Kraft-Wärme-Kopplung
Energieerzeugung im Doppelpack
Die Kraft-Wärme-Kopplung ist ein Prinzip, bei dem die eingesetzte Energie in elektrischen Strom und Wärme umgewandelt wird. Durch die Erzeugung von gleich zwei Energieformen besitzen Anlagen, die mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) arbeiten, hohe Wirkungsgrade und ermöglichen dementsprechend effektive Einsparungen bei der Primärenergie.
Die Energieumwandlung geschieht in der Regel über Verbrennungsmotoren, Gasturbinen oder Dampfturbinen in Kombination mit einem Generator. Ebenso ist es möglich, Dampf- oder Stirlingmotoren oder auch Brennstoffzellen einzusetzen. Die Verbrennungsmaschine treibt den Generator an und erzeugt dadurch elektrischen Strom. Dabei wird Abwärme im Motorblock frei, die zum Beispiel im Kühlwasser gespeichert wird. Diese Abwärme kann über einen Wärmetauscher freigesetzt und zur Erwärmung von Heizwasser genutzt werden. Auch die Wärmeenergie in den Abgasen kann über dieses Prinzip nutzbar gemacht werden.
Der Hauptvorteil der Kraft-Wärme-Kopplung gegenüber getrennten Methoden der Erzeugung von Strom und Wärme ist der verbesserte Wirkungsgrad und die dadurch mögliche Einsparung von Primärenergie. Während in konventionellen Kraftwerken bis zu 60 Prozent der eingesetzten Brennstoffenergie verschenkt werden, können im KWK-Kraftwerk Wirkungsgrade zwischen 80 und 90 Prozent erreicht werden. Durch die Weiterentwicklung der Technologie sind die Anlagen immer kleiner geworden. In Form von Mini- oder Mikro-Blockheizkraftwerken wird die Kraft-Wärme-Kopplung zunehmend auch als dezentrale Energieversorgung im privaten Wohnungsbau eingesetzt. Die Technik bleibt generell immer ähnlich, egal wie groß oder klein eine Anlage ist.
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Eine Blockheizkraftwerk-Anlage setzt sich aus bestimmten Hauptkomponenten zusammen, die sich stets ähneln. Dazu gehören:
- Verbrennungsmotor, Turbine oder Brennstoffzelle für den Antrieb des Generators
- Generator zur Stromerzeugung
- Wärmetauschersystem zur Wärmerückgewinnung aus Abgasen, Motorabwärme und Kühlkreisläufen
- Schalt- und Steuereinrichtungen zur Stromverteilung
- hydraulische Einrichtungen zur Wärmeverteilung
Für die Nutzung der Abwärme zur Brauchwassererwärmung wird in der Regel noch ein Pufferspeicher installiert.
Die Bundesregierung gewährt verschiedene Förderungen, wenn sich Hausbesitzer zur Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung entschließen. Die Leistungen, die das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gewährt, hängen in ihrer Höhe von der Größe der KWK-Anlage ab und setzen sich aus Investitionszuschuss und Einspeisevergütung durch den Stromnetzbetreiber nach Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz zusammen. Wie bei allen Förderungen gilt auch hier: Mit dem Bau der Anlage darf erst nach Gewährung der Fördermittel begonnen werden.