Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) stellen mit hohem Wirkungsgrad Wärme und elektrische Energie bereit.

Anlagen, die das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung nutzen, gibt es vom großen Leistungsbereich (einige 100 MW) bis hinab zu Mini- und Mikro-Anlagen, die sich mit einigen kW Leistung in Heizungskellern von Wohnhäusern einsetzen lassen. Die großen Anlagen werden meist mit Kohle oder Müll gefeuert und von Stadtwerken (etwa in München, Düsseldorf oder Hannover) betrieben. Sie speisen die Wärme in das örtliche Fernwärmenetz ein.

Kraft-Wärme-Kopplung bedeutet hier, dass die Energie des Dampfes aus dem Kraftwerkskessel zu einem geringeren Anteil als bei Kondensations-Kraftwerken in elektrische Energie umgewandelt wird. Denn ein Teil des Dampfes wird zwischen den Druckstufen der Turbine abgezweigt und zur Aufheizung von Fernwärmewasser genutzt.

Bei kleineren KWK-Anlagen setzt man meist Kolbenmotoren oder (seltener) Gasturbinen zum Antrieb eines Generators ein. Die Abwärme aus dem Motor oder der Turbine wird für Heizzwecke oder die Warmwasserbereitung genutzt. Gasturbinen, die höhere Abgastemperaturen erreichen, werden oft in Industriebetrieben verwendet, wenn man dort Dampf für Produktionsprozesse braucht.

Welche Wirkungsgrade sind erreichbar?

Weil aus dem Brennstoff Erdgas oder Biogas zugleich Strom und Wärme gewonnen wird, erreichen KWK-Anlagen Wirkungsgrade von über 90 %. Sie sind damit ein hocheffizienter und wegen der Verwendung von Gas auch umweltfreundlicher Kraftwerkstyp.

Wo werden KWK-Anlagen eingesetzt?

Das Einsatzgebiet reicht von der Beheizung von Mehrfamilienhäusern über Schulen, Krankenhäuser, öffentliche Liegenschaften, Gewerbebetriebe und Industriebetriebe. Damit die Anlagen ihre Effizienz-Vorteile ausspielen können, muss die Wärme aus den Kraftwerken genutzt werden.

Neue Kraftwerks-Entwicklung

Eine neuere Entwicklung ist die Kopplung mehrerer großer Motoren (mit 10 MW Leistung) für den Bau von Fernheiz-Kraftwerken. Realisiert sind solche Kraftwerke beispielsweise in Kiel und in Stuttgart. Sie ersetzen herkömmliche Kohlekraftwerke für das Fernwärmenetz. Die Kombination von mehreren Motoren macht das Kraftwerk besonders flexibel. Es kann so dem schwankenden Strombedarf besonders gut folgen.

Wie werden KWK-Anlagen gefördert?

Um die effizienten KWK-Anlagen schneller in den Markt zu bringen, fördert der Gesetzgeber ihren Einsatz. Festgelegt sind die Förderrichtlinien im Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG), und für Anlagen, die Biomasse verfeuern, im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG). Welche Förderzuschläge eine Anlage bekommt, hängt auch von ihrer Leistung und dem Jahr der Inbetriebnahme ab. Die gesetzlichen Rahmenbedingungen ändern sich ständig.