Gas-und-Dampf-Kraftwerk (GuD, CCGT)
Kraftwerk, das eine Gasturbine betreibt und mit deren heißem Abgas Dampf für eine zweite, die Dampfturbine, erzeugt; der elektrische Wirkungsgrad erreicht 55–64 %.
Ein GuD-Kraftwerk koppelt einen Joule-Prozess (Gasturbine) mit einem Clausius-Rankine-Prozess (Dampfturbine). Das 550–650°C heiße Abgas der Gasturbine strömt durch einen Abhitzedampferzeuger (HRSG), der Dampf auf bis zu drei Druckstufen erzeugt.
Mit einer Gasturbine von 40 % Wirkungsgrad und einem nachgeschalteten Dampfprozess von 35 % kommt die Anlage auf etwa 61 % (Hu). Die neuesten Maschinen der H- und J-Klasse schaffen im Kombibetrieb mehr als 63–64 % (Hu), ältere Anlagen laufen mit 48–55 %. Diesen Wirkungsgraden entspricht eine Heat Rate von 6.000–6.500 kJ/kWh; die direkten Emissionen liegen damit bei etwa 330–370 g CO2/kWh, bei Kohle sind es 820–1.000 g.
Typische Kennwerte (NREL ATB, Lazard 2024–2025): Blockgrößen 250–1.000 MW; Overnight-Investitionskosten etwa 900–1.500 USD/kW, seit 2023 wegen langer Lieferzeiten für Turbinen steigend; Warmstart in 30–60 Minuten, Kaltstart in mehreren Stunden; Mindestlast um 40–50 %. Die Stromgestehungskosten reagieren stark auf Brennstoff- und CO2-Preis und liegen meist bei 45–110 USD/MWh. GuD-Anlagen können heute Wasserstoffbeimischungen von 10–30 Vol.-% verbrennen, Konstruktionen für 100 % Wasserstoff sind angekündigt; alternativ lässt sich CCS nachrüsten.
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- Gasturbinenkraftwerk (OCGT)
Eine Gasturbine im offenen Prozess, deren heißes Abgas direkt in die Atmosphäre geht. Sie tauscht einen niedrigeren Wirkungsgrad (33–42 %) gegen schnellen Start und geringe Investitionskosten und dient vor allem als Spitzenlastkraftwerk.
- Erdgas
Ein fossiler Brennstoff, der überwiegend aus Methan besteht und für die Stromerzeugung, für Prozess- und Raumwärme sowie als Rohstoff für Wasserstoff und Ammoniak dient.
- Wärmeverbrauchsrate (Heat Rate)
Brennstoffenergie, die ein Wärmekraftwerk pro erzeugter kWh Strom verbraucht; der Kehrwert des Wirkungsgrads, meist in BTU/kWh oder kJ/kWh.
- KWK (Kraft-Wärme-Kopplung)
Gleichzeitige Erzeugung von Strom und nutzbarer Wärme aus einem Brennstoff; der Gesamtwirkungsgrad liegt bei 75–90 %, reine Stromkraftwerke erreichen etwa 35–60 %.
- CO₂-Abscheidung und -Speicherung (CCS)
Technologien, die CO2 aus Rauchgas oder Prozessströmen abtrennen, verdichten und zur dauerhaften Speicherung in tiefe geologische Formationen verpressen.
- Lastfolgebetrieb
Das Anpassen der Kraftwerksleistung über Minuten bis Stunden, um Schwankungen der Stromnachfrage oder der wetterabhängigen erneuerbaren Erzeugung nachzufahren.