Kraft-Wärme-Kopplung, kurz KWK, bezeichnet Prozesse, bei denen gleichzeitig elektrische und thermische Energie – also Strom und Wärme – erzeugt werden. Eine effiziente und vielseitige Technik, die sich auf dem Weg in eine klimaneutrale Zukunft in zweifacher Hinsicht verändern wird.
In NRW stammen derzeit rund 70 Prozent der Fernwärme aus der KWK. Noch kommt hier meistens Erdgas als Brennstoff zum Einsatz. Zukünftig wird sich der Betrieb in NRW drastisch ändern: Zum einen werden biogene Brennstoffe wie Holz oder klimafreundliche Gase wie grüner Wasserstoff die fossilen Energieträger ersetzen.
Und anstatt dauerhaft Strom und Wärme zu erzeugen, werden die KWK-Anlagen der Zukunft flexibel und nur temporär die schwankende Einspeisung aus Erneuerbaren Energien ausgleichen. Das macht sie unverzichtbar, um die Flexibilität des Energieversorgungssystems und die Versorgungssicherheit in NRW zu erhöhen.
Verschiedene Anlagentechniken für unterschiedliche Einsatzbereiche
Die KWK gehört nicht nur zu den entscheidendsten, sondern auch zu den effizientesten Technologien der Sektorenkopplung – und ist damit unverzichtbar für die Energie- und Wärmewende in NRW. Da die Anlagen gleichzeitig Strom und Wärme erzeugen, erreichen sie höchste Wirkungsgrade von über 85 Prozent. In der Praxis stehen verschiedene Anlagentechniken und Leistungsgrößen zur Verfügung:
- Blockheizkraftwerke
- Gasturbinen
- Gas- und Dampfturbinen
- Gasmotoren
- Organic Rankine Cycle
- Brennstoffzellen
Insbesondere durch die Kombination mit Wärmespeichern und Power-to-Heat-Technologien werden KWK-Anlagen zukünftig zu einem flexibel steuerbaren Gesamtsystem verknüpft werden – und tragen so dazu bei, die schwankende Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien auszugleichen. Wird zusätzlich eine erneuerbare Wärmequelle eingebunden, spricht man von innovativer Kraft-Wärme-Kopplung (iKWK).
Die erzeugte Wärme kommt dann als Nah- oder Fernwärme zur Raumheizung und Warmwasserbereitstellung von Gebäuden (Heizkraftwerk) zum Einsatz oder kann in der Industrie als Prozesswärme (Industriekraftwerk) genutzt werden.
