Redigerer Kullkraftverk

[[Fil:PowerStation2.svg|thumb|right|400px|'''Diagram over typisk kullfyrt varmekraftverk'''
{|
|style="width:250px" | 1. [[Kjøletårn]] 
|style="width:250px" | 10. Damp-[[reguleringsventil]] 
|style="width:250px" | 19. [[Overvarmer]]
|-
| 2. [[Kjøletårn]]pumpe 
| 11. Høytrykks [[dampturbin]] 
| 20. [[Sentrifugalventilator]]
|-
| 3. [[Kraftoverføring|Overføringslinje]] (3-fase)
| 12. [[Luftfjerner]] (deaerator) 
| 21. Re-varmer
|-
| 4. Step-up [[transformator]] (3-fase)
| 13. [[Vannvarmer]] 
| 22. [[Forbrenning]]ens luftinntak
|-
| 5. [[Elektrisk generator]] (3-fase)
| 14. [[Kull]]-[[rullebånd]] 
| 23. «[[Economiser]]»
|-
| 6. Lavtrykks [[dampturbin]] 
| 15. [[Kull]]-trakt
| 24. [[Air preheater]] (APH)
|-
| 7. [[Konsensatpumpe]] 
| 16. Kull-[[pulverisator]]
| 25. [[Electrostatic precipitator]] (ESP)
|-
| 8. [[Damptrommel]] 
| 26. [[Sentrifugalventilator]]
|-
| 9. Mellomtrykks [[dampturbin]] 
| 18. [[Bunnaske]]-trakt 
| 27. [[Røykgasspipe]]
|}
]]
'''Kullkraftverk''' er et [[varmekraftverk]] som fyres med [[kull]] – eller bitumenøs (hard) [[steinkull]] eller [[antrasitt]], eller sub-bitumenøs, mykt [[brunkull]] eller [[lignitt]]. Hovedprinsippet er at varmen fra forbrenning av kull omdanner vann til damp med høyt trykk og temperatur, som igjen driver en [[dampturbin]]. Turbinen driver en [[generator]] som lager [[elektrisitet]]. Etter å ha passert turbinen kjøles dampen ned i en [[Kondensator (damp)|kondensator]], dampen kondenseres og føres tilbake til [[dampkjele]]n. Kondensatoren, som er en [[varmeveksler]] vil avgi store mengder varmeenergi, såkalt ''[[spillvarme]]''.

Dersom spillvarmen gjenbrukes som [[fjernvarme]] eller for videre kraftproduksjon gjennom [[kogenerasjon]] ''(cogeneration)'', er kullkraftverket et [[kraftvarmeverk]]. Dette gir om lag 50-60 % høyere [[virkningsgrad]], og er således mer miljøvennlig ved at mindre energi unnslipper som varme. [[Longyear Energiverk]] på [[Svalbard]] er eksempel på et slikt kull-kraftvarmeverk. Slike moderne kullkraftverk legges ofte nær tettbygde strøk eller i industriområder der denne restvarmen kan utnyttes som fjernvarme eller i industriprosesser. 

En nyere type kullkraftverk er basert på en såkalt [[kombinasjonssyklus]]. Dette innebærer at kullet gassifiseres, hvorpå [[kullgass]] driver en gassturbin under høy temperatur. Deretter ledes gassene inn i en dampkjel og varmer vann til en dampturbin ((CCGT). Prinsippet har høyere [[virkningsgrad]] og er mye benyttet i gasskraftverk. Utfordringen for kull er å få til en effektiv gassifisering av kullet.

Noen kullkraftverk har også blokker og kokere som kan fyres med beslektede brennstoff, eksempelvis kullstøv, [[bildekk]] eller [[biomasse]]. 

Et moderne kullkraftverk har typisk en produksjonseffekt på 800 – 1000 MW elektrisitet, noe som gir en årlig kraftproduksjon på 7-10 [[terawattimer]] (TWh).

==Miljøpåvirkning==
[[File:Mohave Generating Station 1.jpg|thumb|Mohave Power Station er et kullkraftverk med en ytelse på  1580 [[Megawatt|MW]] nær Laughlin i [[Nevada]], og har vært ute av drift siden 2005 på grunn av miljørestriksjoner.<ref>[http://www.sce.com/PowerandEnvironment/PowerGeneration/MohaveGenerationStation/ SEC Mohave Generation Station]   {{Wayback|url=http://www.sce.com/PowerandEnvironment/PowerGeneration/MohaveGenerationStation/ |date=20080914140440 }} Retrieved 24-07-2008</ref>]]

I 2018 stod kullkraft for 38,2% av verdens kraftproduksjon<ref>{{Kilde www|url=https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/world-electricity-generation-mix-by-fuel-1971-2018|tittel=World electricity generation mix by fuel, 1971-2018 – Charts – Data & Statistics|besøksdato=2020-12-21|språk=en-GB|verk=IEA}}</ref> og kull stod for 26,9% av verdens energiforsyning<ref>{{Kilde www|url=https://www.iea.org/reports/world-energy-balances-overview|tittel=World Energy Balances – Analysis|besøksdato=2020-12-21|språk=en-GB|verk=IEA}}</ref>.  I tillegg til at kullkraft vil stå for en stadig mindre del av verdens kraftforsyning i framtiden, mener IEA at ikke-fossil energi stå for en større del av strømproduksjonen enn kullkraft fra 2020<ref>{{Kilde www|url=https://www.iea.org/fuels-and-technologies/coal|tittel=Coal - Fuels & Technologies|besøksdato=2020-12-21|språk=en-GB|verk=IEA}}</ref>.

Verdens organisasjoner og internasjonale byråer, som IEA, er bekymret for miljømessige konsekvensene av fossile brensler, og da kull i særdeleshet. Forbrenning av kull bidrar mest til [[sur nedbør]] og [[luftforurensning]], og har sammenheng med [[global oppvarming]]. På grunn av den kjemiske sammensetningen av kull er det vanskelig å fjerne urenheter fra det faste brennstoffet før forbrenningen. Dagens moderne kullkraftverk forurenser mindre enn eldre typer på grunn av nye ''[[scrubber]]-teknologier'' som filtrerer avtrekksluften før det slippes ut i atmosfæren. Imidlertid er utslipp av ulike miljøgifter allikevel i gjennomsnitt flere ganger større enn fra et gasskraftverk. I de moderne kullkraftverkene kommer forurensninger fra utslipp av gasser slik som karbondioksid, [[nitrogenoksid]]er og [[svoveldioksid]] i luften.

Sur nedbør er forårsaket av utslipp av nitrogenoksider og svoveldioksid. Disse gassene kan være bare svakt sure i seg selv, men når de reagerer med andre stoffer i atmosfæren skaper de sure forbindelser så som [[svovelsyrling]], [[salpetersyre]] og [[svovelsyre]] som faller ned sammen med nedbøren, derav begrepet [[sur nedbør]]. I Europa og USA har strengere utslippskrav og nedgangen i tungindustrien reduserte miljøfarer forbundet med dette problemet, noe som har ført til lavere utslipp etter toppen i 1960.

I 2008 dokumenterte [[Det europeiske miljøbyrået]] (EEA) drivstoffavhengige utslippsfaktorer basert på faktiske utslipp fra kraftverk i [[EU]] som i tabellen under:<ref>{{Citation | title=Air pollution from electricity-generating large combustion plants | publisher=European Environment Agency (EEA) | year=2008 | url=http://www.eea.europa.eu/publications/technical_report_2008_4/at_download/file | format=pdf | accessdate = | pages= | location=Copenhagen | isbn=978-92-9167-355-1}}</ref>

{| class="wikitable"
|-
! Forurensning !! Steinkull !! Brunkull !! Fyringsolje !! Annen olje !! Gass
|-
| CO<sub>2</sub> (g/GJ) || 94&nbsp;600 || 101&nbsp;000 || 77&nbsp;400 || 74&nbsp;100 || 56&nbsp;100
|-
| SO<sub>2</sub> (g/GJ) || 765 || 1361 || 1350 || 228 || 0,68
|-
| NO<sub>x</sub> (g/GJ) || 292 || 183 || 195 || 129 || 93,3
|-
| CO (g/GJ) || 89,1 || 89,1 || 15,7 || 15,7 || 14,5
|-
| Andre organiske forbindelser utenom metan (g/GJ) || 4,92 || 7,78 || 3,70 || 3,24 || 1,58
|-
| Svevestøv (g/GJ) || 1&nbsp;203 || 3&nbsp;254 || 16 || 1&nbsp;91 || 0.1
|-
| Røykgass volum totalt (m<sup>3</sup>/GJ) || 360 || 444 || 279 || 276 || 272
|}

===Karbondioksid=== 
{{Hoved|Karbondioksid}} 

[[File:Taichung Thermal Power Plant.JPG|thumb|[[Taichung kraftverk]] i [[Taiwan]] er verdens største punktutslipp av karbondioksid.<ref>{{cite web |title=Dirty numbers |2=The 200 Most Polluting Power Plants in the World |url=http://thephoenixsun.com/archives/6548 |author=Osha Gray Davidson |publisher=The Phoenix Sun |date=13. november 2009 |accessdate=9. september 2014 |url-status=dead |archiveurl=https://web.archive.org/web/20140326093030/http://thephoenixsun.com/archives/6548 |archivedate=2014-03-26 |tittel=Arkivert kopi |besøksdato=2014-09-09 |arkivurl=https://web.archive.org/web/20140326093030/http://thephoenixsun.com/archives/6548 |arkivdato=2014-03-26 |url-status=død }} {{Wayback|url=http://thephoenixsun.com/archives/6548 |date=20140326093030 }}</ref>]]

Kraftproduksjon ved hjelp av fosilt brensel står for en stor andel av karbondioksid (CO<sub>2</sub>) utslippene på verdensbasis. I USA skjer 68 % av kraftproduksjon ved forbrenning av fossilt brensel.<ref>{{cite web|title= Sources of Greenhouse Gas Emissions |url=http://www.epa.gov/climatechange/ghgemissions/sources/electricity.html |author= | publisher= US EPA |date= 2014 | accessdate=9. september 2014}}</ref> I 2012 var kraftsektoren den største kilden til klimagassutslipp i USA, med om lag 32 % av totalen. Av de fossile brensler er kull mye mer karbonintensiv enn olje eller naturgass, noe som resulterer i større volumer av utslipp av karbondioksid per enhet generert elektrisitet. Selv om kull står for ca. 75 % av CO<sub>2</sub>-utslippene fra kraftsektoren, representerer det bare ca 39 % av elektrisitetsproduksjonen i USA.<ref>{{cite web|title=Sources of Greenhouse Gas Emissions |url=http://www.epa.gov/climatechange/ghgemissions/sources/electricity.html |author= | publisher= US EPA  |date= 2014|  accessdate= 9. september 2014}}</ref>

Utslippene kan reduseres med høyere forbrenningstemperatur og gjennom mer effektiv produksjon av elektrisitet i syklusen. [[Karbonfangst og -lagring]] (engelsk forkortet CCS) av utslipp fra kullfyrte kraftverk er et annet alternativ, men teknologien er fortsatt under utvikling og vil øke kostnadene for fossilbasert produksjon av elektrisitet.

===Svevestøv=== 
Et annet problem knyttet til forbrenning av kull er utslipp av [[svevestøv]] som kan ha alvorlig innvirkning på [[folkehelse]]n. I kraftverk fjernes partikler fra avgassen ved bruk av en støvsamlere eller elektrostatisk utfelling. Flere nyere anlegg bruker en annen prosess kalt «Integrert Gasification  Combined Cycle» (IGCC) der [[syntesegass]] lages av en reaksjon mellom kull og vann. Syntesegass blir behandlet for å fjerne de fleste forurensninger, og først deretter brukt til å drive en gassturbin. De varme avgassene fra gassturbinen anvendes til å generere damp til å drive en dampturbin. Forurensningsnivåer på slike kraftverk blir drastisk lavere enn i «klassiske» kullkraftverk.<ref>{{Citation| title = Energy research at DOE: was it worth it? Energy efficiency and fossil energy research 1978 to 2000 | place = | publisher = National Academies Press | year = 2001 | page = 174 | isbn = 0-309-07448-7 | url= http://www.nap.edu/openbook.php?record_id=10165&page=91 | author = Committee on Benefits of DOE R&D on Energy Efficiency and Fossil Energy, [[United States National Research Council|US NRC]]}}</ref>

Studier har vist at eksponering for svevestøv er knyttet til en økning av dødelighet relatert til luftveis- og hjertesykdommer. Svevestøv kan irritere de små luftveiene i lungene, noe som kan føre til økte problemer med astma, kronisk bronkitt, luftveisobstruksjon og gassutveksling.<ref name=Nel>Nel, A. (2005, May 6). Air Pollution-Related Illness: Effects of Particles. Science, 308(5723), 804-806.</ref>

Det finnes forskjellige typer av partikler fra kullkraftverk med forskjellig kjemiske sammensetning og størrelse. Den dominerende form av svevestøv fra kullkraftverk er flyveaske, men sekundær sulfat og nitrat utgjør også en stor del av svevestøv fra kullkraftverk.<ref name=Grahame>Grahame, T., & Schlesinger, R. (2007, April 15). Health Effects of Airborne Particulate Matter: Do We Know Enough to Consider Regulating Specific Particle Types or Sources?. Inhalation Toxicology, 19(6–7), 457–481.</ref> Flyveaske er det som er igjen etter at kull har blitt forbrent og består av de  ubrennbare materialene som finnes i kull.<ref name=Schobert>Schobert, H. H. (2002). ''Energy and Society.'' New York: Taylor & Francis, 241–255.</ref>. 

Størrelsen og den kjemiske sammensetningen av disse partiklene påvirker og har konsekvenser for menneskers helse.<ref name=Nel/><ref name=Grahame/> For tiden er grove- (diameter større enn 2,5 mikrometer) og fine- (diameter mellom 0,1 mikrometer og 2,5 mikrometer) partikler er regulert med lover, men ultrafine partikler (diameter mindre enn 0,1 mikrometer) er for tiden uregulert, men de utgjør allikevel mange farer.<ref name=Nel/> Imidlertid er fortsatt mye ukjent om hvilke typer partikler som utgjør de største skadene, noe som gjør det vanskelig å komme opp med tilstrekkelig lovgivning for å regulere svevestøv.<ref name =Grahame/> 

===Radioaktive sporstoffer=== 
Kull er en sedimentær bergart dannet hovedsakelig fra akkumulert plantemateriale, og det inneholder mange uorganiske mineraler og elementer som ble avsatt sammen med organisk materiale under dannelsen. Som resten av [[jordskorpen]] inneholder kull også lave nivåer av [[uran]], [[thorium]], og andre naturlig forekommende [[Radioaktivt stoff|radioaktive isotoper]], som ved utslipp i miljøet fører til radioaktiv forurensning. Selv om disse stoffene er tilstede i form av meget små spor av urenheter, vil forbrenning av kull gi en frigivelse av betydelige mengder av disse stoffene. Et kullkraftverk på 1000 MW vil kunne ha et ukontrollert utslipp av så mye som 5,2 tonn per år av uran (som inneholder 34 kg av [[uran-235]]) og 12,8 tonn per år av thorium.<ref>{{cite web |title=Coal Combustion: Nuclear Resource or Danger? Vol. 26, Nos. 3 and 4. |url=http://web.ornl.gov/info/ornlreview/rev26-34/text/colmain.html |author=Alex Gabbard |publisher=[[ORNL]] |date=1993 |accessdate=9. september 2014 |url-status=dead |archiveurl=https://web.archive.org/web/20140913115607/http://web.ornl.gov/info/ornlreview/rev26-34/text/colmain.html |archivedate=2014-09-13 |tittel=Arkivert kopi |besøksdato=2014-09-09 |arkivurl=https://web.archive.org/web/20140913115607/http://web.ornl.gov/info/ornlreview/rev26-34/text/colmain.html |arkivdato=2014-09-13 |url-status=død }} {{Kilde www |url=http://web.ornl.gov/info/ornlreview/rev26-34/text/colmain.html |tittel=Arkivert kopi |besøksdato=2015-09-18 |arkiv-dato=2014-09-13 |arkiv-url=https://web.archive.org/web/20140913115607/http://web.ornl.gov/info/ornlreview/rev26-34/text/colmain.html |url-status=unfit }}</ref> Til sammenligning vil et kjernekraftverk på 1000 MW generere ca. 30 tonn med høyradioaktivt konsentrert avfall per år <ref>{{cite web|last1=Thompson|first1=Linda|title=Vitrification of Nuclear Waste|url=http://large.stanford.edu/courses/2010/ph240/thompson2/|website=PH240 - Fall 2010: Introduction to the Physics of Energy|publisher=Stanford University|accessdate=9. september 2014}}</ref>

==Virkningsgrad og klimahensyn==
Oftest er gasskraftverkene nyere enn oljekraftverkene, både fordi oljeutvinning og -utnytting har en lengre historie, og fordi gasskraft har fått et sterkt oppsving med den senere tids fokus på global oppvarming og miljø. Gass har et av de største spesifikke energiinnhold av de fossile brenslene,<ref>[https://web.archive.org/web/20030530170040/http://www.eppo.go.th/ref/UNIT-OIL.html EPPO – «Oil industry conversions»], tabellen «Calorific value of fuels» omtrent midt på siden, og spesielt tabellen «Energy values» litt nedenfor midten.</ref><ref>[http://www.engineeringtoolbox.com/fuels-higher-calorific-values-d_169.html The Engineering Toolbox – «Fuels – Higher Calorific Values»], tabellen har energiinnhold for alle fossile brenseltyper.</ref>
og har minst karboninnhold per energiinnhold. Dermed  gir avbrenning av gass det minste utslipp av [[CO2|CO<sub>2</sub>]] per produsert energimengde.<ref>[http://www.naturalgas.org/environment/naturalgas.asp Natural Gas Supply Association – «Natural Gas and the Environment»]   {{Wayback|url=http://www.naturalgas.org/environment/naturalgas.asp |date=20090503132200 }}: ''«Natural gas is the cleanest of all the fossil fuels. Composed primarily of methane, the main products of the combustion of natural gas are carbon dioxide and water vapor, the same compounds we exhale when we breathe. Coal and oil are composed of much more complex molecules, with a higher carbon ratio and higher nitrogen and sulfur contents. This means that when combusted, coal and oil release higher levels of harmful emissions, including a higher ratio of carbon emissions, nitrogen oxides (NOx), and sulfur dioxide (SO2).»''</ref><ref>[http://bioenergy.ornl.gov/papers/misc/energy_conv.html ORNL – «Bioenergy Conversion Factors»]   {{Wayback|url=http://bioenergy.ornl.gov/papers/misc/energy_conv.html |date=20110927181836 }}, tabellen «Carbon content of fossil fuels and bioenergy feedstocks» helt nederst viser karboninnholdet per terrajoule energi.</ref> 
Fyring med naturgass er om lag 65 % så utslippsintensivt som kullfyring og om lag 90 % så utslippsintensivt som oljefyring.<ref>[http://www.engineeringtoolbox.com/co2-emission-fuels-d_1085.html Engineering Toolbox – «Combustion Fuels – Carbon Dioxide Emissions»], ref høyre kolonne i tabellen.</ref><ref>[http://www.epa.gov/cleanrgy/energy-and-you/affect/natural-gas.html EPA – «Natural Gas» > Air Emissions]: ''«At the power plant, the burning of natural gas produces nitrogen oxides and carbon dioxide, but in lower quantities than burning coal or oil.»''.</ref>
Fordi gasskraftverk ofte har nyere og mer effektivt utstyr, kan utslippene være så lave som 30 % av kullfyrte kraftverk per produsert kraftmengde.<ref>[http://www.ifeu.org/energie/pdf/IFEU%20Arrhenius%20_2007_%20Moorburg%20Alternatives%20Summary.pdf IFEU] {{Wayback|url=http://www.ifeu.org/energie/pdf/IFEU%20Arrhenius%20_2007_%20Moorburg%20Alternatives%20Summary.pdf |date=20151012223736 }} – studie av moderne kullkraftverk i Hamburg-Moorburg, som slipper ut tre ganger mer CO<sub>2</sub> per energienhet produsert, sammenliknet med et moderne gasskraftverk. Side 3-4.</ref>
Oljefyrte kraftverk ligger omtrent midt mellom gass- og kullkraftverk hva angår CO<sub>2</sub>-utslipp.<ref>Se det amerikanske miljøverndepartementets tall for utslipp fra kraftverk som fyrer med henholdsvis [http://www.epa.gov/cleanrgy/energy-and-you/affect/natural-gas.html naturgass], [http://www.epa.gov/cleanrgy/energy-and-you/affect/oil.html olje] og [http://www.epa.gov/cleanrgy/energy-and-you/affect/coal.html kull] under avsnittene «Environmental impacts».</ref>
De seneste ti årene har det nesten bare blitt bygget gasskraftverk i Europa og USA, og mange tidligere kull- eller oljekraftverk har blitt omstilt til gassdrift, ofte ved at det er installert gassturbiner til erstatning for dampturbiner.

==Se også==
* [[Varmekraftverk]]
* [[Kraftvarmeverk]]
* [[Oljekraftverk]]
* [[Gasskraftverk]]
* [[Liste over verdens største varmekraftverk]]
* [[Liste over verdens største kullkraftverk]]
* [[Liste over verdens største olje- og gasskraftverk]]

==Referanser==
<references/>

== Eksterne lenker ==
* {{Offisielle lenker}}
* [http://globalenergyobservatory.org/list.php?db=PowerPlants&type=Coal Global Energy Observatory] {{Wayback|url=http://globalenergyobservatory.org/list.php?db=PowerPlants&type=Coal |date=20200630224613 }} – global liste over kullkraftverk.

{{Kraftverk}}
{{Autoritetsdata}}

[[Kategori:Kullkraftverk| ]]