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Energie aus Kohle

Energie, die als "wirkende Kraft" bezeichnet wird, kann zum Beispiel durch die Verbrennung von Kohle gewonnen werden. Dieser Prozess erzeugt Wärmeenergie, die anschließend in elektrische Energie umgewandelt wird. Trotz ihrer Bedeutung in Deutschland hat die Kohleenergie auch bedeutende Auswirkungen auf die Umwelt. Interessiert? Dies und vieles mehr findest du im folgenden Text!

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Team Wissensdurst
Energie aus Kohle
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Grundlagen zum Thema Energie aus Kohle

Wie wird aus Kohle Energie gewonnen?

Energie ist einfach erklärt eine wirkende Kraft (Übersetzung aus dem Griechischen). Elektrische Energie kann beispielsweise aus Kohle, Gas oder Wind gewonnen werden. Um sogenannte Kohleenergie bzw. Kohlestrom in Deutschland zu erhalten, wird Kohle verbrannt. Dabei wird Wasserdampf erzeugt, der mithilfe von Turbinen und Generatoren in elektrische Energie umgewandelt und als elektrischer Strom an die Haushalte geliefert wird.

Welche Energie hat Kohle?

Bei der Verbrennung von Kohle entsteht Wärmeenergie, die dann in elektrische Energie umgewandelt wird. Auch bei Erdgas und Kernenergie wird Wärmeenergie umgewandelt. Die Kohle, das Erdgas und die Kernenergie werden als konventionelle Energieträger bezeichnet, die alle drei negative Auswirkungen auf die Umwelt haben. Deshalb wird versucht, sogenannte erneuerbare Energieträger auszubauen und die konventionellen langsam abzubauen. Trotzdem hat die Kohleenergie in Deutschland heute noch eine wichtige Bedeutung – sie gehört immer noch zu den Hauptlieferanten von Strom.

Wie viel Energie bzw. Strom wird aus Kohle gewonnen?

Braun- und Steinkohle werden zur Energiegewinnung eingesetzt, wobei die Energieeffizienz der Steinkohle deutlich höher ist als die der Braunkohle. Alles Wissenswerte zu Stein- und Braunkohle erfährst du in den zwei Videos Was ist Steinkohle? und Entstehung der Braunkohle.

Wie funktioniert ein Kohlekraftwerk?

In einem Kohlekraftwerk wird Wärmeenergie in elektrische Energie umgewandelt. Informationen zum Aufbau sowie zur Funktionsweise eines Kohlekraftwerks, das Kohleenergie liefert, erhältst du im Folgenden:

  • In einem ersten Schritt wird die Kohle gemahlen und daraufhin in die Brennkammer eingeblasen.
  • In den Brennkammern der Kohlekraftwerke wird der aufbereitete Kohlestaub verbrannt, wobei heiße Rauchgase entstehen.
  • Um die Wärmeenergie optimal zu nutzen, werden durch die Brennkammern Rohrsysteme mit Wasser geführt. Das darin enthaltene Wasser wird durch die Rauchgase erhitzt und heißer Wasserdampf entsteht.
  • Dieser Wasserdampf treibt Turbinenschaufeln an, deren Bewegungen die Turbinenwellen in Gang setzen.
  • Diese Turbinenwellen sind mit Generatoren verbunden, die die Drehenergie in elektrische Energie umwandeln.
  • Mithilfe von Transformatoren wird die elektrische Energie in die Hochspannungsleitungen eingespeist.

Wie ist ein Kohlekraftwerk aufgebaut?

Aus der Funktionsweise lässt sich der Aufbau des Kohlekraftwerks ableiten: Auf den Bereich der Kohleaufbereitung folgen die Brennkammern und die Rohrsysteme zur Wassererhitzung. Dahinter sind die Turbinen und Generatoren geschaltet. Transformatoren speisen die elektrische Energie in die Verteilerleitungen ein.

Wie viel Strom produziert ein Kohlekraftwerk?

Die Menge elektrischen Stroms wird generell in Kilowattstunden angegeben. Die Menge, die große Kohlekraftwerke täglich produzieren, wird in Mega- bzw. teilweise in Gigawatt angegeben. Aufgrund der unterschiedlichen Größen der Kohlekraftwerke variiert die erzeugte Menge elektrischen Stroms deutlich.

Kohlekraftwerk

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Vorschaubild einer Übung

Kohleenergie: Vor- und Nachteile

In Kohlekraftwerken wird Stein- oder Braunkohle verbrannt, um damit elektrische Energie zu erzeugen: Doch woher kommt der Strom? Die elektrische Energie wird von allen Haushalten ständig benötigt: für den Kühlschrank, für die Heizung und das warme Wasser, für das Licht und zum Aufladen elektrischer Geräte. Neben den privaten Haushalten verbrauchen Industriebetriebe riesige Mengen an elektrischer Energie.

Diese elektrische Energie muss zur Verfügung gestellt werden. In unserer Geschichte wurde Kohleenergie ab dem Jahr 1914 mithilfe von Kohlekraftwerken erzeugt. Im Verlauf des letzten Jahrhunderts wurde die Kohleenergie zum wichtigsten Energieträger in Deutschland. Braun- und Steinkohle wurde in Deutschland selbst abgebaut und viele Menschen arbeiteten als Bergleute in diesem Sektor. Aufgrund der hohen Kosten wurde der Steinkohleabbau in Deutschland inzwischen eingestellt; Braunkohle wird aktuell noch gefördert.

Mittelfristig ist jedoch ein sogenannter Kohleausstieg für Deutschland vereinbart. Das bedeutet, dass in Deutschland versucht wird, so schnell wie möglich auf die Verbrennung von Braun- und Steinkohle zu verzichten, da die Nachteile die Vorteile bei Weitem übertreffen.

Vorteile sind die relativ niedrigen Kosten für diese Art von Energie sowie die Verlässlichkeit in der Herstellung. Die Produktion von Energie beispielsweise aus Wind- und Sonnenkraft, den erneuerbaren Energien (Geografie), ist weniger zuverlässig, da diese Energieträger nicht beständig abrufbar sind.

Die Nachteile der Verbrennung von Kohle für die Energiegewinnung sind hingegen vielfältig:

Nachteile Detaillierte Erläuterung
CO2-Emissionen Kohleverstromung erzeugt mit deutlichem Abstand die höchsten CO2-Emissionen bei der Energiegewinnung.
sonstige Emissionen Bei der Verbrennung werden auch Schwefeldioxid, Stickoxide und Staub in die Luft abgegeben, was zu einer großen Umweltbelastung für die umliegenden Gebiete führt.
Zerstörung von Flächen Braunkohle wird im Tagebau abgebaut. Dies führt zur Zerstörung der Landschaftsflächen, die nach dem Abbau mit viel Aufwand wieder renaturiert werden müssen.
Import aus dem Ausland Kohle wird teilweise aus dem Ausland bezogen. Problematisch sind hierbei unter anderem die katastrophalen Arbeitsbedingungen in den ausländischen Abbaugebieten sowie die Abhängigkeit von Zulieferbetrieben und Zulieferländern.

Übrigens liegt der Wirkungsgrad von Kohlekraftwerken bei unter 50 %. Das heißt, dass über die Hälfte der möglichen Energie nicht genutzt werden kann, da sie beispielsweise für die Kühlung eingesetzt werden muss.

Im Anschluss an das Video kannst du dein Wissen zum Thema Energie aus Kohle mithilfe von Arbeitsblättern und Übungen vertiefen. Die hier aufgelisteten Informationen zur Kohleenergie kannst du auch als Grundlage für die Erstellung eines Referats nutzen.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Energie aus Kohle

Transkript Energie aus Kohle

Sprecherin: Weltweit ist Kohle der Energieträger Nummer eins. Mitte des 20. Jahrhunderts war sie es auch in Deutschland. Nicht nur Dampflokomotiven fuhren mit Kohle. Man verwendete Braunkohle und Steinkohle auch zum Heizen und machte Strom daraus, für die Haushalte und die Industrie. Die Eisen- und Stahlhersteller verarbeiteten veredelte Steinkohle, Koks. Neben Steinkohle wurde und wird in Deutschland auch Braunkohle gefördert. Braunkohle baut man im Rheinland, um Leipzig und in der Lausitz ab, die Steinkohle an Ruhr und Saar. Beide kamen früher auch aus vielen kleineren Revieren. Im westdeutschen Steinkohlenbergbau arbeiteten in den 1950er Jahren mehr als 600000 Menschen. Über 150 Bergwerke gab es damals allein im Ruhrgebiet. Doch dann wurden die ersten Bergwerke geschlossen, die Zahl der Bergleute nahm ab. Der Grund: Steinkohle war in anderen Ländern billiger zu haben. Der Steinkohlenbergbau musste in Deutschland subventioniert werden. Die Verbraucher zahlten einen Kohlepfennig für Strom aus Steinkohle. Obwohl der Energiebedarf weiter stieg und der Bergbau technisch hoch entwickelt war, wurde die deutsche Steinkohleproduktion über die Jahrzehnte heruntergefahren. 2007 beschlossen die Politiker das Ende des subventionierten Steinkohlenbergbaus in Deutschland für das Jahr 2018. Für das Saarland ist schon früher Schluss. Im Bergwerk Saar bei Ensdorf, der letzten Grube im Saarland, ist im Sommer 2012 Schicht im Schacht. Herr Plitzko: Hier werde ich mein Berufsleben nach 30 Jahren beenden, das Bergwerk wird geschlossen. Die letzte Produktion wird den Standort am 30.06. hier verlassen. Sprecherin: Das Ende des Kohlenbergbaus in Deutschland heißt nicht, dass aus Kohle kein Strom mehr gewonnen wird. Im Gegenteil, Steinkohle und Braunkohle zusammen liefern heute 42 Prozent des jährlichen Strombedarfs. Und es sind sogar 16 neue Kohlekraftwerke in Bau oder in Planung. Sie brauchen jede Menge Kohle, so wie das Kohlekraftwerk in Völklingen Fenne bei Saarbrücken. Herr Neu: Bis zur Stilllegung des Bergwerks Saar haben wir ausschließlich saarländische Kohle eingesetzt. Im Zuge der Stilllegung mussten wir unsere Kohle allerdings umstellen auch auf südamerikanische, russische und südafrikanische Kohle, also weit entfernte Länder. Der Einsatz dieser Kohle ist anspruchsvoll und technisch schwierig. Der Strom, den wir hier jährlich erzeugen, reicht für 500000 Haushalte und die Wärme für ca. 50000 Haushalte. Sprecherin: Und wie wird Strom aus der Kohle? Herr Neu: Zur Stromerzeugung muss die Kohle verbrannt werden. Zuvor wird sie allerdings staubfein zermahlen und dann in einem Kessel verbrannt. Das in dem Kessel befindliche Wasser verdampft dabei bei hohen Temperaturen. Diesen Dampf schicken wir auf eine Turbine, die wird dabei in Drehung versetzt und treibt einen Dynamo wie bei einem Fahrrad. Diesen Dynamo nennen wir im Kraftwerk Generator. Dieser erzeugt den Strom. Sprecherin: Von der Leitwarte des Kraftwerks gesteuert gelangt der Strom über Hochspannungsleitungen dorthin, wo er gebraucht wird.

Energie aus Kohle Übung

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