Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)

KWK steht für Kraft-Wärme-Kopplung. Bei diesem Verfahren wird Strom und Wärme gemeinsam erzeugt. Das spart Energie. In Österreich wird in KWK-Anlagen zumeist Erdgas, Erdöl oder auch Biomasse verbrannt, um Strom zu erzeugen. Damit wird mit Wasser erhitzt, das als Wasserdampf eine Turbine antreibt. Die Turbine ist an einen Generator geschlossen und darüber wird Strom erzeugt.

Ja, in Österreich sind rund 80 Prozent der thermischen Kraftwerkskapazitäten mit einer KWK ausgerüstet. 2015 wurden rund 30 TWh Wärme und rund 16 TWh Strom in KWK-Anlagen erzeugt. Durch die doppelte Nutzung können rund 4 Mio. Tonnen CO2 eingespart werden. Dennoch werden für die Verbrennung häufig fossile Brennstoffe genutzt, die einen hohen CO2-Ausstoß haben.

Die größte KWK-Anlage in Österreich ist das Kraftwerk Simmering. Dieses versorgt Wien schon seit 1902 mit Energie. Es erreicht einen Wirkungsgrad von über 86 Prozent und ist damit eine der effizientesten KWK-Anlagen der Welt.

Im Heizkraftwerk wird die Fernwärme meist mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) oder in Blockheizkraftwerken erzeugt. Dabei wird mittels Verbrennung Strom und Wärme produziert. Tatsächlich entsteht die Abwärme nur als Nebenprodukt. Doch anstatt sie ungenutzt in die Luft zu blasen, wird sie sinnvoll für Warmwassererzeugung genutzt. Diese wird nicht einfach an die Umgebung abgegeben, sondern kann genutzt werden, indem sie in ein Fernwärmenetz eingespeist wird. So wird gleichermaßen Strom und Nutzwärme produziert. Aus diesem Grund haben Heizkraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung auch einen hohen Wirkungsgrad. Das bedeutet, beim Umwandlungsprozess in Strom und Wärme geht nur sehr wenig Energie verloren.

Die erzeugte Wärme aus dem Kraftwerk wird anschließend über die Fernwärmeleitung weiter geleitet. Als Transportmedium wird dafür in der Regel Wasser verwendet. Dieses eignet sich aufgrund seiner wärmespeichernden Eigenschaften besonders gut. Das heiße Wasser wird durch unterirdisch verlegte, wärmeisolierte Heizungsrohre geleitet. Trotz der Isolierung geht beim Transport aber Wärme verloren. Aus diesem Grund ist die Länge der Fernwärmerohre begrenzt. Die längste Fernwärmeleitung in Österreich ist 31 Kilometer lang und befindet sich zwischen Dürnrohr und St. Pölten.

Das heiße Wasser im Rohrsystem gelangt üblicherweise nicht direkt zum Endverbraucher, sondern wird über eine Übergabestation geleitet. Die Übergabestation bildet das Mittelstück zwischen den zwei Kreisläufen, dem des Fernwärmenetzes und dem Warmwasserkreislauf der Verbraucher*innen. Nur bei Großverbrauchern kann das System auch direkt an das Fernwärmenetz angeschlossen sein.

Ein Wärmekraftwerk (auch thermisches oder kalorisches Kraftwerk) nutzt Verbrennung zur Stromerzeugung. Üblicherweise wird in einem Wärmekraftwerk durch Verbrennen Wasser in einem Kessel erhitzt und damit Dampf erzeugt. Der Dampf treibt eine Turbine, die mit einem Generator verbunden ist, der die Bewegung in Strom umwandeln kann.

Wasser geht dabei keines verloren. Sobald der Dampf die Turbine verlässt, erkaltet er und wird im Kondensator wieder zu Wasser, das zurück in den Kessel geleitet wird. Üblicherweise wird in Österreich zumeist Erdgas, Erdöl oder mittlerweile auch immer mehr Biomasse in den Kraftwerken verbrannt. Prinzipiell ist jeder Brennstoff oder andere Wärmequelle möglich, die mindestens 200°C erreichen – wie etwa Solarthermie oder Geothermie. Auch muss die Turbine nicht notwendigerweise mit Wasserdampf betrieben werden, es gibt auch KWK-Anlagen mit Gasdruckturbinen und anderen Techniken. Das Prinzip Verbrennung und Nutzung der Wärme bleibt aber allen gleich.