Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)
Effizient Strom produzieren
Was ist Kraft-Wärme-Kopplung?
Diese Wärme steht als Fernwärme zum Heizen zur Verfügung, oder sie wird als Prozesswärme in der Produktion genutzt, zum Beispiel in der Chemie-Industrie. Entscheidend dabei: Die Betreiber dieser Anlagen geben kaum ungenutzte Wärme an ihre Umgebung ab. Neben großtechnischen Anwendungen gibt es auch zunehmend kleine KWK-Anlagen, die einzelne Wohngebiete versorgen – oder gleich den Energie-Bedarf eines Mehr- oder Einfamilienhauses decken. Diese Technik heißt Blockheizkraftwerk (BHKW).
Durch ihre hohe Effizienz verringern KWK-Anlagen den Bedarf an Brennstoffen wie Kohle oder Öl. Ziel der Bundesregierung ist es, bis 2020 25 Prozent des Stroms mit Kraft-Wärme-Kopplung zu produzieren. Auf diese Weise lässt sich Energie sparen und das Klima schützen.
Wie funktioniert die KWK-Technologie?
Es gibt viele Wege, um eine Anlage mit Kraft-Wärme-Kopplung zu bauen. Das gemeinsame Prinzip: Strom und Wärme werden gleichzeitig bereitgestellt. Dieser Prozess beginnt in einer Verbrennungskraftmaschine, die einen Motor oder eine Gasturbine sein kann. Diese Maschine treibt einen Generator an, der Elektrizität produziert. Bei diesem Vorgang fällt im Motorblock Abwärme an, die sich im Kühlwasser und Öl sammelt. Kernstück der Technik ist ein Wärmetauscher, der diese Wärme in den Heizwasser-Kreislauf überträgt.
Auch die Energie im Abgas lässt sich nutzen, um Dampf zu erzeugen (Prozesswärme) oder Brauchwasser zu erhitzen. Kraft-Wärme-Kopplung ist hoch effizient: Ein konventionelles Kraftwerk auf fossiler Basis erzeugt nur Strom – mit einem Wirkungsgrad zwischen 33 und 57 Prozent. Den höheren Wert erreichen nur Gas-und-Dampf-Kombikraftwerke (GuD). Dagegen liegt der Wirkungsgrad einer KWK-Anlage bei über 80 Prozent – es gehen beim Umwandlungsprozess weniger als 20 Prozent der Energie verloren.
Staatliche KWK-Förderung
Vor diesem Hintergrund wird deutlich, warum der Staat KWK-Anlagen fördert: Die hohe Effizienz der Kraft-Wärme-Kopplung leistet einen Beitrag zum Klimaschutz, obwohl in der Regel fossile Brennstoffe Verwendung finden. Daher hat das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz (KWKG) das Ziel, in Deutschland KWK-Anlagen auszubauen und zu modernisieren. Dazu gibt es unterschiedliche Fördermaßnahmen: Wer zum Beispiel eine sehr kleine KWK-Anlage betreibt (bis zu 50 kW), erhält für jede eingespeiste Kilowattstunde einen Zuschlag. Er beträgt 5,11 Cent – und das für eine Laufzeit von 10 Jahren. Auch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) sieht einen KWK-Bonus vor: 3 Cent pro Kilowattstunde KWK-Strom muss der Betreiber des Stromnetzes an den Produzenten zahlen.
Ein besonderes KWK-Projekt ist das „ZuhauseKraftwerk“, das der Ökostromanbieter LichtBlick zusammen mit Volkswagen auf den Markt bringt: Als Brennstoff dient Erdgas, bei dessen Verbrennung deutlich weniger CO2 in die Atmosphäre entweicht als bei den übrigen fossilen Energieträgern. Eine sehr hohe Effizienz zeichnet dieses Kraftwerk aus, das 92 Prozent der Energie in Wärme und Strom umwandelt. Die KWK-Anlagen baut Lichtblick im Keller der Kunden auf, die zusätzlich einen jährlichen Strombonus erhalten. Außerdem will LichtBlick die einzelnen „ZuhauseKraftwerke“ zentral steuern, um „Schwarmstrom“ zu produzieren. Das bedeutet: Bei Bedarf lassen sich die dezentralen KWK-Anlagen schnell hochfahren – und große Mengen Strom können ins Netz eingespeist werden. Das ist sinnvoll, wenn der Wind ausbleibt oder die Sonne nicht scheint. Dann gibt es zwar keinen Strom aus Windrädern und Sonnenkollektoren, aber der „Schwarmstrom“ von LichtBlick könnte die Versorgungslücke schließen.
Kraft-Wärme-Kopplung ist eine unverzichtbare Technologie, um den Übergang in eine Energieversorgung zu gestalten, die nur auf Erneuerbarer Energie aufbaut. So lange Kohle, Öl und Gas als Energieträger dienen, sollten möglichst viele KWK-Anlagen in Deutschland entstehen. Auf diese Weise lassen sich diese fossilen Energieträger am effizientesten nutzen.
Ein Beitrag von Ingo Leipner
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