.

basisEnergie  – grundlegende Themen verständlich erklärt

Kurzcharakteristik lesen

Das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung.
© Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V.(BKWK)
Energieausnutzung deutlich steigern
basisEnergie Nr. 21
1 / 8

Kraft und Wärme koppeln

Eine Fahrradfahrt bietet zweifachen Nutzen: man ist mobil und fördert die Fitness. Doppelten Nutzen verspricht auch die Kraft-Wärme-Kopplung. Diese Kraftwerkstechnik gewinnt in einem Prozess sowohl Strom als auch Wärme. Das spart Energie und entlastet die Umwelt.

In Deutschland werden derzeit etwa 90% des Stroms in großen Wärmekraftwerken erzeugt und über Fernleitungen verteilt. Diese Großkraftwerke müssen kontinuierlich mit Brennstoffen versorgt werden und benötigen viel Wasser für die Kühlung. Daher sind wichtige Faktoren bei der Standortwahl eines Großkraftwerks beispielsweise die Nähe zu Kohlenlagerstätten und zu Flüssen sowie die Verkehrsinfrastruktur (z. B. Häfen). Derartige Kraftwerke wandeln von der eingesetzten Primärenergie im Schnitt nur 38% in Strom um. Aber etwa 62% der Ursprungsenergie fallen als Wärme an. In der Umgebung der Kraftwerke besteht für derartige Wärmemengen meist zu wenig Nachfrage und Wärme lässt sich nicht wirtschaftlich über große Entfernungen transportieren. Großkraftwerke geben diese Wärme meist ungenutzt an die Umwelt ab. Nur die – meist in städtischen Ballungsräumen zu findenden – Heizkraftwerke mit angeschlossenen Fernwärmenetzen nutzen beide Energieformen.

Um neben dem Strom auch die Wärme nutzen zu können, braucht man kleinere Kraftwerkseinheiten, die dezentral in der Nähe der Wärmeabnehmer arbeiten. Aus wirtschaftlichen Gründen sollte die Wärmenachfrage während des ganzen Jahres möglichst gleichmäßig sein. Derartige Anlagen fallen unter den Begriff „Kraft-Wärme-Kopplung“ (KWK).

arrow
arrow

Typische Einsatzgebiete von KWK sind: Krankenhäuser, Bürogebäude, Industrie- und Gewerbebetriebe sowie Wohnsiedlungen und Mehrfamilienhäuser. Die Wärme kann nicht nur zur Gebäudeversorgung mit Heizwärme und Warmwasser, sondern auch als Prozesswärme, zur technischen Kälteerzeugung sowie zur Druckluftversorgung eingesetzt werden. In Deutschland waren Ende 2004 mehr als 13.000 Aggregate mit einer elektrischen Leistung von ca. 3.000 MW in Betrieb. Nachfolgend im Mittelpunkt steht die „kleine“ KWK – die Blockheizkraftwerke (BHKW). Zu diesen gehören die Motorheizkraftwerke, von denen bereits seit Jahren mehrere tausend Aggregate in Deutschland in Betrieb sind.

Weiterhin zählen auch BHKW mit Brennstoffzellen, Mikrogasturbinen und Stirlingmotoren dazu. Diese sind teilweise in der Phase der Markteinführung bzw. noch in einer sehr hoffnungsvollen Entwicklungsphase. Alle diese Aggregate bieten Umweltvorteile: sie können mehr als 85% der eingesetzten Brennstoffenergie nutzen, weisen vergleichsweise günstige Emissionswerte auf, bieten auch die Chance, Bioenergie in Form von Biogas, Bioölen oder Holz einzusetzen und lassen sich in Kombination mit thermischen Solaranlagen betreiben. Projekte und Demonstrationsvorhaben zur Entwicklung und Optimierung der KWK wurden auch mit Mitteln der Energieforschung gefördert.

Merkzettel