Wärme und Strom aus der Kraft-Wärme-Kopplung in Niehl 3

Wärmewende

Kölner Heizkraftwerke: effiziente Energienutzung durch Kraft-Wärme-Kopplung

Klimaschonende Fernwärme für Köln

Fernwärme ist in Ballungsräumen - mit der Nähe zu Heizkraftwerken - eine komfortable und klimaschonende Art der Wärmeversorgung. Wir produzieren Fernwärme in der hocheffizienten Kraft-Wärme-Kopplung (kurz: KWK) in unseren Heizkraftwerken in Köln. Aus eins mach zwei: Nach diesem Prinzip funktioniert die umweltschonende Kraft-Wärme-Kopplung. In einer KWK-Anlage nutzen wir die Abwärme, die bei der Stromproduktion entsteht, zur Wärme- und erneuten Stromgewinnung. In Niehl, Merkenich und Merheim setzen wir schon seit Jahrzehnten auf Kraft-Wärme-Kopplung.

So funktioniert Kraft-Wärme-Kopplung

Herkömmliche Kraftwerke erzeugen nur Strom. Ohne angeschlossene Wärmeabnehmer geht ein Großteil der Wärme ungenutzt als Abwärme verloren. Das sind rund 60 Prozent der eingesetzten Energie.

In modernen Gas-und Dampfturbinen-Anlagen wie in Niehl setzen wir Erdgas ein, um gleichzeitig Strom und Wärme zu erzeugen. Bei der Stromgewinnung entsteht Abwärme, die wiederum heißen Dampf erzeugt. Mit diesem erwärmen wir Fernwärmewasser, bevor dieses seinen Weg durch Leitungen zu den Häusern der Stadt findet. Oder wir versorgen damit produzierende Unternehmen.

Hat das Wasser seine Wärme abgegeben, wird es zurück ans Heizkraftwerk geleitet und der Kreislauf beginnt von neuem. Durch die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme nutzen wir den eingesetzten Brennstoff zu fast 90 Prozent. Zudem tragen wir dazu bei, jährlich bis zu einer Million Tonnen CO

₂

einzusparen. Um die Wärmeerzeugung noch grüner zu machen, planen wir an den Standorten unserer Heizkraftwerke Großwärmepumpen.

Sie möchten klimaschonende Wärmeenergie beziehen? Wir beraten Sie gerne.

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Unsere Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen

Kraft-Wärme-Kopplung

Heizkraftwerk Niehl 3

Das Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerk HKW Niehl 3 verfügt über die zurzeit modernste und effizienteste Kraft-Wärme-Kopplungs-Technik. Es hat eine elektrische Leistung von 450 Megawatt und 265 Megawatt Fernwärme.

Kraft-Wärme-Kopplung

Heizkraftwerk Niehl 2

Das Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerk HKW Niehl 2 stellt insgesamt rund 400 Megawatt elektrische Leistung und im Bedarfsfall bis zu 370 Megawatt Fernwärme bereit. Es speist in das Fernwärmenetz Innenstadt-Deutz ein.

Kraft-Wärme-Kopplung

Heizkraftwerk Merkenich

Das Heizkraftwerk im Kölner Norden versorgt mehrere Stadtteile mit Fernwärme und Strom. Zudem entsteht dort Prozessdampf für die Industrie im Kölner Norden. Neben einem erdgasbetriebenen Gas-und-Dampfturbinen-Kraftwerk ist ein Erzeugungskessel in Betrieb, der mit Braunkohlegranulat befeuert wird. Im Jahr 2025 ist die Stilllegung dieses Braunkohlekessels vorgesehen. Im Zuge von Modernisierungsarbeiten entsteht am Standort zudem eine 50-Megawatt-Wärmepumpe.

Kraft-Wärme-Kopplung

Heizkraftwerk Merheim

Als kleinstes der Kölner Heizkraftwerke hat die Merheimer Anlage trotzdem eine wichtige Funktion: Sie liefert Fernwärme für die umliegenden Stadtteile wie etwa Merheim und Neubrück, darunter auch für das Klinikum Merheim. Außerdem stammt von dort ein Teil des Kölner Stroms. Im Frühjahr 2024 haben wir am Standort einen Fernwärmespeicher in Betrieb genommen. Der Speicher wird Wärme aus dem Heizkraftwerk bei Bedarf aufnehmen und sie flexibel in das Fernwärmenetz in Merheim und Neubrüück abgeben.

Kraft-Wärme-Kopplung

Heizwerk Südstadt

1891 in Betrieb genommen, war es eines der ersten Wechselstromkraftwerke Deutschlands. Heute versorgt die Anlage die Kölner Innenstadt mit Fernwärme.

Gas- und Dampfturbinen-Anlagen

Modernste Erzeugungstechnik

Gas- und Dampfturbinen-Anlagen (GuD-Anlagen) entsprechen der modernsten Erzeugungstechnik, die die Kraftwerkshersteller für Kraft-Wärme-Kopplung gegenwärtig anzubieten haben. Die Gasturbine in der GuD-Anlage funktioniert ähnlich wie ein Flugzeugtriebwerk und verdichtet Verbrennungsluft und Erdgas. Sie treibt einen Generator an - so entsteht Strom.

Die heißen Abgase leisten wertvolle Arbeit: In einem Abhitzekessel erwärmen sie Wasser. Der entstehende Wasserdampf bringt eine Dampfturbine auf Touren, die wiederum den Generator antreibt.

Für die Produktion von Fernwärme zapft das Kraftwerksteam an der Dampfturbine einen Teil des Dampfs ab und leitet ihn auf einen Wärmetauscher. Dort überträgt der heiße Dampf seine Wärmeenergie auf das Wasser in den Fernwärmerohren.

Die Kraft-Wärme-Kopplung ist für das Gelingen der Energiewende unverzichtbar. Die hocheffiziente Technik gleicht Schwankungen der Erneuerbaren Energien aus und ermöglicht so deren Ausbau.

Armin Ehret

Leiter Kraftwerke

Grüner Wasserstoff - grüne Fernwärme

Meilensteine für den klimaneutralen Betrieb

Momentan werden unsere GuD-Anlagen fossil befeuert. Perspektivisch ist auch der Betrieb mit Wasserstoff möglich. Ein erster Betriebsversuch an einer Gasturbine der Kraft-Wärme-Kopplungsanlage vom Kraftwerk Donaustadt in Wien, an dem wir beteiligt sind, läuft bereits. Der Wasserstoff wird dort zum Erdgas beigemischt. Ein erster Meilenstein: Der Wasserstoff-Anteil im Gasturbinen-Betrieb konnte an einzelnen Testtagen bereits auf 15 Volumenprozent gesteigert werden. Der Versuch zeigt, dass die Wasserstoff-Beimischung, später dann eine Komplett-Umstellung, ein entscheidender Baustein auf dem Weg zur Wärmewende ist.

Umfassende Modernisierungen

In den kommenden Jahren modernisieren wir die Anlagen des Heizkraftwerks in Merkenich umfassend. Die umgebaute Anlage wird deutlich effizienter und flexibler sein, auch der Betrieb mit Wasserstoff wird möglich sein. Zusätzlich soll eine 50-Megawatt-Wärmepumpe den Standort Merkenich im Kölner Norden ertüchtigen. Diese Wärme steht dem Fernwärmenetz für die dortigen Stadtteile und Industriebetriebe zur Verfügung. Ein weiterer Meilenstein in der Modernisierung des Heizkraftwerks Merkenich ist die Stilllegung des letzten noch bestehenden Braunkohlekessels im Jahr 2025.

Auch am Heizkraftwerk in Niehl planen wir den Bau einer Großwärmepumpe in einer Leistungsklasse, die in Europa bisher einzigartig ist. Mit ihren 150 Megawatt wird sie rund 50.000 Wohneinheiten beheizen und damit unsere vorhandene Fernwärme-Netzkapazität um 15 Prozent erhöhen. Dazu wird sie die Energie des Rheinwassers nutzen.

So funktioniert eine Flusswasserwärmepumpe

Video zur Funktionsweise einer Flusswasserwärmepumpe

Flexible Fernwärme aus Merheim

Mit dem neuen Fernwärmespeicher am Heizkraftwerk Merheim flexibilisieren wir die Fernwärme-Erzeugung. Der 23 Meter hohe und 13 Meter breite Speicher fasst 3.000 Kubikmeter Heizwasser, das eine Temperatur von bis zu 95 Grad erreichen kann. Der Speicher nimmt das Heizwasser aus dem Heizkraftwerk bei Bedarf auf und gibt es flexibel in das Fernwärmenetz Merheim/Neubrück ab - dadurch werden Verbrauchsspitzen gedeckt.