Die Waermewende

5. Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)
Autor:innen: Huber, Michael; Clausen, Jens; Ehrhardt, Helge; Gerhards, Christoph; Hoffmann,
Rana; Klafka, Peter; Köhne, Anja; Linow, Sven; Seifert, Thomas
Von Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) spricht man, wenn die Energie eines
Energieträgers gleichzeitig für die Erzeugung von Elektrizität und Wärme genutzt
wird. Es ist also eine Technologie zur effizienten Nutzung von Brennstoffen.
Brennstoffe für KWK können fossil sein, wie Erdgas, Erdöl oder
Kohle, sie können auch regenerativ sein, wie z. B. Biogas und biogene Feststoffe
oder auch grüner Wasserstoff und grünes Methan.
‣ KWK wird in Zukunft, in einem zu ca. 95% auf erneuerbaren Energien
beruhenden Energieversorgungssystem, nur noch einen Bruchteil dieser
Brennstoffe nutzen können. Damit wird sich die Rolle der KWK ändern
müssen und KWK wird eher im Bereich der Reserve-Stromversorgung
eine kleinere, aber nach wie vor wichtige Rolle spielen. Diese anstehenden
Veränderungen betreffen unterschiedliche Anwendungen der KWK
in unterschiedlichem Maße, je nachdem in welchen Leistungsklassen
und für welche Zwecke KWK heute und zukünftig eingesetzt wird:
‣ Derzeit gibt es ca. 50 große Heizkraftwerke – also KWK-Kraftwerke –
mit jeweils über 50 MW elektrischer Leistung (Umweltbundesamt,
2022) mit teils mehreren Kraftwerksblöcken. Diese werden überwiegend
noch mit Steinkohle und Braunkohle betrieben, wenige arbeiten
mit kombinierten Gas- und Dampfturbinen (GuD). Sie erzeugen Elektrizität
für das Stromnetz und gleichzeitig Wärme für lokale, meist größere
Fernwärmenetze.
‣ Es gibt mehr als 61.000 mittelgroße und kleinere Heizkraftwerke, sog.
Blockheizkraftwerke (BHKW) mit Verbrennungsmotor oder kleiner Gasturbine,
die für einzelne Unternehmen, Gebäude oder Quartiere Strom
und Wärme erzeugen (Statista, 2022). Viele dieser BHKW dienen in Industriebetrieben
zur Eigenerzeugung von Elektrizität und Prozesswärme.
Diese BHKW werden fast alle mit fossilem Erdgas betrieben.
Nur etwa 700 oder etwa 1 % davon werden mit biogenen Feststoffen
aller Art beheizt (Kirchner, 2015).
‣ Eine besondere Rolle spielen die ca. 9.000 Biogasanlagen in Deutschland
mit BHKW mit einer durchschnittlichen elektrischen Leistung von
77