Kraft-Wärme-Kopplung: Wärme durch höchste Effizienz

Bei der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) wird mit hoher Effizienz Wärme für Wohngebäude gewonnen. In den meisten thermischen Großkraftwerken werden nur rund 40 Prozent der Brennstoffenergie in elektrische Energie verwandelt. Die übrigen 60 Prozent gelangen entweder über das Kühlwasser in ein Gewässer oder kühlen in Kühltürmen ab. So werden nutzlos und umweltschädlich Gewässer und Atmosphäre aufgeheizt - vor allem aber bleiben große Mengen wertvoller Primärenergie so ungenutzt.

Die Idee bei der Kraft-Wärme-Kopplung besteht darin, die elektrische Energie dort zu erzeugen, wo auch die anfallende Wärme gebraucht wird. Statt eines Großkraftwerkes arbeiten bei der Kraft-Wärme-Kopplung kleine oder kleinste "Kraftwerke". Der Kern einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage besteht meist aus einem Verbrennungsmotor, der einen Generator antreibt. So entsteht neben Strom auch Wärme. Diese Abwärme wird zur Gebäudeheizung oder zur Warmwasserbereitung genutzt.

Kleinere Anlagen, die auch in Wohngebäuden eingesetzt werden können, nennt man Blockheizkraftwerke. Auch hier erzeugt ein Generator, mit Gas oder Diesel betrieben, elektrische Energie. Die gute Brennstoffausnutzung von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen macht sich im Primärenergiefaktor bemerkbar - der unökologisch erzeugte Strom der Großkraftwerke, der hier nicht verbraucht wird, wird quasi gutgeschrieben. So kommt man auf die günstigen Primärenergiefaktoren von 0,7 bei Verwendung fossiler und 0,0 bei Verwendung erneuerbarer Brennstoffe.

Kleinstblockheizkraftwerke arbeiten nur dann, wenn die entstehende Wärme genutzt werden kann. Auf der anderen Seite ist eine möglichst lange Laufzeit entscheidend für die ökonomische Rentabilität der Anlagen. Deshalb werden große Pufferspeicher für die erzeugte Wärme installiert. Auf diese Weise können lange Laufzeiten und eine bessere Anpassung an den aktuellen Strombedarf erzielt werden. Die gesetzlich fixierte Einspeisevergütung für den erzeugten Strom trägt zur Rentabilität der Anlage entscheidend bei.

Heute existieren bereits Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit etwa 10 kW thermischer Leistung, die auf Wohngebäude zugeschnitten und auch für Einfamilienhäuser sinnvoll sind. Nachteilig ist hier, dass die Wärmeerzeuger in der Regel wegen der Geräuschbelastung nicht innerhalb der beheizten Gebäudehülle untergebracht werden können. Werden jedoch die Optimierungsmöglichkeiten bei der Trinkwassererwärmung und Wärmeverteilung genutzt, erreicht man Anlagenaufwandszahlen unterhalb von 1.

Noch besser fällt die ökologische Bilanz der Kraft-Wärme-Kopplung aus, wenn statt fossiler Energieträger erneuerbare Brennstoffe verfeuert werden. In diesem Fall wird der Primärenergiefaktor von 0 erreicht. In der Anlagenaufwandszahl erscheint dann nur der Hilfsstrombedarf.

Allerdings stellt die Verwendung regenerativer Energieträger die Motorentechnik der "klassischen Kraft-Wärme-Kopplungsanlage" vor Probleme. Nicht alle Arten von Biomasse können für die Kraft-Wärme-Kopplung genutzt werden - alle diese Stoffe zu vergasen, scheitert meist an technischen und auch an wirtschaftlichen Hindernissen.