Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ist eine Möglichkeit, die intensive Wärme, die aus Schornsteinen austritt, einzufangen und in Strom umzuwandeln oder für andere Zwecke zu nutzen, z. B. zum Heizen von Häusern. Fast 70 Prozent der US-amerikanischen Treibhausgasemissionen stammen aus der Erzeugung von Strom und Wärme (weitere 20 Prozent stammen aus Autos), und die Schätzungen des KWK-Potenzials sind dramatisch. Das Auffangen von verschwendeter Schornsteinenergie in den USA könnte laut einer Reihe von Studien fast 30 Prozent des Stroms ersetzen, der derzeit durch das Verbrennen fossiler Brennstoffe erzeugt wird, den Kohlendioxidausstoß um 20 Prozent senken und jährlich 150 bis 250 Milliarden US-Dollar einsparen. Im Dezember schätzte das Oak Ridge National Laboratory, dass bei einer KWK-Erzeugung von 20 Prozent der Stromkapazität unseres Landes bis 2030 - Deutschland, Japan und China haben dieses Ziel bereits erreicht oder übertroffen, und Dänemark würde 50 Prozent seines Stroms durch KWK erzeugen - die Technologie eliminieren 848 Millionen Tonnen Kohlendioxidemissionen. Das ist wie 154 Millionen Autos von der Straße zu entfernen. Das Erreichen dieses KWK-Niveaus in den Vereinigten Staaten würde laut Oak Ridge-Bericht 234 Milliarden US-Dollar an Neuinvestitionen erfordern und eine Million neuer hochqualifizierter technischer Arbeitsplätze schaffen. KWK ist jetzt auch in kleinerem Maßstab zum Heizen, Kühlen und zur Stromerzeugung erhältlich. es heißt microCHP.
Bruce Hathaway von Smithsonian sprach kürzlich mit dem KWK-Experten Tom Casten, dem Vorsitzenden eines Chicagoer Unternehmens namens Recycled Energy Development (RED). Casten hat drei Jahrzehnte damit verbracht, das Recycling von sonst verschwendeter Industrieenergie zu fördern. Er hat vor dem Kongress mehrere Male ausgesagt und ist der Autor von "Die Hitze abstellen: Warum Amerika die Energieeffizienz verdoppeln muss, um Geld zu sparen und die globale Erwärmung zu reduzieren". Casten, der einen MBA aus Kolumbien besitzt, ist es wichtig, ein rentables KWK-Unternehmen zu führen. Aber sein Hintergrund als Eagle Scout erklärt auch seine Leidenschaft für die Reduzierung der globalen Erwärmung: Er hält sich an den Slogan: "Lass den Campingplatz sauberer als wir ihn gefunden haben."
Sie haben geschrieben, dass einige Fabriken "Hitze wie ein rasendes Lagerfeuer aufstoßen" und dass, wenn Sie sehen, wie Dampf aus Schornsteinen austritt und verschwendet wird, Sie verrückt werden. Warum regt dich dieser Anblick so auf?
Ich war ungefähr 1974 oder 1975 davon überzeugt, dass die durch Kohlendioxidemissionen verursachte globale Erwärmung das größte Problem sein wird, mit dem wir als Menschen jemals konfrontiert waren, und dass wir weniger fossile Brennstoffe verbrennen und lernen müssen, die CO2-Emissionen gewinnbringend zu reduzieren. Die Frage ist, wie wir unseren enormen Energiebedarf mit der Notwendigkeit eines gesunden Planeten und einer gesunden Wirtschaft in Einklang bringen können. Ich habe den größten Teil meiner Karriere damit verbracht, die Industrieenergie, die wir verschwenden, gewinnbringend zu erfassen und zu nutzen.
Die Hütten von West Virginia Alloys produzieren mehr Silizium als jedes Werk in den USA. (© Laura Antrim Caskey 2008) 
Tom Casten (rechts) ist Vorsitzender und sein Sohn Sean ist Präsident und CEO eines Unternehmens namens Recycled Energy Development (RED), das ein Wärmerückgewinnungssystem bei West Virginia Alloys installiert. (© Laura Antrim Caskey 2008) 
Bei 3.000 Grad Fahrenheit schmilzt die Schmelze Quarzgestein, um Silizium zu extrahieren. Bisher wurde das Ofenabgas in die Atmosphäre abgelassen. Das RED-System nutzt diese Wärme, um Dampf zu erzeugen, Turbinen zu drehen und Elektrizität zu erzeugen. (© Laura Antrim Caskey 2008) 
Das Wärmerückgewinnungssystem, das 2010 vollständig installiert werden soll, wird jährlich fast 357 Millionen Kilowattstunden Strom erzeugen und 20.000 Haushalte mit Strom versorgen. (© Laura Antrim Caskey 2008) 
Nach der Installation der Ausrüstung sollte West Virginia Alloys Energiekosten einsparen und die Kohlendioxidemissionen um 290.000 Tonnen pro Jahr senken. (© Laura Antrim Caskey 2008) Sie haben geschrieben, dass KWK nicht neu ist, dass Thomas Edison es mit dem weltweit ersten Kraftwerk im Jahr 1882 getan hat. Er baute sein Werk in der Innenstadt von Manhattan und sandte die Wärme aus der Stromerzeugung, um die Gebäude nebenan zu heizen. Warum wird KWK in unserem derzeitigen Stromerzeugungssystem nicht häufig eingesetzt?
Als erstes muss man verstehen, dass unser Energiesystem sehr ineffizient ist. Wir tun mit der verfügbaren Technologie nicht das Beste, was wir können. Warum? Zunächst einmal wird unser Stromnetz hauptsächlich von geschützten Monopolen betrieben, und die Effizienz wird nicht belohnt. Ineffiziente zentrale Energieerzeugung wird durch einen Gletscher aus künstlichen Barrieren geschützt. Dieser regulierende Gletscher schmilzt langsam, aber nicht so schnell wie die echten Gletscher.
Das durchschnittliche Kraftwerk hat heute nur einen Wirkungsgrad von 33 Prozent. Sie verbrauchen also im Wesentlichen drei Energieeinheiten und erhalten eine Einheit Strom. Und so ist es auch, seit Eisenhower Präsident war. Der Rest der Energie besteht hauptsächlich aus überschüssiger Wärme und wir werfen sie einfach weg. Wir können die globale Erwärmung einfach nicht eindämmen, ohne die Effizienz der Stromerzeugung zu verdoppeln. Diese Effizienz ist der Elefant im Raum.
Wie gewinnt Ihr Unternehmen Wärme, die normalerweise von Kraftwerken verschwendet wird?
Wir bauen vor Ort Kraftwerke für Hersteller, für Hochschulen, für jede Institution, die viel Energie verbraucht. Wir erzeugen Strom, und anstatt das Nebenprodukt Wärmeenergie wegzuwerfen, verwenden wir es entweder zum Heizen von Gebäuden in der Nähe - als Ersatz für Heizkessel mit fossilen Brennstoffen - oder für industrielle Prozesse oder um mehr Strom zu erzeugen. Dieser Ansatz wird als KWK bezeichnet, weil er zwei Aufgaben mit einem Feuer erledigt. Die Energieerzeugung auf diese Weise verdoppelt den Wirkungsgrad und halbiert den CO2-Ausstoß im Vergleich zu den heutigen Versorgungsunternehmen. Das am wenigsten effektive Projekt, das wir jemals durchgeführt haben, ist ein Wirkungsgrad von etwa 70 Prozent, was dem doppelten Wirkungsgrad des Stromnetzes entspricht. Die besten unserer Projekte haben einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent. Die Projekte müssen jedoch lokal sein, um die Abwärme zu recyceln. Hitze reist nicht sehr gut.
Können Sie erklären, wie KWK Wärme aus industriellen Schornsteinen gewinnt und nutzt?
Wir nennen es Abwärmenutzung. Wir verwenden heiße Abgase, die in den Schornsteinen abgelassen worden wären. Wir nutzen diese Wärme, um Wasser zu kochen und Dampf zu erzeugen, der aus einem Dynamo Strom erzeugt. Ein Ort, an dem eine meiner früheren Firmen arbeitete, ist ein Stahlwerk am Ufer des Michigansees. Wir haben ihre Abwärme in 220 Megawatt absolut saubere Leistung umgewandelt. Das ist riesig; es ist die Menge an Sonnenenergie, die weltweit in Stromnetze eingespeist wird. Das Stahlwerk spart jetzt rund 100 Millionen US-Dollar pro Jahr - ein wichtiger Faktor, um auf dem Weltstahlmarkt wettbewerbsfähig zu bleiben. Die EPA hat die Anlage zur Senkung ihrer Treibhausgase um 1, 1 Millionen Tonnen pro Jahr anerkannt. Das macht CHP so aufregend - es ist eine Win-Win-Chance. Es ist für die Wirtschaft und die Umwelt, und es stellt die alte falsche Zweiteilung zwischen billiger und sauberer Energie auf den Kopf.
Wie sind Sie überhaupt zum Energiesparen gekommen?
Ich bin in Colorado in einer sehr naturnahen Familie aufgewachsen. Wir hatten eine kleine Routine, bei der wir eine Brücke überquerten, um zu fischen, und wir gingen drei, vier Meilen einen Fluss hinunter. Unser Vater würde uns nicht zurückkommen lassen, wenn wir nicht irgendeinen Müll tragen würden, den jemand anderes zurückgelassen hatte. Er würde überlegen, welche Idioten Popflaschen dort unten tragen und sie an einem so schönen Ort zurücklassen würden. Meine Mutter betonte auch den Dienst - wem viel gegeben wird, dem wird viel abverlangt. Die Botschaft beider Eltern war, dass wir den Campingplatz sauberer verlassen sollten, als wir ihn vorgefunden hatten. Und in unserer schrumpfenden Welt ist unser Campingplatz jetzt der Planet und die globale Erwärmung bedroht ihn.
