Kraftwärmekopplung

Bei einer Energiewandlungsanlage, die mit Kraft-Wärme-Kopplung betrieben wird (auch KWK-Anlage genannt), wird neben der erzeugten Energie auch die Abwärme, die bei der Umwandlung der Energiequellen entsteht, genutzt. KWK-Systeme erreichen eine thermische oder elektrische Leistung von wenigen Kilowatt bis zu mehreren hundert Megawatt. Momentan werden KWK-Anlagen auch in kleinen Versionen gebaut, um in Einfamilienhäusern oder kleinen Gewerbebetrieben Energie zu liefern. Im Folgenden nennt der Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V. die wichtigsten Informationen zu aktuellen Problemen und zu Zukunftsaussichten des mechanischen Prozesses.

Inhalts­verzeich­nis

    Was ist Kraft-Wärme-Kopplung?

    Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V:
    Bei der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) werden in einer Anlage gleichzeitig elektrischer Strom und Nutzwärme erzeugt. Die primär erzeugte mechanische Energie wird unmittelbar in elektrische Energie umgewandelt. Die nutzbare Wärme wird für Heizzwecke (Nah- und Fernwärme) oder für Produktionsprozesse genutzt. Der Einsatz der KWK mindert den Energieeinsatz und die Kohlendioxid-Emission.

    Nutzungsmöglichkeiten: Kraft-Wärme-Kopplung

    Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V:
    Das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung kann fast überall zum Einsatz kommen, wo Strom und Wärme gebraucht (Stadtwerke, Industrie bis hin zum Einfamilienhaus) werden. Vorteilhaft ist, wenn auch der erzeugte Strom direkt an Ort und Stelle – bei KWK-Anlagen von lokalen Stromversorgern – bzw. im örtlichen Stromnetz verbraucht wird. Dies ist praktisch so gut wie immer der Fall.

    Beispiele für Einsatzbereiche:

    • kleine Mehrfamilienhäuser
    • kleine Gewerbeobjekte
    • Hallenbäder
    • Krankenhäuser
    • Altenheime
    • Schulen mit Lehrschwimmbecken
    • Verwaltungsgebäude
    • Industriegebäude mit entsprechendem Prozesswärmebedarf
    • Nahwärmenetze mit gestreuter Gebäudecharakteristik
    • klimatisierte Objekte (Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung)

    Vorteile der Kraft-Wärme-Kopplung

    Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V:
    KWK steigert die Effizienz der Energieumwandlung, schont natürliche Ressourcen und reduziert umwelt- und klimaschädliche Emissionen. Sie nutzt Brennstoffe energetisch gesehen am effektivsten.

    Während neue Kraftwerke zur Stromerzeugung elektrische Nutzungsgrade von bis zu 43 Prozent (Braunkohle), 46 Prozent (Steinkohle) beziehungsweise 58 Prozent (Erdgas-GuD) besitzen, erreichen KWK-Anlagen Gesamtnutzungsgrade von über 80 Prozent. Die in diesem Fall entstehende Abwärme wird nicht ungenutzt an die Umwelt abgegeben, sondern ausgekoppelt und als Nutzwärme (z.B. zu Heizzwecken) weiterverwendet. Dies trägt zum Klima- und Umweltschutz bei und schont die Ressourcen.

    Zudem erhöhen dezentrale KWK-Anlagen die Versorgungssicherheit und entlasten die Netze. Strom und Wärme werden dort produziert, wo sie verbraucht werden.

    Potenziale der Kraft-Wärme-Kopplung

    Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V:
    Gegenwärtig werden nur ca. 16 Prozent des Stromes in Deutschland in KWK-Anlagen erzeugt. Nach einer vom BMWi 2005 beauftragten Studie vom damaligen Bremer Energieinstitut in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Institut für Luft-und Raumfahrt beträgt das wirtschaftlich nutzbare KWK-Potenzial in Deutschland ca. 53 Prozent der gesamten Stromerzeugung. Die Erschließung dieses großen Potenzials setzt voraus, dass nicht nur neue zusätzliche KWK-Anlagen errichtet werden, sondern dass auch konventionelle Kraftwerke, die im Kondensationsbetrieb arbeiten, also nur Strom erzeugen und keine Nutzwärme auskoppeln können, durch dezentrale KWK-Anlagen aller Größenklassen ersetzt werden (Industrie, Fernwärme- und Objektanlagen, Mehr- und Einfamilienhäuser).

    Wie sieht die Entwicklung aus?

    Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V:
    Der aktuelle Trend der Politik ist vorgegeben – insbesondere mit dem neuen Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG) 2016 und der ersten Novelle zu diesem Gesetz, dem KWKGÄndG 2017. Dieses Gesetz führt zwar den KWK-Ausbau fort und gibt Jahreswerte für die KWK-Strommenge vor, die bis 2020 bzw. 2025 zu erreichen sind. Aber diese Werte liegen leider unterhalb der früheren Zielstellung von 25 Prozent bis 2025. Der KWK-Ausbau wird also verlangsamt bzw. zeitlich gestreckt. Hinzu kommen neue Hemmnisse wie z.B. den Wegfall des KWK-Zuschlages für Eigenverbrauchsanlagen. Dieser Trend ist unverständlich und er gefährdet das Erreichen der Klimaschutzziele, zu denen sich Deutschland in Paris verpflichtet hat. Allein mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien sind diese Ziele nicht erreichbar. Hocheffiziente Strom- und Wärmeerzeugung durch KWK sind ebenso wichtig, wenn der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint. Das würde zudem den Netzausbau reduzieren.

    Hürden bei der Ausbreitung der KWK-Anlagen?

    Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V:
    Die gesetzlichen Rahmenbedingungen setzen leider immer neue Hemmnisse. Dazu zählen die verpflichtende Ausschreibung für die Förderung von KWK-Anlagen im Bereich von 1 bis 50 Megawatt, die teilweise Belastung von KWK-Eigenversorgungsanlagen mit der EEG-Umlage, die Diskriminierung von KWK-Mieterstromprojekten mit gegenüber solchen mit Photovoltaik und der drohende Wegfall der vermiedenen Netznutzungsentgelte für KWK-Anlagen (Entwurf Netzentgeltmodernisierungsgesetz).

    Was versteht man unter Contracting?

    Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V:
    Nicht jeder, der eine KWK-Anlage wirtschaftlich betreiben könnte, muss das dazu erforderliche Know-how selbst aufbauen. Contracting heißt, dass in moderne KWK-Anlagen investiert wird, die normaler Weise mangels Know-how und/oder Finanzierungsmöglichkeiten nicht zu Stande gekommen wären. Contracting-Unternehmen sind Energielieferanten einer neuen Generation, teilweise von öffentlichen Energieversorgern gegründet, teilweise aber auch in privater Initiative entstanden. Sie nehmen dem Eigentümer eines Gebäudes oder eines Grundstücks die Aufgabe ab, in die eigene KWK-Anlage zu investieren und zu betreiben.

    Diese errichten sie auf dem Grundstück oder dem Gebäude z.B. eines Industriebetriebes, eines Hotels oder eines Wohnhauses und verkaufen an den Grundstückseigentümer oder die Mieter den Strom und Wärme – oder auch Kälte. Auch Energieeinsparmaßnahmen lassen sich durch Contracting realisieren. Optimal ist es, in einem ganzheitlichen Ansatz Energieeinspar- und KWK-Anlagen-Contracting miteinander zu verknüpfen. Bei einem Contracting-Projekt bringt also der Grundstückseigner das Energieeinsparpotenzial ein und der Contractor das Know-how und die Finanzierung. Durch diese Kooperation entsteht ein Win-Win-Effekt: Aus der Realisierung des Energieeinsparpotenzials entsteht ein betriebswirtschaftlicher Gewinn, den sich beide Vertragspartner teilen. Und die Umwelt profitiert davon ebenfalls.

    Förderung der Kraftwärmekopplung in Deutschland

    Durch die effektive Brennstoffnutzung wird eine nicht unerhebliche Menge von Schadstoffen eingespart und damit der Umwelt geholfen. Sinnvoll ist der Einsatz dieser Kraftwerke nur in unmittelbarer Verbrauchernähe, da sonst ein zu großer Anteil der Fernwärme beim Verteilen verloren gehen würde. Die Zukunftsperspektive der Kraft-Wärme-Kopplung wird als äußerst positiv betrachtet. So wurde in England eine Anlage mit 700 Megawatt elektrischer Leistung errichtet. In der Bundesrepublik Deutschland werden KWK-Anlagen staatlich gefördert. Kritiker behaupten jedoch, dass diese Förderungen zu gering seien, um der Kraft-Wärme-Kopplung zu einem Durchbruch zu verhelfen.

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