Kraft-Wärme-Kopplung

Wie KWK den Wirkungsgrad von Dampfkraftwerken erhöht

Der Großteil der Stromerzeugung erfolgt in Dampf- oder Gaskraftwerken. Hier werden Turbinen mithilfe von thermodynamischen Prozessen angetrieben, in der Regel durch das Verdampfen von Wasser oder einem anderen Medium. Bei diesem Prozess geht jedoch viel Energie als Abwärme verloren. Daher bedienen sich viele Kraftwerke der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), um die thermische Energie nutzbar zu machen und somit ihren Gesamtwirkungsgrad zu erhöhen. Das Lexikon von Vegan Strom stellt Dir das Prinzip genauer vor.

 

Wie funktioniert die Kraft-Wärme-Kopplung?

In herkömmlichen Dampfkraftwerken werden Wasser oder andere organische Flüssigkeiten verdampft und mit diesem Dampf Turbinen zur Stromerzeugung angetrieben. Die Bereitstellung der nötigen Temperaturen hierfür erfolgt dabei auf unterschiedlichste Art und Weise, meist in Form einer Verbrennung von fossilen Energieträgern wie Kohle, Erdöl oder Erdgas. Aber auch erneuerbare Rohstoffe wie Biogas, Bio- oder Synthesekraftstoffe sowie Holzpellets kommen als Brennmaterial zum Einsatz. Solar- oder Geothermie können ebenfalls das Ausgangsmedium verdampfen.

Bei der Kraft-Wärme-Kopplung wird ein Teil des Dampfes aus dem Kreislauf der Stromerzeugung ausgekoppelt, er kondensiert also nicht hinter der Turbine. Stattdessen wird seine thermische Energie mithilfe eines Wärmetauschers dazu verwendet, Wärme bereitzustellen, die verschiedenen Zwecken dienen kann. So lässt sie sich zum Beispiel zum Heizen nutzen oder in ein Nah- oder Fernwärmenetz einspeisen. Kleinere KWK-Anlagen in der Industrie können außerdem Prozesswärme für Produktionsprozesse vor Ort bereitstellen. In Kraftwerken, die Verbrennungskraftmaschinen wie Motoren oder Gasturbinen nutzen, wird die Wärme über das Öl oder Kühlwasser erzeugt und gewonnen.

Energieexperten unterscheiden bei der Kraft-Wärme-Kopplung zwischen strom- und wärmegeführten KWK-Kraftwerken. Wärmegeführte Anlagen priorisieren die Bereitstellung von Wärme, stromgeführte Anlagen dienen vorrangig der Erzeugung elektrischer Energie. In der Regel findet ein stromoptimierter Betrieb statt – dies ist auch aus wirtschaftlicher Sicht oftmals weitaus sinnvoller.

 

Welche Vor- und Nachteile bringt die Kraft-Wärme-Kopplung?

Die Kraft-Wärme-Kopplung steigert den Wirkungsgrad von Wärmekraftwerken enorm. Während die Anlagen in der Regel nur eine Effizienz von etwa 30 Prozent (ältere Anlagen) bis 60 Prozent (neue Anlagen) aufweisen, erreichen modernste KWK-Kraftwerke kombinierte Nutzungsgrade von bis zu 90 Prozent. Somit geht weniger Energie verloren, wodurch sich im Vergleich zur separaten Erzeugung von Strom und Wärme etwa ein Drittel an Brennstoff einsparen lässt. Dies hat zur Folge, dass gerade Kraftwerke, die fossile Rohstoffe zur Stromerzeugung nutzen, insgesamt weniger CO2 ausstoßen. Nicht zuletzt profitieren auch private Betreiber von sogenannten Mini-Blockheizkraftwerken von der staatlichen Förderung und einer Einspeisevergütung durch das Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG).

Allerdings weist die Kraft-Wärme-Kopplung auch einige Nachteile auf. So wird zum Beispiel die Stromerzeugung durch das Auskoppeln eines Teils der thermischen Energie etwas geschmälert. Des Weiteren machen die Kraftwerke nur dann wirklich Sinn, wenn sie in der Nähe von Ballungsräumen oder Industriegebieten liegen, also dort, wo viel Wärme benötigt wird. Hinzu kommt, dass die Anlagen die Integration von anderen Erneuerbaren Energien in das Stromnetz erschweren können. Denn auch, wenn sie zur Deckung des Wärmebedarfs in Betrieb sind, so produzieren sie dennoch Strom, selbst wenn bereits ein Überschuss besteht. In diesem Fall muss eine Abschaltung beispielsweise von Wind- oder Photovoltaikkraftwerke erfolgen.

 

Mit Kraft-Wärme-Kopplung weniger Energie verschwenden

Die Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung kann dabei helfen, den Verbrauch von fossilen Brennstoffen maßgeblich zu reduzieren und ebenso die Effizienz von Dampfkraftwerken, die Erneuerbare Energien nutzen, zu steigern. Und da gerade Heizenergie noch überwiegend aus konventionellen Energieträgern gewonnen wird, ist eine parallele Nutzung von Strom und Wärme wichtig, um Treibhausgasemissionen zu senken und endliche Ressourcen zu sparen. Und genau das ist Ziel von Vegan Strom. Daher bemühen wir uns, mit unserem Energiemix regenerative Energiequellen sowie andere saubere Technologien zu fördern und die Energiewende voranzutreiben. Doch im Gegensatz zu den meisten anderen Ökostrom-Anbietern ist uns ebenfalls das Wohl der Tiere wichtig. Daher beziehen wir unseren Strom nur von Lieferanten, die sowohl auf umwelt-, als auch auf tierfreundliche Stromquellen setzen, nämlich Solarenergie, Geothermie und die Kraft der Gezeiten. Trage auch Du mehr zu einer Welt ohne Umweltverschmutzung und Tierleid bei und wechsele noch heute zu uns!

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