Kraft-Wärme-Kopplung, KWK nicht nur zur Stromerzeugung

Jeder sieht sie, wenn man auf der Autobahn in der Nähe eines Kraftwerkes fährt, die Dampfschwaden, die aus den Kühltürmen der Kraftwerke entweichen. Sie sind das unübersehbare Symbol für Energieverschwendung. Die heutigen Kraftwerke, die in der Regel nur elektrischen Strom erzeugen, geben über 60 % der eingesetzten Energie als Kühlwärme in die Umgebung ab. Nur etwa 1/3 der eingesetzten Energie wird zu elektrischer Energie umgewandelt.

Eine Möglichkeit diese Energieverschwendung zu beenden ist die Kraft-Wärme-Kopplung. Dabei wird neben Strom auch Wärme erzeugt, die als Heiz- oder Prozesswärme eingesetzt werden kann. Ein Prinzip, das wenn auch mit schlechtem Wirkungsgrad, jeder Autofahrer besonders im Winter zu schätzen weiß. Der mechanische Antrieb aus dem Motor erzeugt über die Lichtmaschine Strom und die an das Kühlwasser abgegebene Wärme heizt den Innenraum und enteist die Windschutzscheibe.

Vergleich Stromerzeugung mit und ohne KWK

Bei der Kraft-Wärme-Kopplung können die verschiedensten Energieträger eingesetzt werden. Außer den bekannten fosssilen Energieträgern Braunkohle, Steinkohle, Erdöl und Erdgas, können auch regenerative Energieträger wie Holz, Biogas, Bioethanol, Pflanzenöl, Deponiegas, Solar- und Geothermie und Wasserstoff verwendet werden.

Grundsätztlich wird zwischen zwei Arten der Kraft-Wärme-Kopplung unterschieden. Steht die Stromerzeugung im Vordergrund wird das Kraftwerk auf diese Art der Energieumwandlung optimiert, andernfalls auf die Wärmegewinnung.

Je nach Verwendungszweck werden auf dem Markt verschiedene Größen von Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung angeboten. Es gibt kleine motorbetriebene Anlagen von der Größe eines Kühlschranks bis hin zu Schiffsmotoren als Aggregat. Gasturbinen-Anlagen ermöglichen es Prozesswärme bis zu 500° C zu gewinnen.

Ein besonders interessantes Einsatzgebiet der Kraft-Wärme-Kopplung sind die Blockheizkraftwerke (BHKW). Dies sind kompakte Anlagen mit geringem Platzbedarf auf Motoren- oder Turbinenbasis, die sich hervorragend eignen ganze Gebäudeblocks im Nahbereich mit Strom und Wärme zu versehen.

Für den Besitzer eines Mehrfamilienhauses bietet sich so die lukrative Möglichkeit seine Mieter nicht nur mit Wohnraum, sondern auch mit Wärme und elektrischem Strom zu versorgen.

Kraftwerk Bergkamen für Strom und Fernwärmeerzeugung

In Deutschland besteht ein riesiger Investitionsbedarf in die Stromversorgung. Atomkraftwerke und überalterte herkömmliche Kraftwerke werden stillgelegt. Die Deutsche Energieagentur (dena) schätzt den Bedarf auf 40.000 Megawatt bis zum Jahr 2020. Dies bietet die Möglichkeit verstärkt hocheffiziente Technologien zur Strom- und Wärmeerzeugung einzusetzen. Da bei der Kraft-Wärme-Kopplung der größte Teil der eingesetzten Energie in Nutzenergie umgesetzt wird, bietet sie sich als Umwelt schonende, Ressourcen sparende und Klima schützende zukunftssichere Alternative zu herkömmlichen Kraftwerken an.

Die in den dezentralen Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung erzeugte Wärme und der Strom entstehen verbrauchernah. Dadurch sind die Leitungsverluste zwischen der Produktionsstätte und dem Verbraucher sehr gering. Diese Leistungverluste, auch Netzverluste genannt, können bei Hochspannungsleitungen bis zu 5 % auf 100 km betragen. Es entstehen auch keine Kosten für die Errichtung und den Unterhalt dieser Leitungen. Ein weiterer Vorteil der dezentralen Versorgung ist die hohe Ausfallsicherheit. Noch gut in Erinnerung dürfte der Stromausfall im November 2006 sein, der neben Teilen Deutschlands auch Auswirkungen in Spanien, Italien, Belgien, Frankreich und den Niederlanden zeigte. Insgesamt waren rund 15 Millionen Menschen betroffen. 2003 wurden Millionen an der Ostküste der USA und Kanada von einem Stromausfall überrascht, der auf eine Überlastung der Kraftwerke zurückgeführt wurde. Er ereignete sich gerade zu Beginn des einsetzenden Berufsverkehrs, so dass tausende in Fahrstühlen und U-Bahnen stecken blieben. Außerdem war der Flugverkehr teilweise durch den Ausfall der Flugsicherungssysteme beeinträchtigt.

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