Definition: Kraft-Wärme-Kopplung

Kategorie: Energie

Die Definition von Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) impliziert, daß Wärme und Strom parallel in ein und demselben Prozess erzeugt werden. In diesem Prozess werden zunächst heißer Dampf oder Abgase zur Stromerzeugung eingesetzt. Im Anschluss daran wird die verbleibende Wärme am Entweichen in die Umwelt gehindert. Sollte ein Teil der Restwärme des Dampfes oder der Abgase in die Umwelt entweichen und nicht zurückgewonnen werden, ist der entsprechende Teil des erzeugten Stromes kein KWK-Strom.

Während der Konversionswirkungsgrad bei der ausschließlichen Stromerzeugung zwischen 35 % und 55 % liegt, kann der Gesamtwirkungsgrad von KWKAnlagen durch Nutzung der restlichen Wärmeenergie zur Erzeugung von Wärme für industrielle Zwecke oder Fernwärme 80 bis 90 % erreichen: Das Energiesparpotenzial des KWK-Verfahrens ist im Hinblick auf die Erfüllung der Ziele des Kyoto-Protokolls ein wichtiger Faktor, da auf diesem Wege die CO2-Emissionen vermindert, die Energieeffizienz verbessert und die Abhängigkeit von Energieeinfuhren in die EU reduziert werden.

Es gibt zahlreiche Typen von KWK-Anlagen, in denen der Anteil vom KWK-Strom je nach Bedarf geändert oder der Betrieb vollständig vom KWK-Modus auf ausschließliche Stromerzeugung umgeschaltet werden kann. KWK-Anlagen sind selten mit einer Vorrichtung zur Überwachung der KWK-Stromerzeugung ausgestattet, da dies detaillierte Messungen sowie thermodynamische Berechnungen erforderlich machen würde. Demzufolge sind indirekte Methoden zur Berechnung der KWK-Stromerzeugung entwickelt worden.

Der Gesamtwirkungsgrad eines KWK-Blocks dient als Kriterium, um festzustellen, ob die Stromerzeugung in vollem Umfang im KWK-Modus läuft oder nicht. Wenn der Gesamtwirkungsgrad oberhalb einer Schwelle von 75 % liegt (85 % für Entnahme-Kondensationsdampfturbinen und für kombinierte Anlagen), wird die gesamte erzeugte Energie als KWKStrom angesehen. Liegt der Gesamtwirkungsgrad unter 75 % der Menge an KWK-Strom, wird EKWK wie folgt berechnet:

E[kwk]⋅= C·H

wobei

C das tatsächliche Kraft-Wärme-Verhältnis (Stromkennzahl) der Anlage und
H die von der KWK-Anlage erzeugte Wärme sind.