Kraft-Wärme-
Kopplung (KWK)

Als Kraft-Wärme-Kopplung 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. 

Wärme aus KWK macht in Nordrhein-Westfalen derzeit etwa 70 Prozent der Fernwärmeversorgung aus. Da die Bedeutung der fossilen Brennstoffe aus Klimaschutzgründen zurückgeht, wird sich die Rolle der KWK verändern. Im Energiesystem der Zukunft kann sie in Quartieren, Gebäuden und der Industrie weiterhin zur sicheren und klimaschonenden Strom- und Wärmeversorgung beitragen. Dazu müssen jedoch Erneuerbare Energie eingesetzt werden. Anlagen, die bislang mit Erdgas betrieben werden, müssen auf grüne Gase umgestellt werden. KWK-Anlagen werden dann nicht mehr wie bisher mit möglichst hohen Betriebsstunden pro Jahr, sondern flexibel betrieben werden und die schwankende Stromerzeugung durch Erneuerbare Energien ausgleichen. Sie können somit die Energie- und die Wärmewende unterstützen. 

Klimaneutral Wärme erzeugen 

Da der Brennstoff bei der 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 kann auch Wasserstoff bei der Wärmeversorgung eine Rolle spielen. 

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

• Blockheizkraftwerke,  

• Gasturbinen, 

• Gas- und Dampfturbinen, 

• Gasmotoren,  

• Organic Rankine Cycle sowie 

• Brennstoffzellen. 

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).