Kraftwärmekopplung – Energie und Wärme

Wärme aus KWK macht in Nordrhein-Westfalen etwa 70 Prozent der Fernwärmeversorgung aus. Im Energiesystem der Zukunft kann sie in Quartieren, Gebäuden und der Industrie zur sicheren Strom- und Wärmeversorgung beitragen. 

Mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) bezeichnet man die gleichzeitige Gewinnung von elektrischer Energie (Strom) und thermischer Energie (Wärme). Die Wärme kann als Nah- oder Fernwärme für die Warmwasserbereitstellung und Raumheizung von Gebäuden (Heizkraftwerk) oder in der Industrie als Prozesswärme (Industriekraftwerk) genutzt werden. 

Klimaneutral Wärme erzeugen

Da der Strom bei KWK nicht nur zur Stromerzeugung, sondern gleichzeitig auch zur Wärmebereitstellung genutzt wird, gilt sie als besonders effizient. Die Brennstoffnutzungsgrade liegen bei mehr als 85 Prozent. Als Brennstoff kommt derzeit überwiegend Erdgas zum Einsatz. Damit die Wärmeversorgung über KWK klimaneutral wird, muss zukünftig von Erdgas auf grünes Gas umgestiegen werden. Dabei wird Wasserstoff auch bei der Wärmeversorgung eine maßgebliche Rolle einnehmen. 

Für die Kraft-Wärme-Kopplung stehen unterschiedliche Technologien in unterschiedlichen Leistungsgrößen zur Verfügung:

• Blockheizkraftwerke, 
• Gasturbine,
• Gas- und Dampfturbine,
• Gasmotoren, 
• Organic Rankine Cycle sowie
• die Brennstoffzelle.

Alte Kraftwerksstandorte effizient nutzen

Bis Erneuerbare Energien die Versorgungssicherheit gewährleisten, sollen ehemalige Kraftwerke zu flexiblen und effizienten Gaskraftwerken umgebaut werden. An Standorten mit bereits bestehenden Wärmenetzen bietet sich die Errichtung als KWK-Anlage an. Dadurch kann die Effizienz nochmals gesteigert werden. Auch diese Heizkraftwerke müssen so gebaut werden, dass sie zukünftig auf klimaneutrale Gase umgestellt werden können. 

Wichtige Technologie der Energiewende

KWK ist eine wichtige Technologie der Sektorenkopplung und kann neben der energieeffizienten Bereitstellung von Strom und Wärme die Flexibilität des Energieversorgungssystems erhöhen. So kann KWK etwa durch Wärmespeicher und Power-to-heat zu einem regelbaren Gesamtsystem verknüpft werden. Ein solches System kann dazu beitragen, das schwankende Stromangebot durch Erneuerbare Energien auszugleichen. Wenn solche Systeme noch zusätzlich mit einer erneuerbaren Wärmequelle kombiniert werden, spricht man von innovativer Kraft-Wärme-Kopplung (iKWK). 

NRW.Energy4Climate unterstützt die Transformation hin zu einem klimaneutralen und versorgungssicheren Energiesystem der Zukunft. Dazu bringt sie die wichtigen Akteure im Bereich der Kraft-Wärme-Kopplung zusammen und stößt Projekte zu versorgungssicheren und klimafreundlichen Kraftwerken und iKWK an.