-71)“ etwa haben zusammen eine Leistung von etwa 80.000 PS. Bei Schnellstart erlaubt dies eine Beschleunigung von 0 auf über 30 Knoten (deutlich über 50 km/h) in wenigen Minuten. Das Schiff ist etwa 170 Meter lang und hat eine Besatzung von etwa 350 Mann.
Fazit: Gasturbinen weiterhin allgegenwärtig
Im Hinblick auf erneuerbare Energie und sich bietende Alternativen für diese Art von Antrieben steht fest: Ein Ersatz für Gasturbinen ist weit und breit nicht in Sicht. Man darf daher die Augen nicht vor der Tatsache verschließen, dass wir in weiten Bereichen der Energiebereitstellung zumindest in den nächsten zehn oder zwanzig Jahren noch auf beträchtliche Mengen konventioneller und fossiler Brennstoffe angewiesen sein werden, vorausgesetzt, der heutige Lebensstandard soll beibehalten oder zumindest nicht dramatisch gekürzt werden.
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