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    Energieerzeugung

    So funktioniert Kraft-Wärme-Kopplung

    Eine KWK-Anlage liefert neben Strom auch Heizenergie, und das sehr günstig und klimaschonend. Doch wie funktioniert die umweltfreundliche Technologie? Und wie können Verbraucher von ihr profitieren? Ein Überblick.

    Das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ist einfach. Während in einem herkömmlichen Kraftwerk nur Strom oder nur Wärme erzeugt wird, erledigt eine KWK-Anlage beides: Durch Verbrennung wird zunächst Wasserdampf erzeugt und durch eine Turbine geführt. Dabei setzt der durchströmende Dampf die Turbinenwelle in Drehung, und es wird mechanische Energie erzeugt. Diese wird durch Kopplung mit einem Generator in elektrische Energie umgewandelt und ans Netz abgegeben. So entsteht Strom aus Wärme.

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    Während in einem herkömmlichen Kraftwerk nur endweder Strom oder Wärme erzeugt wird, erzeugt eine KWK-Anlage beides.

    Strom und Heizenergie für Wohnhäuser und Gewerbebetriebe

    Bei der Erzeugung von elektrischem Strom hört die KWK-Anlage allerdings nicht auf: Sie führt die mehr als 150 Grad heiße Turbinenabwärme in einen Heizkondensator, in dem die Wärmeenergie ans Fernwärmenetz abgegeben wird. Durch diese sogenannte Verkopplung von Kraft und Wärme liefert die Anlage neben Strom zusätzlich Heizenergie für Wohnhäuser und Gewerbebetriebe. Ein Fernwärmenetz macht es möglich, dass die erzeugte Wärme nicht nur im Nahbereich, sondern auch in größerer Entfernung genutzt werden kann. Der Energieverlust beim Wärmetransport liegt nur bei etwa fünf Prozent.

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    Große KWK-Anlagen wie die oben gezeigte kommen in Kraftwerken zum Einsatz. Es gibt aber auch kleinere Anlagen für Ein- und Mehrfamilienhäuser.

    Die Möglichkeit, die Restwärme, die bei der Stromerzeugung übrig bleibt, weiter zu nutzen, besteht prinzipiell schon seit der Erfindung von Kraftmaschinen vor rund 200 Jahren. Die Technik wurde jedoch nicht eingesetzt, weil die Wärmeenergie wegen fehlender Leitungssysteme allenfalls im Nahbereich genutzt werden konnte. Erste Fernwärmenetze entstanden erst in den 1920er-Jahren. Zudem waren Brennstoffe mit Ausnahme der Zeit des Ölpreisschocks in den 1970ern scheinbar unbegrenzt verfügbar und sehr günstig. Es war darum nicht wirtschaftlich, in Technik für die Wärmenutzung zu investieren. Lange Zeit wurde die Restwärme daher ungenutzt an die Umgebung abgegeben.

    Erst mit steigenden Brennstoffpreisen und dem wachsenden Problembewusstsein für Umweltschäden durch Schadstoffe und die negativen Auswirkungen von Treibhausgasen wie CO₂ auf das Klima rückte die KWK-Technik in den Fokus. Ende 2019 waren deutschlandweit bereits 17 Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit einer Leistung von mehr als 100 Megawatt am Strom- und Fernwärmenetz.

    Eine davon ist das Heizkraftwerk Linden. Hier setzt enercity die KWK-Technologie bereits seit acht Jahren ein. Der Brennstoffnutzungsgrad der Anlage liegt bei mehr als 90 Prozent. Die Kraft-Wärme-Kopplung zählt damit zu den effizientesten und umweltfreundlichsten Energieerzeugungsarten. Konventionelle Kraftwerke bringen es dagegen nur auf einen Nutzungsgrad von rund 30 bis 40 Prozent. Etwa zwei Drittel der eingesetzten Primärenergie gehen dort ungenutzt verloren. Entsprechend schlecht fällt die CO₂-Bilanz solcher Anlagen aus.

    HKW-Linden
    Dank hocheffizienter Kraft-Wärme-Kopplung liefert das HKW Linden bis zu 255 Megawatt elektrische sowie 185 Megawatt thermische Energie.

    Umweltfreundliche Fernwärme als Nebenprodukt

    Dagegen senkt die Kraft-Wärme-Kopplung den Ausstoß des klimaschädlichen Kohlendioxids erheblich. Allein im Kraftwerk Linden spart enercity mit der innovativen Technologie jährlich 200.000 Tonnen CO₂-Emissionen ein und liefert umweltfreundliche Fernwärme an Hannovers Privat- und Gewerbekunden. Dadurch werden bei den Endkunden teure, ineffiziente Heizungen mit schlechter CO₂-Bilanz überflüssig. Von der KWK-Technologie profitieren somit Verbraucher und Umwelt gleichermaßen.

    Sie leben in Hannover? Informieren Sie sich jetzt, wie sie schnell und einfach auf umweltschonende und günstige Fernwärme aus KWK umsteigen können.

    Text: Jens Lehmann. Fotos: enercity AG (2), Getty Images.

    1. Juli 2021
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