Unter Kraft-Wärme-Kopplung versteht man die gleichzeitige und gekoppelte Erzeugung von Strom und Wärme. Diese Technologie nutzt den Vorteil, dass bei der Erzeugung von Strom aus Brennstoffen auch immer Abwärme entsteht. Beheizt man damit beispielsweise ein Gebäude, so wird auf diese Weise der Energieinhalt des Brennstoffs besser genutzt. Am Markt sind verschiedene Technologien verfügbar. Basiert die Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung (µKWK-Anlagen) auf einem Verbrennungsprozess, werden gleichzeitig Wärme und mechanische Energie erzeugt, die einen Generator zur Stromerzeugung antreibt. In dem hier betrachteten Leistungsbereich (Einfamilienhäuser oder kleinere Mehrfamilienhäuser) erfolgt dies zumeist mit Otto- und Stirlingmotoren (Abb. 1).
Nach langer Entwicklungszeit und zahlreichen Feldtests sind seit einigen Jahren auch µKWK-Anlagen mit Brennstoffzelle verfügbar. Ganz vorne bei der Markteinführung steht hier Japan mit etwa 300 000 installierten Brennstoffzellenheizungen. In Deutschland sind – gemäß der Antragstellung bei der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) – derzeit über 8900 Anlagen in Betrieb. Der Vorteil der Brennstoffzelle besteht darin, dass der Energieträger „direkt“ und mit hohem Wirkungsgrad in elektrische Energie umgewandelt wird. Im Gebäudebereich finden sich vor allem mit Erdgas betriebene Brennstoffzellensysteme, die auf zwei Elektrolyten basieren (Abb. 2).
Quelle: Passivhaus Institut
1 Übersicht der Mikro-KWK-Anlagen, basierend auf einem Verbrennungsprozess
Quelle: Passivhaus Institut
2 Übersicht der Mikro-KWK-Anlagen mit Brennstoffzelle
Energetischer Vorteil bei gekoppelter Erzeugung von Strom und Wärme
Doch wie groß ist der energetische Vorteil bei gekop ...
