Kraft-Wärme-Kopplung: Baustein der Energiewende

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In einem Kraftwerk mit Kraft-Wärme-Kopplung entstehen gleichzeitig Strom und nutzbare Wärme. Das macht diese Kraftwerke wesentlich effizienter und somit wichtig für die Energiewende.

Wenn ein Kraftwerk Strom produziert, entsteht dabei üblicherweise Wärme. Ein Gaskraftwerk beispielsweise verbrennt Gas, um daraus Strom zu gewinnen. In einem konventionellen Kraftwerk geht die durch die Verbrennung entstehende Wärme verloren. Das verringert die Effizienz des Kraftwerks. Ein konventionelles Gaskraftwerk hat beispielsweise nur einen Wirkungsgrad von etwa 40 Prozent. Das bedeutet, nur 40 Prozent der eingespeisten Energie lassen sich hinterher auch nutzen.

Eine Anlage mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) dagegen leitet die Wärme beispielsweise in ein Fernwärmenetz um oder stellt die Wärme einer Industrieanlage zur Verfügung. Dadurch kann der Wirkungsgrad laut dem BUND auf 80 bis 90 Prozent steigen.

Kraft-Wärme-Kopplung ist für verschiedene Kraftwerkstypen möglich. Laut dem Umweltbundesamt (UBA) gibt es in Deutschland aktuell vor allem Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit Stein- oder Braunkohle, Erdöl oder -gas sowie Biomasse. Den größten Anteil machen Gaskraftwerke aus.

Rolle der Kraft-Wärme-Kopplung in der Energiewende

Kohlekraftwerke sind auch mit Kraft-Wärme-Kopplung nicht wirklich klimafreundlich.
Kohlekraftwerke sind auch mit Kraft-Wärme-Kopplung nicht wirklich klimafreundlich. (Foto: CC0 / Pixabay / stafichukanatoly)

Der BUND sieht die Kraft-Wärme-Kopplung als einen wichtigen Bestandteil der Energiewende in Deutschland an. Insbesondere lassen sich KWK-Anlagen gut mit erneuerbaren Energien wie Windenergie oder Photovoltaik kombinieren. Denn da Wind und Sonneneinstrahlung stark schwanken, schwankt auch der daraus produzierte Strom. Das ist problematisch, da die verfügbare Strommenge dann nicht unbedingt mit der Nachfrage übereinstimmt. Dadurch kann erstens in Situationen mit hoher Nachfrage und geringer Stromproduktion die Versorgungssicherheit gefährdet sein. Zweitens belasten solche starken Schwankungen das Stromnetz.

Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung können bei Bedarf einspringen und die Stromnetze stabilisieren. Konventionelle Kraftwerke können dies auch, durch ihren niedrigen Wirkungsgrad wird jedoch wesentlich mehr CO2 pro genutzter Energie frei als in einer KWK-Anlage.

Für eine erfolgreiche Energiewende muss allerdings auch die Kraft-Wärme-Kopplung selbst klimafreundlicher werden, wenn sie nicht nur mittel-, sondern auch langfristig eine Rolle spielen soll. Wie oben erwähnt, gibt es heutzutage noch solche Anlagen mit Kohle oder Öl. Da entsteht auch bei einem hohen Wirkungsgrad viel CO2. Erdgaskraftwerke sind schon besser – noch klimafreundlicher wäre beispielsweise Biogas.

Schon gewusst? Manche Kraftwerke leiten die Abwärme in Flüsse ein und wärmen diese dadurch auf. Das lässt sich durch die Kraft-Wärme-Kopplung ebenfalls vermeiden.

Stand der Kraft-Wärme-Kopplung in Deutschland

Die KWK-Anlagen lassen sich mit Photovoltaik kombinieren.
Die KWK-Anlagen lassen sich mit Photovoltaik kombinieren. (Foto: CC0 / Pixabay / mrganso)

Laut dem UBA hatten Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung 2019 einen Anteil von knapp 20 Prozent an der produzierten Strommenge. Seit Beginn der 2000er sind die erzeugten Strom- und Wärmemengen aus KWK-Anlagen dem UBA zufolge kontinuierlich angestiegen. In den letzten Jahren stagnieren die Zahlen jedoch. Das liegt zum Teil daran, dass einige Kohlekraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung stillgelegt wurden.

Die rechtlichen Rahmenbedingungen für KWK-Anlagen regelt in Deutschland das KWK-Gesetz („Gesetz für die Erhaltung, die Modernisierung und den Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung“). Es regelt beispielsweise staatliche Zuschüsse zum Bau von KWK-Anlagen. Unter anderem erhalten die Betreiber einen zusätzlichen Bonus, wenn sie eine KWK-Anlage mit Kohle als Energieträger durch eine moderne Anlage ersetzen.

Noch 2015 kritisierte der BUND das KWK-Gesetz als unzureichend. Ein Kritikpunkt war, dass auf den erzeugten Strom zum Teil eine EEG-Umlage entfällt. Zudem läuft nicht die gesamte Förderung von Kraft-Wärme-Kopplung über das KWK-Gesetz, was die Lage unübersichtlich macht. Anfang 2016 hat die Bundesregierung im Rahmen einer Gesetzesnovelle zumindest die jährlichen Fördersummen verdoppelt.

Im neuen Koalitionsvertrag der Ampelparteien gibt es keine konkreten Aussagen zum Thema Kraft-Wärme-Kopplung. Dort heißt es nur, dass alle bestehenden Steuerungselemente der Energiewende überprüft werden sollen.

Laut dem Bundeswirtschaftsministerium spielt Kraft-Wärme-Kopplung für die Energiewende eine wichtige Rolle. Gleichzeitig stehen KWK-Anlagen in der Zukunft vor wachsenden Herausforderungen. Denn sie sind, wie oben erwähnt, nur wirklich klimaneutral, wenn sie mit klimafreundlichen, erneuerbaren Energien laufen. Diese gibt es jedoch nur begrenzt und beispielsweise auch der Schiffsverkehr oder die Luftfahrt benötigen sie.

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