KWK-Anlagen

Brennstoffe und Anlagen

KWK-Anlagen können mit nahezu jedem Brennstoff und jeder anderen Wärmequelle genutzt werden, bei der das Temperaturniveau hoch genug ist. Sowohl fossile Brennstoffe wie Öl, Kohle, Flüssiggas oder Erdgas als auch Biobrennstoffe wie Biogas, Pflanzenöl, Biodiesel und sogar Holz, Stroh oder organische Siedlungsabfälle sind für einen KWK-Prozess geeignet. Selbst Geothermie und Solarenergie lassen sich heute durch KWK effizienter nutzen.

Flüssige oder gasförmige Brennstoffe können direkt verfeuert werden und treiben optimierte Motoren aus dem Automobil-, Schiffs- oder Flugzeugbereich an. Diese kleineren Anlagen werden auch als Blockheizkraftwerke (BHKW) bezeichnet.

Bei größeren Anlagen kommen oft eigens angefertigte Gasturbinen zum Einsatz. Die heißen Abgase der Turbine können entweder genutzt werden, um über einen Wärmetauscher Fernwärme auszukoppeln oder über einen Heizkessel Dampf zu erzeugen, welcher wiederum eine Dampfturbine antreibt. Im letzteren Fall spricht man von einer Gas- und Dampfturbine – kurz GuD.

Feste Rohstoffe werden normalerweise genutzt um, direkt über einen Heizkessel Dampf zu erzeugen, welcher dann eine Dampfturbine antreibt. Ein Teil des Dampfes wird vor der Turbine über einen Wärmetauscher ausgekoppelt und kann so als Fernwärme genutzt werden.

Immer größere Anwendung für feste Rohstoffe, wie Holzpellets, aber auch Solarenergie und Geothermie, findet der Stirlingmotor. Er kann im Zusammenspiel mit einem Generator sowohl als Wärme- und Kältemaschine eingesetzt werden, aber auch umgekehrt durch Wärme betrieben werden und als Generator fungieren. Dieser Typ lässt sich auch in extrem kleinem Maßstab z.B. für Mikro-KWK-Anlagen bauen.

Eine vielversprechende Technologie ist die Brennstoffzelle, die rein chemisch arbeitet und keine Verluste aufgrund von mechanischer Reibung aufweist. Während Brennstoffzellen in der Elektromobilität schon serienmäßig verbaut werden, wird ihr Einzug in kleinere KWK-Anlagen erst in den nächsten Jahren erwartet.

Leistungsklassen

KWK Anlagen werden oft nach ihrer elektrischen Leistung klassifiziert. Die Spanne reicht hier von 1 kW bis mehreren MW. Anlagen ab einer Leistung von 1 MW kommen typischerweise im industriellen Bereich zum Einsatz. Kleinere Anlagen werden heute fast ausschließlich in Form von sogenannten Blockheizkraftwerken (BHKW) verbaut. Diese modularen KWK-Anlagen, die vorzugsweise in der Nähe der Wärmeabnehmer aufgestellt werden, ermöglichen durch ihre kompakte Bauform eine einfache Installation. BHKWs werden heutzutage in Serie produziert, so dass der Preis in den letzten Jahren deutlich reduziert werden konnte. Neben großen und mittelständischen Unternehmen finden BHKWs dadurch immer mehr Anwendung in kleinen Unternehmen, der Objektversorgung als auch in Ein- und Mehrfamilienhäusern. Neben den unterschiedlichen Technologien und Brennstoffen klassifiziert man die BHKW vor allem nach ihrer Leistung:

Bezeichnung Leistung (kWel)
Mikro-KWK kleiner als 10
Mini-KWK ab 10, kleiner als 50
kleine KWK ab 50, kleiner als 2.000
große KWK mehr als 2.000