Mastodawn

In Deutschland gilt das Wasserhaushaltsgesetz und die Oberflächengewässerverordnung.

Ein Kraftwerk, das Kühlwasser in einen Fluß ausschüttet, ist auf 28ºC Flußwassertemperatur begrenzt (teilweise 25ºC), und auf eine maximale Erhöhung der Temperatur von 3º, kurzzeitig maximal und nur unter bestimmten Bedingungen 5º.

In Frankreich ist man ein wenig großzügiger beim Maximum, teilweise geht das bis 30ºC, aber die maximale Erwärmung ist stärker reglementiert, 1-3º, je nach Wassermenge. Das wiederum wird aufgeweicht bei Dürre, ausgerechnet, um die Stromversorgung des Landes sicherzustellen.

Warmes Wasser enthält weniger Sauerstoff, Fische sterben, Laichzyklen werden unterbrochen und es kommt zu Algenblüten, die beim Absterben dem Wasser noch mehr Sauerstoff entziehen. Ein warmer Fluß ist ein toter Fluß.

Ein AKW hat, wie jede Dampfmaschine, einen Wirkungsgrad von etwa 1/3, neue Designs marginal mehr – bis 38%. Wenn wir also einen Kraftwerksblock mit einer elektrischen Leistung von 1 GW hinstellen, dann müssen wir 2 GW weg kühlen.

Wenn ich das Abwasser also um 3º anwärmen darf, und ich 2 GW Wärmeleistung weg kühlen darf, dann brauche ich einen Wasserstrom von 159 m3 pro Sekunde. (2 Gigajoule/s und 4.18 kJ pro kg und Grad). Bei einem Limit von 1º sind es 478 m3/s.

Man kann sich als Faustregel merken, daß man ca. 500 m3/s Kühlwasser braucht pro 1 GW elektisch = 2 GW Abwärme, und das Wasser wird dann um ein Grad wärmer.

Der Rhein hat bei Karlsruhe ca. 1000-1200 m3/s bei normalem Wasserstand, bei Dürre sehr viel weniger. Die Loire im Sommer 200-400 m3/s. Der Neckar normal ca. 150 m3/s, die Isar 170 m3/s.

Also, falls jemand einen noch nicht existierenden Gigawatt-Fusionsreaktor irgendwo hin fantasieren möchte in der Klimakrise mit Sommerdürre: Geht mal Kühlwasser suchen.

Windkraftanlagen und Solarpanels machen Strom ohne Kühlung oder Kühlen sogar (den Boden unter Agri-PV), und sie machen die kWh zu weniger Kosten.

Ich weiß nicht, wo deutsche Politiker Physikunterricht gehabt haben. Die Grundlagen für so eine Rechnung kommen in Deutschland sehr früh an die Reihe, in der Sekundarstufe I (Klasse 7/8), also etwa Alter 12-14 Jahre: Temperatur und Wärme, spezifische Wärme, Erwärmen und Abkühlen von Wasser.

Kreisprozesse, Dampfmaschinen und Carnot-Wirkungsgrad kommen später, zum Teil erst in der Oberstufe, aber da dann auch in Grundkursen. Wer Physik abgibt, kriegt den Stoff trotzdem – in Chemie.

Die Mathemathik daran ist Multiplikation und Division, keine Differential- und Integralrechnung. Das kann man schaffen. Sogar trotz Jurastudium.

Auch https://mastodon.social/@404mediaco/115924482638274711

@isotopp „In 2024, his 17,679-square-foot mansion near Dallas, which is a near-replica of the White House, was on sale for $40 million.“ Q: https://en.wikipedia.org/wiki/Toby_Neugebauer Reads like a sane person …

Und: Apfel<->Stamm: ‚According to a 2011 survey by the National Journal, Neugebauer was "the most conservative" member of the House.‘ Q: https://en.wikipedia.org/wiki/Randy_Neugebauer

Toby Neugebauer - Wikipedia

@isotopp wes geld ich nehm, des physikalische ansichten ich postulier

...

oder so ähnlich

punIssuer Jan 19

@brahms @isotopp die Goldene Regel der Politik: wer das Gold hat, macht die Regeln...

Crazy-to-Bike Jan 19

@isotopp

Ich frage mich angesichts deines super Posts mal wieder, wie man das in der #Politik schönreden kann - was man sich von den Lügenmärchen verspricht 🤷🤦🤡🤮

"Geld nach Bayern", um mal ein aktuelles Zitat zu bringen.
Etwas erweitert: Geld in die Taschen unserer Amigos.

@crazy2bike @isotopp

Hanno Zulla Jan 19

@isotopp hier in der Region schafft man leider seit Jahren nicht, eine kommunale Fluss-Wärmepumpe im Teltow-Kanal zu implementieren. Sowas würde dem Wasser Wärme entziehen und iirc wird der Betreiber einer solchen Anlage sogar von den Wärmeeinspeisern im Wasserlauf davor dafür quersubventioniert.

https://www.bund-berlin.de/service/meldungen/detail/news/waermewende-konkret/

Wärmewende konkret

Eine Fraunhofer-Studie zeigt am Beispiel Berlin, wie die Fernwärme dekarbonisiert werden kann. Fast zwei Drittel der Wärme soll aus Umwelt- und Abwärme kommen.

BUND - BUND für Naturschutz und Umwelt in Deutschland

Fusionskraftwerke werden sich sicherlich niemals rechnen.

Deine Argumentation hat aber einen kleinen Haken: Das Problem mit der Kühlung ließe sich mittels Kühltürme angehen. Das macht es noch teurer, ist aber technisch möglich.

Expertenkommision Cyberunfall Jan 19

Wieviel qm Wasser verdampfen die pro Stunde bei 2GW/h die geküjlt werden müssen?
3000?

@expertenkommision_cyberunfall
@isotopp

Kommt drauf an. Bei Trockenkühlung quasi gar keines (nutzt man beispielsweise für Kraftwerke in sehr kalten Regionen).

Ich wollte mit meinem Post nur klarmachen, dass das Argument "Aber die Flüsse führen nicht genug Wärme ab!" nicht sonderlich stark ist, weil es technische Alternativen dazu gibt.

echopapa Jan 20

hatte man bei Isar 1 in Form von Zellenkühlern nachgerüstet, weil da schnell die Fische mit Bauch nach oben in der Isar schwammen. Und bei Isar 2 hat man den Riesenkühlturm gleich mit gebaut, weil mit Flußwasser der Isar allein das nicht geklappt hätte (s. @isotopp Hinweis auf die Wassermenge). Bei der Lösung verbaut man sich aber jede andere sinnvolle Nutzung des Kühlwassers. In der Schweiz macht man wenigstens Fernwärme, aber das gab es nie bei einem deutschen KKW.

@expertenkommision_cyberunfall @isotopp

Tobias Denkinger Jan 20

@echopapa
Ein weiteres Problem: Wasserdampf ist ein Klimagas.
@vaui @isotopp @expertenkommision_cyberunfall

@denki @echopapa @isotopp @expertenkommision_cyberunfall

Ich weiß, das war nicht mein Punkt.

Fusionskraftwerke sind noch nicht verfügbar und werden es auch in den nächsten 20 Jahren nicht sein.

Sie werden nie Strom unter 7ct produzieren, wenn aktuelle KKWs es schon nicht schaffen. Wind und Solar sind (teils deutlich) darunter.

Ich halte fast alle anderen Argumente für schädlich, da sich fast alles andere theoretisch technisch lösen lässt – Wasserdampf zum Beispiel durch Trockenkühlung.

echopapa Jan 20

@vaui @denki @isotopp @expertenkommision_cyberunfall

Aber Trockenkühlung ist halt viel ineffizienter als Naßkühlung - wir sind da wieder schnell beim Punkt Wirtschaftlichkeit..

@echopapa @denki @isotopp @expertenkommision_cyberunfall

Absolut. Aber jemand, der sich nicht weiter auskennt, denkt sich dann: Naja, das mit der Kühlung scheint ja lösbar zu sein, also könnte das mit einem Fusionskraftwerk nach der Wiederwahl der CSU schon bald klappen und dann haben wir alle billigen Strom.

Saupreiss #Präparat500 🗽Jan 20

Und wie funktionieren Kühltürme?

@Saupreiss
@isotopp

Teils mit Wasser, aber natürlich sehr viel weniger, geht aber auch ohne, Stichwort Trockenkühlung. Lässt sich auch kombinieren, falls das jahreszeitlich schwankt.

Mehr dazu hier: https://de.wikipedia.org/wiki/K%C3%BChlturm

Kühlturm – Wikipedia

@Saupreiss @vaui @isotopp Der Trick ist, selbst alte Nasskühltürme verbrauchen deutlich weniger Wasser, weil sie das Wasser verdampfen, statt nur zu erwärmen. Um 1l Wasser um 1°C zu erwärmen, brauchst Du rund 4 kJ. Es bei 20°C zu verdunsten entzieht hingegen schon 45 kJ.

Es hat Gründe warum Dampfmaschinen so schwer tot zu kriegen sind und Dampfturbinen heute noch in Kraftwerken allgegenwärtig sind. Oder warum es kaum was besseres als Wasserkühlung gibt.

Bot_Anix Jan 20

@vaui @isotopp Kühltürme!
Und da rede bitte noch einer davon, Windkraftanlagen würden die Landschaft verhunzen

Nico Erfurth Jan 20

@vaui @isotopp das sind aber normalerweise auch nasskühltürme, ein Teil des Wasser verdunstet (was zu den Dampfschwaden führt) der Rest wird zurück geleitet.
Die besagten 2GW müssen irgendwo hin. Mit Riesen Trockenkühltürmen bekommst du im Sommer durch die erhöhte Lufttemperaturen Probleme.

Nona 🏳️‍🌈💚🧬Jan 19

@isotopp vielleicht ist genau das das Problem. 12-14 Jahre= tiefste Pubertät. Von befreundeten Lehrern hörte ich mal, das sich in der 7. Klasse die ersten verabschieden. Ab Klasse 9 kommen die ersten wieder zurück. Das passt genau da rein. Bedeutet, durch die hormonelle Veränderung bekommen es nur sehr wenige mit.
Und dazu ist es weiterhin in Deutschland legitim zu sagen, man könne Mathe nicht so gut, ohne dabei komplett das Gesicht zu verlieren…. Leider….

dasgrueneblatt Jan 19

Kassander Jan 19

@isotopp Das Problem haben aber nicht nur AKWs, oder!? 😉

Wodurch die Dampfturbine in einem Kraftwerk erwärmt wurde spielt dabei keine Rolle. Das gilt genauso für Kohle-, Öl- und Gaskraftwerke. Die sind alle kaum zu rechtfertigen, außer es wird diese "Abwärme" auch genutzt als Fernwärme.

Atomkraftwerke müssen leider immer irgendwie durchlaufen, unabhängig davon, ob der Strom auch benötigt wird.

Saupreiss #Präparat500 🗽Jan 20

Nein, das „müssen“ sie nicht. (Ich weise darauf hin, weil man mit dem „nicht müssen“ auch gerne aufs ideologisch-unwissende-Abstellgleis geschoben werden kann.)

Nur: Die Kosten bleiben nahezu konstant bei Teillast; es ist also noch einmal im Größenordnungen unwirtschaftlicher, die groß regeln zu wollen.

@Saupreiss @kassander @isotopp Teillast hätte ich hier als „Durchlaufen“ gesehen. Das Problem ist halt, dass Ab- und Anschalten lange dauern, wir aber oft nur ein paar Stunden am Tag zusätzlichen Strom brauchen. (Es gibt Lösungen mit Hochtemperatur-Wärmespeicher. Dadurch wird es dann noch teurer.)

Saupreiss #Präparat500 🗽Jan 20

@PatrikSchoenfeldt

So oder so, Regelbarkeit ist da eine sehr theoretische Größe ohne praktische Relevanz. Natürlich kann man auch mit Atomstrom Speicher verschiedenster Art befüllen und somit die Vollaststunden speichern. Ist aber halt auch extrem unwirtschaftlich.

@kassander @isotopp

echopapa Jan 20

dafür geht bei einem richtigen Lastfolgebetrieb aber auch der Verschleiß hoch. Bei konventionellen Kraftwerken ist halt dann mal der Tausch besonders belasteter Komponenten dran, bei KKW geht das nur bedingt.

@kassander @isotopp

@kassander @isotopp Gaskraftwerke nutzen Gasturbinen, die kochen kein Wasser. Die sind schön laut und der höhere Verschleiß treibt die Betriebskosten hoch.

@HolgerMBGL @kassander @isotopp Und die brauchen auch eine Kühlung, meistens mit Wasser. Und GuD-Kraftwerke machen beides... die erzeugen Hitze und Energie mit einer Gasturbine, und betreiben mit der unvermeidbaren Restwärme aus den Abgasen noch eine Dampfturbine. Haben deswegen auch den höchsten Wirkungsgrad für alle Wärmekraftwerke.

Schlüssellochkind 👁️Jan 19

@isotopp
Für Politik machen braucht man kein Abi, und die Antwort auf alle Fragen in Bezug auf Politiker:innen ist, KOMPLEX. 🙃

@isotopp tun die Kühltürme nicht auch was?

Saupreiss #Präparat500 🗽Jan 20

Klar. Ohne Wasser stellen sie ganz hervorragende Landschaftsmarken dar. Allerdings ohne diese lästigen Wasserdampfwolken.

Chris Kletsch Jan 19

@isotopp dann brauchen wir also... hocheffiziente AKW?

/s... Zur Sicherheit

MartinsRanch Jan 19

@isotopp Danke für die Klasse Vergleichserklärung, bei mir hat sich beim Gedanken an Gas-Kathi gleich das Blut erwärmt

@isotopp ZZ werden ja viele #Rechenzentren geplant. Hat da jmd ne Übersicht bzgl. der #Kühlung ?
Ferner hört man, daß dann auch zT neue #Gaskraftwerke daneben gestellt werden.

Sasailu der Monddelphin ;o*Jan 20

@isotopp cool Alder cool 🤘 des frag ich mich auch schon immer: was macht Frankreich, die eh schon so grasse Dürreperioden haben und 70 % ihres Stroms mit AKWs herstellen, wenn die Flüsse auf Tiefstand austrocknen, war ja schon mal recht knapp 🧐😕 ;o*

@isotopp
Fusionskraftwerk
a) Kühlkonzept offen
• Durchlaufkühlung im Fluss → eher unwahrscheinlich
• Meerwasserkühlung → wahrscheinlich
• Hochtemperaturprozesse (Brayton-Zyklen) → geplant
b) Potenziell höherer Wirkungsgrad
• Fusion → sehr hohe Primärtemperaturen
• Realistisch langfristig:
• 40–45 %, evtl. mehr
• → weniger Abwärme pro kWh
c) Standortwahl
• Kein Mensch plant einen Gigawatt-Fusionsreaktor am Neckar
• Erwartet:
• Küste
• Meer
• industrielle Wärmesenken

echopapa Jan 20

Das Problem ist nur:

a) und b) sind halt Wolkenkuckucksheime solange wir überhaupt keinen funktionierenden Fusionsreaktor haben

c) an welcher Küste steht dann der bayrische Fusionsreaktor?

@echopapa @bluesky66 Wir haben einen funktionierenden Kernfusionsreaktor mit einer bewiesenen Laufzeit von mindestens 5 Mrd Jahren.

Aljoscha Rittner (beandev)Jan 20

Meerwasser enthält Salz. Eine ziemlich doofe Sache für Kühlsysteme. Zudem bewegt sich Meerwasser nicht wie Flusswasser. Du hast dann eine lokale Erwärmung, die Umwälzung ist faktisch nicht zu realisieren.

Für Deutschland eignet sich weder die Ostsee noch die Nordsee. Die Ostsee ist sowieso schon sehr warm. Aus der Nordsee musst du von weit her das Wasser holen und an anderer Stelle rauspumpen. Das Problem ist die Menge an Wasser die du umwälzen musst. 🤷

@bluesky66 @isotopp

echopapa Jan 20

@beandev @bluesky66 @isotopp

man kriegt es schon hin - gibt ja ne ganze Reihe KKW direkt am Meer - aber ja, macht alles extra Aufwand, der auch in die Rentabilitätsrechnung reingeht.

Und nachdem manche KKW-Fans von 60 bis 80 Jahren Laufzeit träumen: Anstieg vom Meeresspiegel schon mit reingerechnet, wenn wir weitermachen wie gehabt?

Martin Seeger Jan 20

@echopapa Als Kind hatte ich ein Buch über kommenden Technologien. U.a. waren da "im Meer schwimmende Atomkraftwerke" drinnen, was deren Kühlungsproblem lösen würde. Das hat sich so nicht durchgesetzt 🙂.

Ich habe https://blog.literarily-starved.com/2026/01/technology-framework-for-evaluating-new-technologies/ nicht ohne Grund geschrieben ...

@beandev @bluesky66 @isotopp

Technology: Framework for Evaluating 'New' Technologies

I notice in a lot of discussions that I need to write down how I proceed when something new or revolutionary is announced in the press or the internet. So here it comes….

Literarily Starved

echopapa Jan 20

@masek @beandev @bluesky66 @isotopp

bis auf Flugzeugträger, manche U-Boote und russische Eisbrecher und aktuell ein russisches Kraftwerk:

https://de.wikipedia.org/wiki/Russisches_schwimmendes_Kernkraftwerk

https://de.wikipedia.org/wiki/Kernkraftwerk_Akademik_Lomonossow

Aber mit 70MW elektrischer Leistung nicht gerade die Lösung für ganze Länder und Kontinente.

Und wie üblich bei neueren Entwicklungen::

"Die Baukosten wurden anfänglich auf umgerechnet etwa 270 Millionen Euro (9,1 Mrd. Rubel) geschätzt, gegen Ende zeigten sich Gesamtkosten von 37 Mrd. Rubel – genannt wurden auch 480 Mio. USD. Zwischenzeitlich war die Petersburger Werft von einem Bankrott bedroht, der aber folgenlos blieb und die Arbeiten konnten weitergehen"

Russisches schwimmendes Kernkraftwerk – Wikipedia

Martin Seeger Jan 20

@echopapa Mundgeklöppelte Einzelstücke ...

echopapa Jan 20

@masek Die Reaktoren in den U-Booten sind eigentlich schon SMRs:

small modular reactors

Insofern sind die ganzen Debatten und Bohei um SMRs eigentlich Quatsch, weil die Antworten schon lang auf demTisch liegen. Aber so kann man halt ordentlich VC abziehen.

Wirtschaftlich "rentabel" sind die Dinger halt nur unter ganz bestimmten Aspekten, und die sehe ich in der kommerziellen Stromerzeugung wirklich nicht gegeben was den Großteil der Welt betrifft.

@echopapa @isotopp

Am Schwäbischen Meer ;-)

Natürlich ist es eine Herausforderung, aber die Technologie ist hoch interessant, ich würde sie nicht so abschreiben.

echopapa Jan 20

@bluesky66 @isotopp

aktuell sind zwei Plätze im Rennen: Garching nördlich von München (wo wir schon ein paar Forschungsreaktoren rumstehen haben) und Gundremmingen

echopapa Jan 20

@bluesky66 @isotopp

Ich habe nichts dagegen, daß wir das mit dern Kernfusion, ITER & Co weiterbetreiben.

Meine Einschätzung ist nur: Wenn es dann funktioniert, wird es so teuer sein, daß es für eine Energieversorgung im großen Maßstab nicht rentabel sein wird. Und dann wird es wahrscheinlich noch lange dauern bis die Fusionstechnik vielleicht rentabel wird (die Thermodynamik haben wir aber immer noch im Spiel - bis da etwas kommt um direkt Strom aus der Fusion zu gewinnen, wird es sicher noch lange dauern und MHD Generatoren sind aktuell nicht sonderlich in).

Und vor allem löst das alles nicht die Probleme die wir heute haben.

Für die Probleme jetzt, haben wir aber ein ganzes Instrumentarium funktionierender Lösungen - wir müssen die nur großflächig anwenden.

Ralf Weinert Jan 24

@echopapa @bluesky66 @isotopp
Plus dem Problem, den Strom von der Küste aus zu verteilen.
Stichwort Stromtrassen bei uns.

echopapa Jan 24

aber das ist ja kein neues Problem gewesen. Wenn sich im einen Netz die Standorte von großen Stromproduzenten und Verbrauchern ändern, dann muß da Netz eben auch entsprechend wachsen (oder vielleicht auch mal schrumpfen, wobei das meist stilllegen heißt).

Ich habe schon den Eindruck, daß das erst seit Mitte 80er begonnen hat ein Zankapfel zu werden.

@bluesky66 @isotopp

@isotopp Vielleicht platziert man Fusionsreaktoren am besten Im Weltall, wo sie dann sämtliche Energie einfach abstrahlen. Wir müssten auf der Erde dann nur Fusionsenergieempfänger bauen. Der photoelektrische Effekt sollte sich da nutzen lassen.

Alerta! Alerta!Jan 20

@PatrikSchoenfeldt @isotopp

FernFusion statt KernFusion

Aber wird das dann nichrt richtig heiß? Muss das nicht einen enormen Abstand haben? Da geht doch dann echt viel energie verloren.... 🤯

Saupreiss #Präparat500 🗽Jan 20

Nen paar Lichtminuten braucht es da schon, dann klapp das richtig gut.

@PatrikSchoenfeldt @isotopp

Fensterbanknörgler u. Ra-bäääh Jan 20

@Saupreiss @heiglandreas @PatrikSchoenfeldt @isotopp Knapp 8 Lichtminuten haben sich dabei als ziemlich brauchbar herauskristallisiert.

Union Whore Jan 22

@PatrikSchoenfeldt @isotopp Leider geht über Strahlung nur sehr langsam Wärme verloren. Das ist generell ein großes Problem im Weltraum schon für Dinge, die weitaus weniger Wärme erzeugen.

Ich glaube die einzige gute Strategie ist, die derzeitige Welt durch eine zu ersetzen, die weitaus weniger Energie verbraucht.

@unionwhore @isotopp Dass die Wärme nur langsam abstrahlt, trifft sich gut: Expotherme Kernfusion wurde bisher nur bei extrem hohen Temperaturen beobachtet. Der Reaktor müsste sich entsprechend in einer angemessenen Entfernung befinden. Etwa 150 Mio. km eignen sich erfahrungsgemäß gut.

Oder als Meme:
“Mom, can we have a fusion reactor?“
“No, we already have a fusion reactor at home.”
Fusion reactor at home:

Union Whore Jan 22

@PatrikSchoenfeldt @isotopp Die Sonne muss eins ja nicht mehr platzieren, die ist eh schon da

@isotopp "Sogar trotz Jurastudium" - sehr schön.

Bernd Petrovitsch🔴🔴🔴♂️🏳️‍🌈🇦🇹🇪🇺Jan 20

@frank @isotopp Das Problem mit dem Jus/Jurastudium ist, daß die mit "anything goes und Gesetze sind immer ein Kompromiß" anfangen.
Und das ist im der Naturwissenschaft (und Mathematik) halt ganz, ganz anders ...

Henning Buddenbaum Jan 20

@ovrim @frank @isotopp
Das Schlimme ist, dass die damit auch oft irgendwie durchkommen. Da werden Regelungen beschlossen, die physikalisch zwar keinen Sinn ergeben, aber mit Riesenaufwand irgendwie umsetzbar sind und irgendwelche Partikularinteressen befriedigen.