↑ Zurück zu Energie Lexikon

Kraft-Wärme-Kopplung

DefinitionKraft-Wärme-Kopplung

Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ist eine Technik, bei der die Wärme, die bei der Stromerzeugung thermodynamisch unvermeidbar anfällt, zu Heizzwecken nutzbar gemacht wird. Durch die Nutzung der Abwärme, die beim Stromerzeugungsprozess in herkömmlichen Kraftwerken ungenutzt an die Umgebung über Kühltürme abgegeben wird, lässt sich z.B. der Energienutzungsgrad mittels Kraft-Wärme-Kopplung entscheidend erhöhen.

Effizienz

Durch Kraft-Wärme-Kopplung erfolgt eine wesentlich effizientere Ausnutzung des eingesetzten Brennstoffs als bei der getrennten Erzeugung. Um die erforderliche Strom- und Wärmemenge zu erzeugen, ist bei konventionellen Kraftwerken etwa zwei Drittel mehr an Brennstoff erforderlich als beispielsweise in einem Blockheizkraftwerk. Grund dafür ist die hier nicht ausreichend genutzte Abwärme, die noch hohe Nutzungspotenziale aufweist.

Es sind verschiedene Techniken zur Kraft-Wärme-Kopplung am Markt verfügbar oder noch in der Entwicklung. Genannt seien hier Motoren, Gas- und Dampfturbinen, Stirlingmotoren oder auch Brennstoffzellen. Je nach Anlage können verschiedene Brennstoffe eingesetzt werden, die in der Anlage in Strom und (Ab-)Wärme umgesetzt werden. Durch die gezielte Nutzung dieser Abwärme erfolgt eine besonders effiziente Ausnutzung der im Brennstoff enthaltenen Energie, sodass Wirkungsgrade von etwa 90 % erreicht werden. Voraussetzung ist natürlich ein entsprechender Wärmebedarf am Standort oder in der Nähe. Der erzeugte Strom hingegen kann auch ins öffentliche Stromnetz eingespeist und somit weit verteilt werden.

Wirtschaftlichkeit

Die eingesetzten Brennstoffe werden in Kraft-Wärme-Kopplungen zu mehr als 95 % ausgenutzt. Optimale Voraussetzungen für den effizienten Einsatz der Kraft-Wärme-Kopplung sind grundsätzlich

  1. der gleichzeitige Bedarf an Strom und Wärme und
  2. eine möglichst große Nähe des Blockheizkraftwerks zum Endverbraucher.

Temperaturniveau

Damit die Abwärme auch tatsächlich genutzt werden kann, ist es wichtig, dass sie auf einem zu Heizzwecken sinnvollen Temperaturniveau ausgekoppelt wird. Bei Blockheizkraftwerken und Brennstoffzellen wird die Wärme in der Regel bei einer Temperatur von 70 bis 90 °C abgegeben und kann somit für viele Heizungsanwendungen direkt genutzt werden.

Bei einem konventionellen Kraftwerk hingegen wird die Abwärme meist bei 20 bis 40 °C über den Kühlturm an die Umgebung abgegeben. Diese Wärme lässt sich durch eine veränderte Prozessführung dennoch zu Heizzwecken bei Temperaturen zwischen 80 und 130 °C nutzen, allerdings muss dann eine geringere Stromausbeute in Kauf genommen werden.

Checkliste Kraft-Wärme-Kopplung
Kostenfreier DownloadIdentifizieren Sie mit unserer Checkliste Optimierungsmöglichkeiten im Bereich Kraft-Wärme-Kopplung.
Hier geht es zum kostenfreien Download.