Ein Heizkraftwerk erzeugt gleichzeitig Strom und Wärme und nutzt dafür das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Anders als die Heizung in einem Einfamilienhaus versorgt es zentral von einem Standort aus ganze Wohngebiete oder sogar Städte über Wärmenetze mit Energie. Weil beide Energieformen zusammen genutzt werden, erreichen Heizkraftwerke einen hohen Gesamtnutzungsgrad. Im Zuge der Wärmewende und der kommunalen Wärmeplanung gewinnen sie zusätzlich an Bedeutung, weil sie sich zunehmend auf erneuerbare Brennstoffe und Abwärme umstellen lassen.

So funktioniert ein Heizkraftwerk

Im Kern arbeitet ein Heizkraftwerk mit einer Kesselanlage, in der Wasser erhitzt und Dampf erzeugt wird. Der Dampf treibt eine Turbine an, die über einen Generator Strom produziert. Die verbleibende Wärme wird nicht ungenutzt abgeführt, sondern in ein Wärmenetz eingespeist. Genau diese doppelte Nutzung macht den Effizienzvorteil aus. Als Brennstoffe kommen Gas, Biomasse, Restmüll oder auch Kohle zum Einsatz. Alternativ lässt sich Abwärme aus industriellen Prozessen verwenden, was als Abwärmenutzung bezeichnet wird. Ein Heizkraftwerk besteht typischerweise aus folgenden Komponenten:

• Kesselanlage zur Wärmeerzeugung
• Brennstoffspeicherung
• Brennstoffversorgung
• Wasseraufbereitung
• Rauchgasreinigung

Die erzeugte Energie erreicht die Verbraucher über Nahwärmenetze oder Fernwärmenetze, meist in Form von heißem Wasser oder Dampf. Sie deckt die Raumbeheizung, die Warmwasserversorgung und teilweise industrielle Prozesse ab.

Welche Arten von Heizkraftwerken gibt es?

Moderne Anlagen sind häufig als Biomasse- oder Müllheizkraftwerke ausgelegt. Reine fossil befeuerte Großkraftwerke werden seltener und dienen zunehmend als Reserve. Für landwirtschaftliche oder kleinere Anlagen kommen oft Biogasanlagen, Stroh oder Hackschnitzel zum Einsatz. Der Trend geht klar in Richtung erneuerbarer Brennstoffe, Abwärme und großer Wärmepumpen, die Fluss-, Abwasser- oder Umweltwärme in die Fernwärmenetze einspeisen.

Einsatzbereiche und Vorteile

Je nach Größe und Netz versorgt ein Heizkraftwerk Verwaltungsgebäude, größere Wohnanlagen oder ganze Stadtviertel mit Wärme. Ein Vorteil ist die bessere Luftqualität in dicht bebauten Gebieten: Werden viele Einzelfeuerungen durch eine zentrale Anlage ersetzt, lassen sich Schadstoffe in einer leistungsfähigen Abgasreinigung gebündelt reduzieren, was dezentral deutlich schwieriger wäre. Hinzu kommt die große Bandbreite möglicher Brennstoffe.

Nachteilig sind die Wärmeverluste beim Transport im Netz. Eine gute Dämmung der Leitungen verringert diese Verluste, eine völlig verlustfreie Übertragung ist jedoch nicht möglich. Eine wichtige Kennzahl ist deshalb der Gesamtnutzungsgrad, der angibt, in welchem Verhältnis erzeugte und tatsächlich genutzte Energie stehen.

Beispiel: das Müllheizkraftwerk Göppingen

Ein bekanntes Beispiel ist das Müllheizkraftwerk in Göppingen, das seit den 1970er-Jahren in der Abfallverwertung der Region tätig ist. Nach umfangreichen Modernisierungen mit neuer Rauchgasreinigung und neuem Kessel verwertet die Anlage jährlich rund 160.000 Tonnen Restmüll aus dem Landkreis und darüber hinaus. Dabei entstehen sowohl Strom, der ins Netz eingespeist wird, als auch Wärme, die über die Fernwärme an ein nahes Wohngebiet, eine Klinik und weitere Einrichtungen geliefert wird. Mehr als 400 Wohneinheiten sowie öffentliche Gebäude werden auf diese Weise versorgt. Das Beispiel zeigt, wie sich Abfallverwertung, Stromerzeugung und Wärmeversorgung in einer zentralen Anlage sinnvoll verbinden lassen.

Heizkraftwerk, Heizwerk und Kraftwerk

Die Begriffe werden oft verwechselt, meinen aber Unterschiedliches. Ein reines Kraftwerk erzeugt ausschließlich Strom, ein Heizwerk ausschließlich Wärme. Ein Heizkraftwerk verbindet beides und nutzt die bei der Stromerzeugung anfallende Abwärme, statt sie ungenutzt abzuführen. Genau diese Kopplung ist der Grund für den hohen Wirkungsgrad: Während konventionelle Kraftwerke einen großen Teil der eingesetzten Energie als Abwärme verlieren, kann ein Heizkraftwerk in Summe deutlich mehr der Brennstoffenergie nutzbar machen. Der Gesamtnutzungsgrad liegt dadurch spürbar über dem einer getrennten Erzeugung von Strom und Wärme.

Verbreitete Bauarten

Technisch gibt es mehrere Ausführungen. Häufig sind Anlagen mit Gas- und Dampfturbinen, sogenannte GuD-Anlagen, die die Abwärme der Gasturbine für eine zweite Stufe nutzen. Daneben stehen Biomasse-Heizkraftwerke, die Holz, Stroh oder Hackschnitzel verfeuern, sowie Müllheizkraftwerke, die Restabfall energetisch verwerten. Im kleineren Maßstab arbeiten Blockheizkraftwerke nach demselben Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung und versorgen einzelne Gebäude oder Quartiere. Zunehmend werden große Wärmepumpen und die Nutzung industrieller Abwärme in die Wärmenetze eingebunden, um den Anteil erneuerbarer Wärme zu steigern.

Bedeutung für die kommunale Wärmeplanung

Im Rahmen der Wärmewende gewinnen Heizkraftwerke und Wärmenetze an Bedeutung. Größere Städte müssen bis Juni 2026 eine kommunale Wärmeplanung vorlegen, kleinere Kommunen bis spätestens Mitte 2028. Für viele dicht bebaute Gebiete ist der Anschluss an ein Fernwärmenetz eine sinnvolle Alternative zur Einzelheizung, weil sich Wärme zentral und zunehmend CO2-ärmer erzeugen lässt. Ob Fernwärme für Ihr Gebäude infrage kommt, hängt vom Ausbau des Netzes vor Ort ab. Ein Blick in die Wärmeplanung Ihrer Kommune gibt Aufschluss darüber, welche Versorgungsoptionen in Ihrem Viertel künftig zur Verfügung stehen.

Umweltaspekte und Ausblick

Der Umweltnutzen eines Heizkraftwerks hängt stark vom eingesetzten Brennstoff ab. Ein mit Restmüll oder Biomasse betriebenes Werk vermeidet fossile Energieträger und nutzt Stoffe, die ohnehin anfallen. Entscheidend ist eine wirksame Rauchgasreinigung, die Schadstoffe und Feinstaub zurückhält. Perspektivisch werden Kohle und Öl in Heizkraftwerken durch Gas, Biomasse, Abwärme und große Wärmepumpen ersetzt, sodass die CO2-Bilanz der zentral erzeugten Wärme Schritt für Schritt besser wird. Für Verbraucher, deren Gebäude an ein solches Netz angeschlossen sind, kann Fernwärme damit eine bequeme Alternative auf erneuerbarer Basis zur eigenen Heizungsanlage sein.