So funktioniert die Kraft-Wärme-Kopplung
So funktioniert die Kraft-Wärme-Kopplung
Die Kraft-Wärme-Kopplung ist eine effiziente Methode zur Stromerzeugung. Bei der herkömmlichen Methode wird ein fossiler Brennstoff in einem riesigen Ofen verbrannt, um Wärmeenergie freizusetzen, die dann zum Erhitzen von Wasser genutzt wird, wodurch Dampf entsteht. Dieser Dampf treibt eine Turbine an, die wiederum einen Generator antreibt, und dieser Generator erzeugt schließlich den Strom. Das Wasser, das zur Dampferzeugung und zum Antrieb der Turbinen verwendet wird, muss jedoch wieder abgekühlt werden, bevor es in die Atmosphäre abgegeben wird, was eine enorme Verschwendung darstellt.
Bild von Flickr; verbreitet unter einer CC BY 2.0-Lizenz
Bei der Kraft-Wärme-Kopplung ergeben sich die größten Energieeinsparungen durch die Rückgewinnung des heißen Dampfes, nachdem dieser die Turbinen angetrieben hat. Von dort wird er zu Orten geleitet, an denen er zur Antrieb von Turbinen wiederverwendet werden kann. Die Kraft-Wärme-Kopplung, auch KWK (Kraft-Wärme-Kopplung) genannt, nutzt das normalerweise ungenutzte heiße Wasser und liefert es an lokale Unternehmen und Haushalte als Wärmequelle. Wenn KWK-Kraftwerke anstelle herkömmlicher Kraftwerke errichtet werden, nutzen sie verschiedene Wärmekraftmaschinen, um den Dampf zu erzeugen, der die Turbinen antreibt, wodurch sie noch effizienter arbeiten und die maximale Energieausbeute erzielen.
Wie Waldbiomasse in der Kraft-Wärme-Kopplung genutzt wird
Ein KWK-Kraftwerk besteht in der Regel aus einer Anlage mit einem integrierten Energiesystem, das drei Hauptkomponenten umfasst: eine Einheit zur Aufnahme von Biomasse und Rohstoffen zur Aufbereitung, eine Komponente zur Umwandlung der Biomasse in Dampf zur Stromerzeugung sowie eine Komponente zur Umwandlung des Dampfes in elektrische Energie.
Als Ausgangsmaterialien für den gesamten Prozess dienen in der Regel organische Rückstände aus der forstwirtschaftlichen Produktion sowie Nebenprodukte aus der Lebensmittel- und Faserindustrie. Zu diesen Materialien zählen unter anderem Maisstängel, Weizenstroh, Reisschalen, Sägemehl, forstwirtschaftliche Rückstände und Sägewerksabfälle. Als Rohstoffe gelten Wälder und Gräser, die speziell für die Energieerzeugung angebaut werden, wie beispielsweise Rutenhirse, Hybridpappeln und Hybridweiden. Um den gesamten Prozess wirtschaftlich rentabel zu gestalten, müssen die Biomassequellen vor der Umwandlung in elektrische Energie relativ kostengünstig zu ernten, zu transportieren und zu lagern sein.
Die Nutzung von Waldbiomasse als Brennstoff ist äußerst attraktiv, da dabei Materialien verwertet werden, die sonst in den Wäldern verrotten und das neue Wachstum behindern würden. In vielen Fällen ist die Entfernung solcher forstwirtschaftlichen Biomasse eine der größten jährlichen Ausgaben von Forstverwaltungsorganisationen, um die Zahl der Waldbrände sowie deren Schweregrad im Falle eines Ausbruchs zu verringern. Die produktive Nutzung dieser Biomasse bringt eine doppelte Einsparung mit sich – sie trägt dazu bei, das Waldgewächs und die daraus resultierenden Brände einzudämmen, und sie kann zur Stromerzeugung genutzt werden.
Literaturverzeichnis
