KWK bezeichnet die Abkürzung für Kraft-Wärme-Kopplung. Damit ist die simultane Gewinnung von mechanischer Energie einerseits und von nutzbarer Wärme in einem Heizkraftwerk gemeint. Während die Wärme in der Kraft-Wärme-Kopplung für Heizzwecke sowie für Produktionsprozesse erzeugt wird, wird die mechanische Energie in aller Regel unmittelbar in elektrischen Strom gewandelt. Dabei stehen normalerweise zwei Anwendungsgebiete von KWK-Kraftwerkenim Vordergrund: Die Wärme wird für die Heizung öffentlicher und privater Gebäude bereitgestellt oder sie versorgen als Industriekraftwerk Betriebe wie beispielsweise die chemische Industrie mit Prozesswärme. Die Abgabe von ungenutzter Abwärme an die Umgebung wird dabei weitestgehend vermieden.

Unterschiedliche KWK-Technologien

KWK-Anlagen können völlig unterschiedlich dimensioniert sein – also große Unterschiede in der elektrischen und thermischen Leistung aufweisen. Das Spektrum unterschiedlicher KWK-Technologien reicht von lediglich einigen Kilowatt bis hin zu mehreren hundert Megawatt, wenn dann von KWK-Kraftwerken gesprochen wird. Eine der größten KWK-Anlagen Europas steht in England: Die Anlage schafft 700 Megawatt elektrischer Leistung.

Mini-KWK: Bedeutung kleiner KWK-Anlagen nimmt zu

Neben den KWK-Kraftwerken im industriellen oder zumindest im großen Maßstab, gewinnen auch immer mehr kleine Erzeugungsanlagen auf KWK-Basis an Bedeutung. Insbesondere der Wunsch, die Energieerzeugung deutlich dezentraler zu gestalten, ist hierfür ein wichtiger, wenn nicht sogar der entscheidende Grund. Diese Mini-KWK-Anlagen werden vorwiegend für die Versorgung von Wohngebieten bzw. sogar für die Versorgung von einzelnen Mehr- und Einfamilienhäusern eingesetzt. Während man bei Großanlagen eher von KWK-Anlagen spricht, spricht man bei diesen Anwendungen dann tendenziell eher vom so genannten Blockheizkraftwerk (BHKW).

Der Siegeszug der Mikro-KWK begann im Jahr 2000. Die Mini-KWK-Anlagen oder Mini-BHKWs sind lediglich waschmaschinengross und eignen sich besonders für den Einsatz in Einfamilienhäusern, genell Wohngebäuden, aber auch kleineren Gewerbebetrieben und sogar Hotels.

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Wirkungsgrad: Vorteile der Kraft-Wärme-Kopplung

Wesentlicher Vorteil der KWK ist der verringerte Brennstoffbedarf. Dies sorgt für deutliche Vorteile der Kraft-Wärme-Kopplung beim Wirkungsgrad, beispielsweise im Vergleich zu herkömmlichen, thermischen Kraftwerken. Diese weisen meist nur einen Wirkungsgrad von 33 bis 58 Prozent auf. Die neueren Anlagen, so genannten GuD-Kraftwerke sind mit einem Wirkungsgrad von 58 Prozent den herkömmlichen Kraftwerken deutlich überlegen – allerdings können diese Gas-und-Dampf-Kombikraftwerke wie sie etwa von Siemens und RWE betrieben werden, auch noch mit Kraft-Wärme-Kopplung kombiniert werden. Dann ergeben sich besonders heute Wirkungsgrade.

Bei KWK-Anlagen sind Nutzungs- bzw. Wirkungsgrade von 80 Prozent und mehr möglich. Daraus resultieren enorme Einsparungen von Brennstoff, insbesondere dann, wenn in der Umgebung Wärmebedarf besteht, der gedeckt werden kann.

Heizkraftwerke: Höherer Nutzungsgrad, geringere Stromproduktion

Bei den mit Wasserdampf als Arbeitsstoff betriebenen Heizkraftwerken der öffentlichen Versorgung – das sind in der Regel Entnahme-Kondensationsanlagen – geht diese Steigerung des Nutzungsgrades allerdings mit einer Verringerung der Stromproduktion einher, da der Dampf vor den letzten Turbinen-Stufen entnommen werden muss, damit seine Temperatur zum Heizen ausreichend hoch ist. Im Gegensatz dazu wird bei Kraftwerken ohne Kraft-Wärme-Kopplung die Restwärme über den Kondensator und den Kühlturm an die Umgebung abgegeben.

KWK und Mikro-KWK im CleanTech Lexikon

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