Was ist Kraft-Wärme-Kopplung?

Die Kraft-Wärme-Kopplung ist besonders effizient, da sie Energieträger doppelt nutzt, indem sie aus ihnen sowohl Strom als auch Wärme erzeugt. Sie ist klimafreundlicher als die herkömmliche Energieerzeugung und schont endliche Ressourcen.

Was passiert, wenn man einen vollen Kasten Wasser in den fünften Stock schleppt? Richtig, man schwitzt und flucht. Dabei ist etwas ganz Tolles passiert und man wurde Zeuge eines effizienten Kniffs der Evolution: Beim Tragen des Kastens bringen unsere Muskeln nicht nur Kraft auf, sondern sie erzeugen auch Wärme. Jeder, der sich auf einem Weihnachtsmarkt nahe dem Kältetod wähnte, hat von diesem Prinzip schon einmal profitiert. Hüpfen, Laufen – sogar der Gang vom Glühweinstand zur Fischbude kann helfen.

Effiziente Kraft-Wärme-Kopplung

Unsere Muskeln sind ausgezeichnete Kraft-Wärme-Systeme, weil die Evolution aufs Sparen aus ist und aus einem Energieträger so viel Energie wie möglich herausholen will. Die Natur verschwendet nicht – Großkraftwerke aber schon. Diese erzeugen große Mengen Dampf, der über Turbinen Strom erzeugt. Dieser Umwandlungsprozess ist mit hohen Verlusten verbunden. Die deutschen Großkraftwerke kommen gerade mal auf einen Nutzungsgrad von 37 Prozent.

Fast zwei Drittel der Brennstoffenergie gehen über Kühltürme an die Umgebungsluft verloren. Hier setzt die Kraft-Wärme-Kopplung an und nutzt diese Abwärme in sogenannten Fernwärmnetzen zum Heizen von großen Gebäudekomplexen oder für industrielle Produktionsprozesse. Die im Brennstoff steckende Energie wird demnach doppelt genutzt, wie in unseren Muskeln. Es werden Strom und Wärme gewonnen mit einem Nutzungsgrad von mindestens 80 Prozent.

Die Vorteile der Kraft-Wärme-Kopplung

Wenn man mehr aus einem Energieträger herausholen kann, braucht man weniger davon, und daher schont die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) unsere Ressourcen. Damit geht natürlich auch die Einsparung von CO2-Emissionen einher. Eine KWK-Anlage setzt 34 Prozent weniger Kohlendioxid frei als die konventionelle Energieversorgung, und weil statt Kohle in einer KWK-Anlage meist Erdgas oder Biogas verbrannt werden, spart diese zusätzlich Schadstoffe wie Schwefeldioxid und Stickoxide oder Kohlenmonoxide ein. Und wo wir schon mal beim Sparen sind: Wenn man einen Brennstoff doppelt nutzen kann, schont dies auch noch das Konto.

Blockheizkraftwerke für zu Hause 

Kraft-Wärme-Anlagen im kleinen Stil wurden nach und nach unter dem Begriff „Nahwärmeversorgung“ errichtet, für Krankenhäuser, Schwimmbäder, Wohnsiedlungen oder Bürokomplexe. Doch mittlerweile sind sogenannte Mini- oder Mikro-KWK-Anlagen selbst für Einfamilienhäuser geeignet. Sie erzeugen im Keller Strom und Wärme und lohnen sich für Umwelt und Küchenkasse. Für größere Anlagen hat sich der Name „Heizkraftwerke“ eingebürgert. Kleinere Anlagen für Einfamilienhäuser nennt man auch Blockheizkraftwerke (BHKW).

Ein BHKW besteht meist aus einem Kraft-Wärme-Kopplungs-Aggregat und einem zusätzlichen Heizkessel zum Ausgleich von Spitzenlasten oder für den Fall eines Ausfalls der Anlage. Die bekannteste Art sind wohl die Motorenheizkraftwerke (MHKW), die häufig mit Diesel, Erdgas oder Biogas betrieben werden. BHKWs mit Brennstoffzellen, Mikrogasturbinen und Stirlingmotoren stecken größten Teils noch in der Entwicklung.

Mini- und Mikro-BHKW

Mini-BHKWs bringen eine maximale Leistung von 50 Kilowatt auf. Geräte bis zu 15 Kilowatt werden oft als Mikro-BHKWs bezeichnet. Der Sprachgebrauch ist nicht eindeutig und manchmal fallen auch sie unter den Begriff Mini-BHKW. Modelle bis zu 15 Kilowatt sind für Einfamilienhäuser geeignet.

Mini- bzw. Mikro-BHKWs ermöglichen durch ihre handliche Bauweise eine problemlose Installation im Keller. Meist sind sie direkt anschlussbereit und können durch den normalen Handwerksbetrieb, der bisher die Heizungsanlage betreute, eingerichtet und gewartet werden. Hierfür ist keine Spezialfirma nötig.

Mikro-BHKWs werden überwiegend in Privathaushalten eingesetzt. Besonders platzsparend sind die mit Erdgas betriebenen Modelle bei vorhandenem Anschluss, da kein zusätzlicher Tank für den Brennstoff nötig ist.

Brennstoffe für Blockheizkraftwerke 

Die meisten BHKW-Anlagen arbeiten mit Erdgas. Ist kein Erdgasanschluss vorhanden oder dessen Installation zu teuer, kann Flüssiggas in einem angeschlossenen Tank verwendet werden. Wohnt man in einem Gebiet, das nicht ans öffentliche Erdgasnetz angebunden ist und hat man bisher mit Öl geheizt, bietet sich herkömmliches Heizöl auch für das BHKW an. Da man so klimafreundlicher Strom und Wärme produziert, wird man auch gleich vom Staat belohnt und kann die Mineralöl-Steuer zurückerhalten.

Die Umweltfreundlichkeit kann jedoch noch erhöht werden, indem man Biogas als Brennstoff verwendet. Es wird nur die Menge CO2 freigesetzt, die vorher in Pflanzen gebunden wurde. Einen Bonus gibt es durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz obendrauf, denn man erhält durch die Nutzung nachwachsender Rohstoffe eine Vergütung, sowohl für den selbst genutzten Strom als auch für den überschüssigen, den man ins öffentliche Netz leitet. Das Ganze nennt man auch NAWARO-Zuschlag (nachwachsende Rohstoffe).

Auch Pflanzenöle zählen zu den nachwachsenden Rohstoffen. Hier sollte darauf geachtet werden, woher die Öle stammen, denn für Palmöl oder Sojaöl werden große Flächen Regenwald vernichtet, so dass man kaum von einer verbesserten Umweltbilanz reden kann.

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