Wärme und Strom effizient kombinieren durch Wärme-Kraft-Kopplung

Kraftwerke, die nach dem Prinzip der Wärme-Kraft-Kopplung arbeiten, erzeugen nicht nur Strom, sondern nutzen die dabei entstehende Wärme auch sinnvoll weiter. Welchen Mehrwert das schafft, veranschaulicht das Beispiel Basel.

Wärme-Kraft-Kopplung nutzt Energie optimal
Das Holzkraftwerk Basel nutzt Wärme-Kraft-Kopplung zur optimalen Energienutzung. Foto: IWB / Christoph Beleda
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Wenn Strom erzeugt wird, entsteht fast immer auch Wärme. Bei vielen Kraftwerken wird diese über Kühltürme in die Atmosphäre abgegeben und geht ungenutzt verloren. Das soll die Wärme-Kraft-Kopplung (WKK) verhindern.

WKK-Anlagen nutzen Brennstoffe noch effizienter

Im Gegensatz zu einfachen Kraftwerken wird bei WKK-Anlagen die Abwärme, die während der Stromproduktion entsteht, sinnvoll weiter verwendet. Sie wird an Fernwärmenetze geleitet und kann anschliessend zum Heizen genutzt werden.

Zwar produzieren WKK-Anlagen etwas weniger Strom, weil sie einen Teil ihrer aufgewendeten Energie zur Weiterleitung der Wärme nutzen. Insgesamt sind sie dennoch effizienter als andere Kraftwerke. WKK-Anlagen verwandeln bis zu 95 Prozent ihrer Energie in Strom und Wärme um. Anlagen, die ausschliesslich Strom produzieren, haben dagegen nur einen Nutzungsgrad von etwa 30 bis 60 Prozent.

Umweltfreundlichkeit: Auf den Brennstoff kommt es an

WKK-Anlagen sind sehr wirtschaftlich und schonen die Ressourcen. Wie ökologisch sie sind, hängt aber davon ab, welcher Brennstoff verwendet wird. Idealerweise dient Biogas, das aus biologischen Abfällen hergestellt wird, als Energiequelle. Der so gewonnene Strom und die Wärme gelten als klimaneutral, da nur so viel CO2 ausgestossen wird, wie vorher in den pflanzlichen Abfällen gebunden war.  Alternativ bietet sich Erdgas an. Zwar ist Erdgas ein fossiler Brennstoff – jedoch verursacht es im Vergleich zu Kohle oder Erdöl deutlich weniger Emissionen.

In der Schweiz sind bislang die grössten der knapp 1000 WKK-Anlagen Kehrrichtverbrennungsanlagen. Durch diese Anlagen entstehen hohe CO2-Emissionen, weil nur etwa die Hälfte der dort verbrannten Abfälle organisch ist. Ein Teil der Schweizer WKK-Anlagen wird aber mit Biogas oder anderen erneuerbaren Energiequellen betrieben. Und die Zahl der umweltfreundlichen Anlagen steigt. Um diese Entwicklung voranzutreiben, will der Bund zukünftig insbesondere solche Anlagen fördern, die Holz und Biogas zur Energiegewinnung nutzen. Konkrete Massnahmen dafür werden derzeit im Rahmen der Energiestrategie 2050 entwickelt.

Zwar steckt der Ausbau von WKK-Anlagen damit erst in den Anfängen. In einzelnen Regionen, wie beim Basler Energiedienstleister IWB (Industrielle Werke Basel), geht es aber auch heute schon schneller voran.

Basel: weniger CO2 durch neue Wärme-Kraft-Kopplungs-Anlagen

Im Basler Technologiepark «Rosental» profitieren die ortsansässigen Firmen neu seit 2012 von Wärme aus einer Anlage, die Wärme-Kraft-Kopplung einsetzt. Die aus Erdgas gewonnene Energiemenge entspricht dem Wärmebedarf von 3250 Haushalten und deckt den Strombedarf  von rund 2570 Haushalten.

Da Erdgas nicht zu den erneuerbaren Energiequellen zählt, ergreift der lokale Energiedienstleister in Basel zusätzliche Massnahmen für den Umweltschutz, um den Strom aus Rosental aufzuwerten. Die IWB (Industrielle Werke Basel) kaufen dafür Wasserkraftzertifikate und verbessern damit die Ökobilanz der Energie. Auf lange Sicht soll das jedoch nicht mehr nötig sein, denn das Unternehmen will seine Energie zu 100 Prozent aus erneuerbaren Quellen erzeugen.

Zusätzlich zu der WKK-Anlage in Rosental treibt der Basler Energieversorger den Ausbau in der Ortschaft Riehen voran. Neue Blockheizkraftwerke – eine kleine Form von WKK-Anlagen – leiten dort Energie in das Wärmenetz der Gemeinde. Dadurch können zahlreiche Gebäude mit Abwärme aus der Stromproduktion beheizt werden. Das Ergebnis: rund 9000 Tonnen weniger CO2 jährlich.

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Quelle: IWB (Industrielle Werke Basel),Text: Leena Heinzelmann