- 14.05.2025 |
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- 6 Min. Lesezeit |
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Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) So funktioniert sie
Kraft-Wärme-Kopplung gilt als besonders effiziente Technologie, die Ressourcen spart und Emissionen reduziert – perfekt also für die Energiewende. Effizient ist sie deshalb, weil gleichzeitig Energie und Wärme gewonnen werden. Wie das funktioniert, lesen Sie hier.
Das Wichtigste in kürze
- Effizient: KWK erzeugt gleichzeitig Strom und Wärme mit einem Wirkungsgrad von bis zu 90 %.
- Klimafreundlich: Spart CO₂ und Brennstoffe, besonders bei Nutzung erneuerbarer Energien.
- Dezentral: Anlagen in verschiedenen Größen – von Stadtwerken bis zu Einfamilienhäusern.
- Zukunftsorientiert: In Dortmund setzt DEW21 auf KWK und Fernwärme für eine klimaneutrale Energieversorgung bis 2035.
Was ist Kraft-Wärme-Kopplung?
Der große Vorteil der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ist: Bei dem Verfahren werden Strom und Wärme gleichzeitig erzeugt. Herkömmliche Kraftwerke nutzen im Vergleich nur einen Teil der Energie aus Brennstoffen zur Stromerzeugung. Abwärme geht dabei verloren.
Wie bei konventionellen Kraftwerken auch, wird bei der KWK ein Brennstoff wie Erdgas oder Biomasse verbrannt. Die dabei entstehende Abwärme wird aufgefangen und anschließend genutzt, um Gebäude zu heizen oder industrielle Prozesse zu unterstützen.
Die Kraft-Wärme-Kopplung ist ein wichtiger Bestandteil der Energiewende in Deutschland. Etwa 20 Prozent des Stroms wird durch KWK erzeugt.
KWK vs. Konventionelle Kraftwerke
| Kriterium | KWK (Kraft-Wärme-Kopplung) | Konventionelle Kraftwerke |
| Wirkungsgrad | Bis zu 90% durch Nutzung von Abwärme | 30-60%, große Energieverluste durch ungenutzte Abwärme |
| Nutzung von Abwärme | Ja, für Heizungen oder industrielle Prozesse | Nein, Abwärme wird oft ungenutzt an die Umwelt abgegeben |
| CO₂-Emissionen | Deutlich reduziert, besonders bei erneuerbaren Brennstoffen | Höher, abhängig von Brennstoff (z.B. Kohle oder Gas) |
| Brennstoffverbrauch | Geringer, da sowohl Strom als auch Wärme erzeugt wird | Höher, da nur Strom erzeugt wird |
| Anwendungsbereiche | Industrielle Prozesse, Fernwärme, Gebäudeversorgung | Primär Stromerzeugung für das Netz |
| Flexibilität | Unterschiedliche Größen (z.B. Blockheizkraftwerke) möglich | Meist große zentrale Anlagen |
Welche Vorteile bietet Kraft-Wärme-Kopplung?
Die Doppelnutzung von Energie macht KWK zu einer sehr effizienten Technologie, die Ressourcen spart und Emissionen reduziert. KWK-Anlagen erreichen einen sehr viel höheren Wirkungsgrad als konventionelle Kraftwerke. Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel von der erzeugten Energie tatsächlich genutzt werden kann.
Während konventionelle Kraftwerke einen Wirkungsgrad von 30 bis 40 Prozent erreichen – moderne Steinkohlekraftwerke schaffen bis zu 45 Prozent – sind es bei der Kraft-Wärme-Kopplung oftmals über 90 Prozent. Der Rest geht etwa beim Transport über Fernwärmeleitungen verloren. Der hohe Wirkungsgrad macht KWK-Anlagen auch wirtschaftlicher für Betreiber, da sie weniger Kosten für Brennstoffe haben.
Ein weiterer Vorteil: Statt eines großen, zentralen Kraftwerks, ist die Versorgung bei KWK-Anlagen dezentral aufgebaut. KWK-Anlagen gibt es in verschiedenen Größen – von riesigen Heizkraftwerken, die über 5 Megawatt erzeugen, bis hin zu sogenannten Mikro-Blockheizkraftwerken mit einer Leistung von 2,5 bis 15 Kilowatt, die Ein- oder Mehrfamilienhäuser versorgen. Durch die regionale Energieversorgung werden lokale Energieversorger wie DEW21 wichtiger.
Warum Kraft-Wärme-Kopplung wichtig ist
Deutschland hat klare Zielvorgaben zum Klimaschutz:
- bis 2030 sollen die CO₂-Emissionen um mindestens 65 Prozent (gegenüber 1990) verringert werden
- bis 2040 sollen die CO₂-Emissionen um mindestens 88 Prozent (gegenüber 1990) verringert werden
- bis 2045 soll Deutschland klimaneutral sein.
Das wurde mit der Änderung des Klimaschutzgesetzes im Jahr 2024 festgelegt. Die Kraft-Wärme-Kopplung gilt dabei als Schlüsseltechnologie. Durch die gleichzeitige Nutzung von Strom und Wärme kann der Energiebedarf effizienter gedeckt werden, was zu einer deutlichen Reduktion des Brennstoffverbrauchs führt.
Welche Herausforderungen und Entwicklungen gibt es?
Trotz aller Vorteile der KWK stehen Energieversorger vor etlichen Herausforderungen bei der Nutzung der Technologie.
Viele KWK-Anlagen werden zum Beispiel mit fossilen Brennstoffen wie Erdgas betrieben. Trotz der effizienteren Nutzung der Fossilen gilt: Die Umstellung auf erneuerbare Energien wie Biomasse oder Biogas ist notwendig, um den CO₂-Ausstoß weiter zu verringern. Die erneuerbaren Alternativen können in bestehenden KWK-Anlagen eingesetzt werden, um den CO₂-Ausstoß weiter zu senken.
Eine spannende Entwicklung ist die Kombination von Kraft-Wärme-Kopplung mit intelligenten Netzen, sogenannten Smart Grids, und Wärmespeichersystemen, um die Flexibilität und Effizienz der Technologie weiter zu verbessern. Auch die Integration in Wohnquartiere und dezentrale Energieversorgungssysteme wird immer wichtiger.
Beispiele für Kraft-Wärme-Kopplung in Dortmund und der Region
In Dortmund setzt DEW21 stark auf KWK, um die Energiewende voranzutreiben und die städtische Versorgung zu sichern.
DEW21 betreibt ein rund 72 Kilometer langes Fernwärmenetz, das ca. 10 Prozent des Wärmebedarfs der Stadt deckt. Rund 80% der Fernwärme stammen aus regenerativen Quellen wie industrieller Abwärme der Deutschen Gasrußwerke (DGW), die durch KWK-Anlagen unterstützt wird. Dadurch werden jährlich 45.000 t CO₂ eingespart. Bis 2025 sollen neun weitere Ausbaugebiete an die Fernwärme angeschlossen werden; der Fernwärmeanteil soll auf 30 Prozent steigen.
DEW21 prüft außerdem Technologien wie Wasserstoff, Großwärmepumpen oder Tiefengeothermie, um die Fernwärmeversorgung bis 2035 klimaneutral zu gestalten.
