Le centrali elettriche a carbone, note anche come centrali a carbone, sono centrali termiche che convertono l'energia termica in energia elettrica. Nelle centrali elettriche a carbone, come mezzo di lavoro viene utilizzato solo il vapore. Le centrali a carbone sono pertanto denominate anche centrali a vapore.
La combustione del carbone produce inizialmente gas di scarico caldi. L'energia termica dei fumi viene poi utilizzata per produrre vapore caldo dall'acqua in un generatore di vapore. Questo vapore aziona una turbina a vapore, che genera elettricità attraverso un generatore. La lignite e il carbon fossile sono utilizzati come combustibile per le centrali elettriche a carbone, che viene utilizzato nelle centrali elettrichea lignite e a carbon fossile. Le centrali elettriche a lignite e a carbone hanno impianti quasi identici. Le più moderne centrali elettriche tedesche a carbone raggiungono un'efficienza elettrica del 46% circa. Le moderne centrali a lignite raggiungono circa il 43 per cento. Con la realizzazione di una centrale a carbone a 700 °C, l'efficienza delle centrali a carbone può essere aumentata al 50%.
Per le centrali elettriche alimentate a lignite, l'uso di moderni processi di essiccazione del carbone è il fulcro del prossimo aumento di efficienza. Mentre le centrali elettriche alimentate a lignite funzionano in modalità di carico di base, il campo di applicazione delle centrali elettriche a carbone duro è nel campo di carico medio. La capacità installata delle centrali elettriche ammonta attualmente a 20,3 GW per le centrali a lignite e a 27,8 GW per le centrali a carbone. Le odierne centrali elettriche a carbone si basano, sia a livello nazionale che internazionale, in gran parte sulla combustione di polveri atmosferiche. Un altro principio di cottura è la cottura a letto fluido atmosferico. Viene utilizzato principalmente per l'utilizzo di carbone di bassa qualità o di residui di raffineria. Svolge solo un ruolo marginale nella produzione di energia elettrica tedesca a causa dell'alta qualità del carbone.
I concetti di centrali elettriche alternative a carbone includono processi combinati con la gassificazione del carbone (IGCC ), la cottura a carbone polverizzato pressurizzato (PPC ), la cottura a letto fluido pressurizzato ( CFB) e la cottura indiretta (EFCC ). Altri concetti di centrali elettriche alternative sono Centrali elettriche ibride e processi di centrali elettriche con mezzi di lavoro binari come i processi a vapore multicombustibile. In Germania, lo sviluppo dei processi delle centrali elettriche pressurizzate è stato quasi completamente interrotto, poiché la loro implementazione appare poco realistica.
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