Verband kraft wärme kopplung
Nur hocheffiziente Anlagen dürfen gefördert werden. Einen größeren Einfluss hat das Temperaturniveau, auf dem Wärme entnommen wird, da sich bei höheren Temperaturen das Potential zur Stromerzeugung reduziert. Aufgrund der Reduktion des Wärmebedarfs im Gebäudebestand und der zunehmenden Einbindung von Wärme aus erneuerbaren Quellen sinkt jedoch die Bedeutung von fossilen KWK-Anlagen.
Ansprechpersonen
KG
Georg
KG
Über DEN VERBAND
Unsere Vision: Klimaschutz und Ressourcenschonung durch den Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung in Deutschland, Europa und der Welt.
Kraft-Wärme-Kopplung wandelt Primärenergie gleichzeitig in elektrische oder mechanische Energie sowie Nutzwärme um.
584
Kraft-Wärme-Kopplung
Als Effizienztechnik leistet die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) einen relevanten Beitrag zum Klimaschutz und zur Ressourcenschonung.
Kostbare regenerative Brennstoffe, wie Biomethan, Holzgas und Wasserstoff sowie übergangsweise fossile Brennstoffe, wie Erdgas, müssen im Sinne der Ressourceneffizienz und des Klimaschutzes in Hinblick auf Versorgungslücken mit größtmöglichen Wirkungsgraden eingesetzt werden. Im Bereich der industriellen KWK werden im Fall der Eigenversorgung Strom und Wärme vor Ort zu großen Teilen selbst genutzt.
Wird etwa, wie in der Industrie, viel Wärme auf hohem Temperaturniveau entnommen, führt dies tendenziell zu einer niedrigen Stromkennzahl und einem niedrigen elektrischen Wirkungsgrad, bei gleichzeitig hohem Gesamtwirkungsgrad.
Energieträger
Je nach Art der Anlage können für KWK-Anlagen alle Brennstoffe mit einem Mindestenergiegehalt verwendet werden wie Gase, Kohlen, Mineralöle, feste und flüssige Biomassen, Abfälle und Ersatzbrennstoffe.
Sie ist das effizienteste Prinzip zur energetischen Nutzung von Brennstoffen – ganz gleich ob fossil oder erneuerbar. Im KWKG ist eine Förderlaufzeit für bestimmte Anlagen (Kohlersatzbonus) bis 31.12.2029 fixiert.
Zukünftige Rolle der Kraft-Wärme-Kopplung im Energiesystem
Die Dekarbonisierung der Energieversorgung und der damit verbundene starke Ausbau erneuerbarer Energien stellen KWK-Anlagen vor mehrere Herausforderungen.
KWK-Gesetz (ohne Strommengen in Verbindung mit Fermenterbeheizung)
*vorläufig
Quellen: AGEB, Destatis, BDEW (Stand 09/2024)
Weitere Charts stehen weiter unten zum Herunterladen zur Verfügung.
Bei prozentualen Einsparungen an Primärenergie über 10 % gelten KWK-Anlagen mit einer Bruttobetriebsleistung > 1 MWel gemäß der europäischen Energieeffizienz-Richtlinie als hocheffizient, Anlagen mit geringer Leistung (bereits) dann, wenn Primärenergieeinsparungen resultieren. Die Techniken unterscheiden sich in ihren wesentlichen Kennwerten: Stromkennzahl, elektrischer Wirkungsgrad und Gesamtwirkungsgrad.
Die Kennzahlen zeigen typische Bandbreiten in der Auslegung und im Betrieb einer KWK-Anlage.
Im Falle eines Industrieparks werden Strom und Wärme aber auch über eigene Verteilernetze oder öffentliche Netze an Dritte geliefert. Sie sind – wenn es sich nicht um kleinere Anlagen handelt – zumeist eingebunden in ein System aus Wärmenetz, Wärmespeicher und zunehmend auch Power-to-Heat-Anlagen. KWK-Anlagen erzeugen dagegen mit dem eingesetzten Brennstoff sowohl Strom als auch Wärme in einem Kopplungsprozess und tragen so zur ressourcenschonenden Energieversorgung bei.
Die Höhe der erzielbaren Primärenergieeinsparungen gegenüber der getrennten Strom- und Wärmeerzeugung ist von der Ausprägung der KWK-Anlage (Größe, Brennstoff, Stromkennzahl) sowie der Referenzsysteme der getrennten Strom- und Wärmeerzeugung abhängig.
So kann beispielsweise eine Entnahmekondenstationsturbine relativ flexibel auf Zeiten ohne Wärmenachfrage reagieren und weiterhin Strom erzeugen. einer Wärmeauskopplung von mindestens 100 MW.
Umweltentlastung durch Kraft-Wärme-Kopplung
Bei Kraftwerken zur reinen Stromerzeugung wird die bei der Energiewandlung entstehende Wärme ungenutzt an die Umwelt abgegeben.
Die Brennstoffe und die Art der KWK-Anlagen stehen miteinander im Zusammenhang. Stromkennzahl und elektrischer Nettowirkungsgrad lassen jedoch keine eindeutigen Aussagen über die Effizienz der Anlage zu. Im Jahr 2016 wurde das Ziel für 2020 bereits übertroffen. Das bedeutet wiederum, dass fossile KWK-Anlagen in Zeiten, in denen keine erneuerbare Wärme zur Verfügung steht, flexibel auf den Wärmebedarf reagieren können müssen.
Bei der Transformation des Energiesystems spielt die KWK-Erzeugung mittelfristig eine Rolle. Über diese flexiblen sogenannten „Wärmenetzsysteme“ werden viele Wärmekunden versorgt und gleichzeitig wichtige Beiträge zur Versorgungs- und Systemsicherheit im Stromsektor geleistet.
Jahr | KWK-Anteil an der Nettostromerzeugung gem. Die gesamte KWK-Stromerzeugung in Deutschland betrug 113 Terawattstunden (TWh) im Jahr 2019 und hatte damit einen Anteil von 19,6 % an der Nettostromerzeugung in Höhe von 579,2 TWh. Die Entwicklung der KWK-Stromerzeugung zwischen 2003 bis 2018 sind auch in dem Hintergrundpapier Status quo der Kraft-Wärme-Kopplung in Deutschland zu finden. Im Gegensatz zu konventionellen Kraftwerken, die die bei der Stromerzeugung unweigerlich entstehende Wärme über Kühltürme oder durch die Einleitung in Gewässer ungenutzt entsorgen, wird in der Anwendung von Kraft-Wärme-Kopplung die Wärme in industriellen Prozessen, Nah- oder Fernwärmenetzen und Einzelobjekten genutzt. Wir sind davon überzeugt, dass eine echte Energiewende nur gelingt, wenn die volatilen Erneuerbaren Energien wie Wind- und Sonnenenergie durch die hocheffiziente, flexible und dezentrale Kraft-Wärme-Kopplung abgesichert werden.  Es gibt darüber hinaus einen ausführlichen Überblick über die im Folgenden in Kürze dargestellten Aspekte der KWK. Anwendungsfelder der KWKFür die KWK gibt es verschiedenste Anwendungsfelder in der öffentlichen Versorgung, der industriellen Versorgung sowie in der Objektversorgung, die durch unterschiedliche Merkmale gekennzeichnet sind. In Deutschland kommen insbesondere Erdgas und Biogas als Energieträger in KWK-Anlagen zum Einsatz. Die Übersichtskarte „Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland“ zeigt Anlagen der öffentlichen Stromversorgung und Industriekraftwerke mit einer elektrischen Bruttoleistung ab 100 Megawatt (MW) bzw. Darüber hinaus steht hier das BDEW-Positionspapier zur Verfügung. In der öffentlichen Versorgung werden Strom und Wärme in öffentliche Netze eingespeist und an Dritte geliefert. Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen und -TechnikenKWK-Anlagen können unterschiedliche Techniken nutzen: Dampfturbinen, Gasturbinen, Gas- und Dampfturbinen, Verbrennungsmotoren, Dampfmotoren, Stirlingmotoren, ORC-Anlagen oder Brennstoffzelle. Um der Integration von erneuerbarem Strom ins Energiesystem besser gerecht zu werden, muss sich der KWK-Einsatz zukünftig jedoch noch stärker am Strommarkt orientieren; eine Flexibilisierung der KWK-Stromerzeugung ist dazu unumgänglich. Je nach Brennstoff unterscheiden sich auch die Kohlendioxid-Emissionen des KWK-Anlagen-Betriebes stark. Dabei ist der Anteil von in KWK produziertem Strom an der gesamten Stromerzeugung in Deutschland in den letzten Jahren kontinuierlich gestiegen.  Hierfür kommen zunehmend thermische Speicher zum Einsatz, die die dann benötigte Wärme vorhalten. LinksKraft-Wärme-Kopplung in DeutschlandKraft-Wärme-Kopplungsanlagen erzeugen gleichzeitig Strom und Wärme. Nur so passt die KWK auch langfristig in ein dekarbonisiertes Energiesystem. Auch bei der Wärmeversorgung durch KWK-Anlagen entstehen zukünftig Herausforderungen. |
|---|