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Heizkraftwerk

Heizkraftwerk, Prinzip sequenzieller Auskopplung. Quelle: SWM
Heizkraftwerk Sauerlach/ München. Quelle: SWM

Ein Heizkraftwerk (HKW) ist eine industrielle Anlage zur Erzeugung von Elektrizität und Wärme in einem Koppelprozess, der Kraft-Wärme-Kopplung. Aufgrund der Notwendigkeit der Einspeisung in ein Fernwärmenetz liegen Heizkraftwerke in der Nähe von städtischen Verdichtungsräumen oder Industrieanlagen mit hohem Wärmebedarf.

Bedeutung in der Geothermie

Geothermische Kraftwerke in Deutschland sind grundsätzlich Heizkraftwerke, wobei die Abnehmerstuktur entscheidet, ob und wie weit die Wärme genutzt (verkauft) werden kann. Bei den in Deutschland üblichen Themalwasser-Temperaturen ist die Wärmeleistung etwa zehnmal so groß wie die elektrische Leistung. Für die wirtschaftliche Situation kommt es entscheidend darauf an, dass ausreichende Preise für die Wärme erzielt werden können, was lokal sehr unterschiedlich ist.

Auskopplungsarten

Technisch kann die Wärmeauskopplung in ein Geothermiekraftwerk entweder parallel oder sequentiell (seriell) sein, oder auch eine Mischform.

  • Bei einer parallelen Auskopplung wird der Thermalwasserkreislauf aufgespalten in einen Teilstrom, der zur Stromerzeugung genutzt wird und einen Teil der für den Wärmemarkt zur Verfügung steht. Im Nachlauf werden beide Kreise wieder zusammen geführt für die Reinjektion in den Untergrund.
  • Bei einer sequentiellen Auskopplung wird das Thermalwasser zunächst über einen Wärmeübertrager zur Stromerzeugung genutzt. Dabei wird diese Nutzung so eingestellt, dass die Rücklauftemperatur der Stromnutzung noch ausreichend hoch ist, um die nachgeschaltete Wärmenutzung zu ermöglichen.
  • Eine weitere Auskopplungsmöglichkeit ist die Wärmenutzung des Kühlkreislauf des thermischen Kraftwerks (Kondensator), ähnlich wie dies bei fossilen KWK-Anlagen üblich ist.
  • Mischformen aller Auskopplungsarten sind möglich und realisiert.

Es ist auch zu entscheiden, ob ein Heizkraftwerk wärmegeführt oder stromgeführt betrieben wird. In der Regel ist eine Wärmeführung vorgesehen, da die Wärmeversorgung im Winter sichergestellt sein muss. Bei einer Stromführung muss eine alternative Wärmequelle (Heizkessel) die Wärmeversorgung sicherstellen.

Viele Begriffe, wie Effizienz oder Eigenstrombedarf müssen für die verschiedenen Ausformungen von Heizkraftwerken differenziert gesehen werden.

Literatur

Zu der sehr umfangreichen Literatur siehe unter Literaturdatenbank und/oder Konferenzdatenbank.

Weblink

https://de.wikipedia.org/wiki/Heizkraftwerk

zuletzt bearbeitet Januar 2020