Stromerzeugung

Energieeffizienz in thermischen Kraftwerken durch Kraft-Wärme-Kopplung

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) bei der Stromerzeugung in Österreich

Die Stromerzeugung erfolgt in Österreich fast ausschließlich durch Wasserkraftwerke, Windkraftwerke und thermische Kraftwerke, wobei letztere überwiegend als KWK-Anlagen ausgeführt sind. Zusätzlich zur Stromerzeugung decken diese den Fernwärmebedarf in Ballungsgebieten wie Wien, Graz, Linz, Salzburg, Klagenfurt, St. Pölten und Wels. Die Fernwärme wird dort Großteils in hocheffizienten KWK-Anlagen erzeugt und trägt wesentlich zur Reduktion von Emissionen wie z.B. CO2, NOx und Feinstaub bei.

Der Fernwärme kommt in urbanen Gebieten eine Schlüsselfunktion zur Deckung des Raumwärmebedarfs zu. Sie benötigt hierzu eine kostengünstige und gut regelbare Wärmequelle. Das kann durch Wärme aus KWK-Anlagen (fossil und erneuerbar) sehr gut bewerkstelligt werden.

Andere Technologien zur effizienten Bereitstellung von Raumwärme (Wärmepumpe, Solarkollektoren, Brennwerttechnologie, etc.) lassen sich meistens nur bei Neubauprojekten gut umsetzen. Bei Bestandsbauten in Ballungsgebieten sind diese Technologien aber nicht großflächig einsetzbar. 

Der Strombedarf in Österreich ist in der kalten Jahreszeit höher als in den Sommermonaten. Gleichzeitig zeigt die gesamthafte Erzeugung aus den regenerativen Energieträgern (Wasserkraft, Windenergie und sonstiger Ökostrom) in den Wintermonaten ein Minimum. Es kommt somit im Winter zu einer Vergrößerung der Lücke zwischen dem Strombedarf und der inländischen regenerativen Erzeugung, die nur durch thermische Kraftwerke oder durch Stromimporte aus dem Ausland zu füllen ist. Darüber hinaus besteht in Österreich in der kalten Jahreszeit auch ein hoher Raumwärmebedarf.

Die Lücke zwischen der regenerativen Stromerzeugung und dem Strombedarf wird immer größer, je höher die Anzahl an Heizgradtagen pro Monat ist. Mit der Höhe an Heizgradtagen nimmt der Raumwärmebedarf zu. Diese Lücke kann im Inland bedarfsgerecht nur durch flexibel einsetzbare thermische Kraftwerke geschlossen werden. Aus diesen Gründen ist es naheliegend, diese Stromerzeugung in den thermischen Kraftwerken mit einer Wärmeerzeugung zu koppeln. Daraus ergibt sich die Sinnhaftigkeit des Einsatzes von KWK-Anlagen.

Flexible Strom- und Wärmeerzeugung durch KWK-Anlagen

Wien Energie Kraft-Wärme-Kopplungs-Kraftwerks Donaustadt

Die KWK ist eine Möglichkeit zur flexiblen Strom- und Wärmeerzeugung. Grundsätzlich können Anlagen jeglicher Größe als KWK-Anlagen ausgeführt werden, mit Leistungen von mehreren hundert MW bis hinunter zu Kleinstanlagen mit Leistungen von einigen kW. Dabei können prinzipiell alle Brennstoffe verwendet werden. Erneuerbare Energieträger wie z. B. Biomasse oder Biogas, aber auch Geothermie lassen sich aber nur mittels KWK energieeffizient zur Ökostromerzeugung nutzen.

Der Betrieb von KWK-Anlagen ist entsprechend dem momentanen Bedarf möglich, nämlich genau dann, wenn Strom bzw. Wärme benötigt werden. KWK in der Industrie deckt zumeist in erster Linie den konstanten Wärmebedarf der Produktion ab und erschließt dabei eine zusätzliche Eigenstromerzeugung für die Standorte. KWK-Anlagen der Energieunternehmen speisen den Strom in das öffentliche Netz ein und erfüllen damit auch die Funktion des Lastausgleichs, also die Entlastung und Stützung des Netzes. Die Wärmeauskopplung erfolgt in der Regel in öffentliche Fernwärmenetze. Deshalb sind diese KWK-Anlagen zumeist in einer Art realisiert, die eine weitreichende bis volle Regelbarkeit des Betriebs ermöglichen.

Effizienz der KWK: Brennstoff- und CO2-Einsparung

Bei einem gleichzeitigen Bedarf von Strom und Wärme kann durch die KWK in großem Umfang Primärenergie eingespart werden. Anstelle einer getrennten Erzeugung von Strom in einem thermischen Kraftwerk und Wärme in Kesselanlagen kann durch die KWK die Abwärme des thermischen Kraftwerks zur Bereitstellung von Nutzwärme verwendet werden. Die Primärenergieeinsparungen durch die KWK liegen hierbei deutlich über 10 Prozent. Die Einsparung an Primärenergie ist gleichbedeutend mit einem niedrigeren Brennstoffeinsatz. Dadurch kommt es zu CO2-Einsparungen im selben Umfang, also deutlich über 10 Prozent.

Die KWK trägt wesentlich zu einer effizienten, emissionsarmen und sicheren Energieversorgung bei, sowohl bei Energieversorgungsunternehmen im öffentlichen Netz als auch in der Industrie.