Erstmal zur Atomkraft: In Dampfkraftwerken gibt es einen geschlossenen Dampfkreislauf, und mindestens einen weiteren Kühlkreislauf. Atomkraftwerke haben z.T. einen geschlossenen Kühlkreislauf der dann erst mit einem offenen Kreislauf gekühlt wird. (Also drei Wasserkreisläufe) Wenn alles ordentlich gewartet wird, sollte keine nennenswerte Radioaktivität an das Kühlwasser abgegeben werden, was in die Umwelt gelangt.
Als “verbraucht” gilt alles Wasser, was durch menschliche Zwecke so verändert wird, dass es nicht mehr “zur sofortigen Nutzung” zur Verfügung steht.
Bei Verdampfungskühlung mit den großen Kühltürmen ist das Wasser erstmal “weg”. Verdampfung hat aber den Vorteil, dass sie sehr effizient ist. Du brauchst etwa 5x so viel Energie um ein kg Wasser bei 100°C vollständig von flüssig zu gasförmig umzuwandeln , wie um Wasser von 0 auf 100°C zu erwärmen.
Bei Flüssen ist das Wasser in dem Sinne nicht “verbraucht”, wenn es nur leicht erwärmt wird. Das geht aber nur an sehr mächtigen Flüssen gut. Durch die Erwärmung des Flusswassers wird auch die Verdunstung aus dem Fluss verstärkt. Wieviel das dann ist, kommt sehr stark darauf an, wie die Temperatur vor und nach dem Kraftwerk ist. Ich bin mir auch nicht sicher, ab welcher Temperatur das Wasser als “verbraucht” gewertet wird, weil es zu warm für aquatisches Leben ist.
Nehmen wir als Beispiel ein Kraftwerk mit 40% Energieeffizienz und 1 GW elektrischer Leistung. Dann stehen 1 GW/40% = 2,5 GW an thermischer Leistung und du musst 1,5 GW wegkühlen.
Variante A:
Flusswasser kommt mit 10°C an und wird auf maximal 30°C erwärmt, also 20°C bzw. Kelvin Differenz
1,5 GW = 1,5 GJ/s
1,5 GJ/s / (4,18 kJ/kgk * 20 K) = 17.943 kg/s bzw. rund 18 m³/s
Wenn im Sommer schon vor dem Kraftwerk 20°C sind und nach dem Kraftwerk max. 28°C sein dürfen, dann muss der Fluss mindestens 18 m³/s * (20/8) = 45 m³/s haben.
Variante B:
Flusswasser kommt mit 10°C an und wird auf 100°C erwärmt und verdampft.
1,5 GJ/s / (4,18 kJ/kgk * 90 K + 2.257 kJ/kg) = 570 kg/s bzw. 0,57 m³
Weil die Verdampfung auch schon vorher einsetzt und wegen anderer Ineffizienzen lass es 0,7-1 m³/s sein.
Wenn du am Rhein oder an der Donau bist, wirst du eher Variante A finden. An der Spree musst du vor allem Variante B einsetzen, weil sonst nach Berlin alles im Wasser tot wäre.
Es kommt drauf an.
Erstmal zur Atomkraft: In Dampfkraftwerken gibt es einen geschlossenen Dampfkreislauf, und mindestens einen weiteren Kühlkreislauf. Atomkraftwerke haben z.T. einen geschlossenen Kühlkreislauf der dann erst mit einem offenen Kreislauf gekühlt wird. (Also drei Wasserkreisläufe) Wenn alles ordentlich gewartet wird, sollte keine nennenswerte Radioaktivität an das Kühlwasser abgegeben werden, was in die Umwelt gelangt.
EDIT: Zu Atomkraft muss mach noch Druckwasserreaktoren und Siedewasserreaktoren unterscheidens. Hier ist eine (Lobby-)Website mit Grafiken zum Prinzip https://www.kernenergie.ch/de/so-funktioniert-ein-kernkraftwerk.html
Als “verbraucht” gilt alles Wasser, was durch menschliche Zwecke so verändert wird, dass es nicht mehr “zur sofortigen Nutzung” zur Verfügung steht.
Bei Verdampfungskühlung mit den großen Kühltürmen ist das Wasser erstmal “weg”. Verdampfung hat aber den Vorteil, dass sie sehr effizient ist. Du brauchst etwa 5x so viel Energie um ein kg Wasser bei 100°C vollständig von flüssig zu gasförmig umzuwandeln , wie um Wasser von 0 auf 100°C zu erwärmen.
2.257 kJ/kg Verdampfungsenthalpie bei 100°C und Normaldruck
418 kJ/kg von 0 auf 100°C bei 4,18 kJ/(kgK)
Bei Flüssen ist das Wasser in dem Sinne nicht “verbraucht”, wenn es nur leicht erwärmt wird. Das geht aber nur an sehr mächtigen Flüssen gut. Durch die Erwärmung des Flusswassers wird auch die Verdunstung aus dem Fluss verstärkt. Wieviel das dann ist, kommt sehr stark darauf an, wie die Temperatur vor und nach dem Kraftwerk ist. Ich bin mir auch nicht sicher, ab welcher Temperatur das Wasser als “verbraucht” gewertet wird, weil es zu warm für aquatisches Leben ist.
Nehmen wir als Beispiel ein Kraftwerk mit 40% Energieeffizienz und 1 GW elektrischer Leistung. Dann stehen 1 GW/40% = 2,5 GW an thermischer Leistung und du musst 1,5 GW wegkühlen.
Variante A:
Variante B:
Wenn du am Rhein oder an der Donau bist, wirst du eher Variante A finden. An der Spree musst du vor allem Variante B einsetzen, weil sonst nach Berlin alles im Wasser tot wäre.