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KWK - Effizienztreiber im Energieumstieg

08. Mai 2013, NH-Hotel, Nürnberg

   

Bericht

In einer klugen Kombination von Strom- und Wärmeerzeugung lässt sich die Effizienz der Energieversorgung deutlich verbessern. Moderne Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung nutzen die Energieträger extrem effizient und eignen sich besonders gut zur Ergänzung einer zunehmend auf erneuerbaren Energien basierenden Stromversorgung. Die Leistung dieser Anlagen kann die unvermeidbar fluktuierende Einspeisung aus Windkraft- und PV-Anlagen hervorragend ergänzen.

„Wir haben heute und in der nahen Zukunft noch nicht die Stromspeicher zur Verfügung, die einen Verzicht auf fossile Kraftwerkskapazitäten als gesicherte Leistung gestatten", mit diesem Statement brachte Gunnar Braun, Geschäftsführer der Landesgruppe Bayern beim VKU e.V. die aktuelle Ausgangsposition auf den Punkt. Einigkeit herrschte unter den anwesenden Experten darüber, dass die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) hierfür mit Nutzungsgraden über 80%, die bei weitem effizienteste Möglichkeit der Nutzung von Erdgas und anderen fossilen Energieträgern darstellt.

Das Projekt "Systemanalyse" des Clusters Energietechnik, wurde mit Bezug auf das Ausbaupotenzial der KWK in Bayern von Prof. Dr.-Ing. Reinhard German von der FAU Erlangen vorgestellt. In Zusammenarbeit mit wesentlichen Unternehmen der Energiebranche in Bayern und Österreich erstellt der Lehrstuhl für Rechennetze und Kommunikationssysteme gemeinsam mit zwei weiteren Lehrstühlen der FAU und koordiniert durch Dr. Hassmann vom Cluster Energietechnik eine Simulation des Stromversorgungssytems in Bayern. Durch die fundierte Datenbasis, die aus den Partnerunternehmen im Wesentlichen bereit gestellt wird, unterscheidet sich diese Modellierung qualitativ von eher theoretischen Ansätzen und ermöglicht so konkrete Aussagen über Handlungsfelder und Investitionsbedarfe. Weitere Informationen zur Systemanalyse finden sich auch im aktuellen Projekt Newsletter.

Dass die technischen Möglichkeiten, auch für die Anpassung von Bestandsanlagen nahezu unbegrenzt sind, wurde beim Beitrag von Dr. Rolf Michler, Geschäftsführer der Enpros Systems GmbH deutlich.

Rainer Alzinger von der Envi Con & Plant Engineering GmbH fasste in der anschließenden Diskussion, unter der hervorragenden Leitung von Professor Dr.- Ing. Mauch, die Situation der Branche zusammen: „Der Stand der KWK in Bayern ist im internationalen Vergleich führend, der Wille zum weiteren Ausbau spürbar und dennoch sind die aktuellen Rahmenbedingungen zur Deckung der Fixkosten kaum auskömmlich." Dieser „Wille zum weiteren Ausbau" wurde von Ministerialrat Dr. Josef Schadl, insbesondere im Hinblick auf die entstehende Versorgungslücke durch Abschaltung der Kernkraftwerke, ausdrücklich bestätigt. Das vom Bayerischen Wirtschaftsministerium geförderte Kompetenzzentrum KWK in Amberg/Weiden sei herfür ein klarer Beleg. Im Kern, so der Konsens der Runde, seien die Vorteile der KWK bekannt, aber im Gegensatz zu erneuerbaren Energien, wo die Anpassung der Förderung nach unten häufig den bereits erreichten Kostensenkungen hinterherläuft, sind die aktuellen Vergütungsmodelle im KWK Bereich nicht ausreichend um die sinnvollen Ausbauziele des Bayerischen Energiekonzepts von 25% Stromanteil in 2020 zu erreichen. Dies ist insbesondere deshalb unverständlich, als die Belastung der Stromkunden im Jahr 2013 durch die KWK Umlage mit 0,124 ct/KWh, im Vergleich zur EEG Umlage mit 5,272 ct/KWh, nahezu vernachlässigbar erscheint.

Die Fernwärme und die Kraft-Wärme-Kopplung sind Möglichkeiten, den Strom- und den Wärmemarkt gleichermaßen mit Energie zu versorgen, und sie „kombinieren darüber hinaus als multifunktionales Instrument die Themen Effizienz, Flexibilität und erneuerbare Energien", betonte John Miller, Bereichsleiter bei der AGFW in Frankfurt. Für Miller wie auch für andere Referenten der Tagung bietet der Strommarkt alleine derzeit kaum noch wirtschaftliche Anreize für Kraftwerksneubau und -betrieb. Der Wärmemarkt hingegen habe Ausbaupotenzial, sei aber nicht einfach zu erschließen.
Um die Vorteile bei der Energiebereitstellung erschließen zu können und um das System möglichst flexibel zu halten, schlägt Miller ein kombiniertes System zur Energieversorgung vor. Dabei wird die an das Stromnetz angeschlossene KWK-Anlage mit einem Wärmespeicher und einen Elektrokessel kombiniert. Bei zu viel Photovoltaik- oder Windstrom im Netz kann dieser Kessel dann den Überschussstrom als Wärme speichern. Bei Strombedarf und gleichzeitig zu geringer Wärmenachfrage kann das BHKW umgekehrt Heizenergie im Wärmespeicher einlagern.

Mehrere Stadtwerke sind dabei, ihr Fernwärme- und KWK-System zu flexibilisieren. Stefan Lochmüller vom Nürnberger Versorger N-ERGIE zeigte auf der Tagung, wie sich der Strommarkt durch die hohe Einspeisung von Wind- und Solarstrom hin zu niedrigen Börsenpreisen verändert hat. „Selbst Bestandsanlagen sind nicht mehr in der Lage, die zur Fixkostendeckung erforderlichen Deckungsbeiträge zu erwirtschaften. Immer mehr Betriebe denken an die Stilllegung von Anlagen, an Neubau ist aktuell nicht zu denken", resümierte er. Damit in Nürnberg auch künftig das Fernwärmenetz betrieben werden und ein Rückgang des Fernwärme-Absatzes insgesamt verhindert werden kann, investiert man derzeit in die Nachverdichtung des Wärmenetzes. Mit dem Bedarfsrückgang bei der Heizenergie rechnet N-ERGIE, wenn die politischen Ziele zur Minderung des Energieverbrauchs in Gebäuden tatsächlich realisiert werden.

Eine weitere Maßnahme, um die Flexibilität in Nürnberg zu erhöhen, ist der Bau eines großen Wärmespeichers im Heizkraftwerk Sandreuth. Dieser soll Strom- und Wärmeerzeugung zeitlich voneinander entkoppeln und so die Einspeise-Möglichkeiten für die erneuerbaren Energieträger erhöhen. Lochmüller verspricht sich davon eine Mehrproduktion von elektrischer Energie aus diesen Quellen und damit eine Vermeidung von rund 40 000 t CO2 jährlich. Der dazu nötigen Speicher hat nach den jetzigen Planungsdaten 33 000 m3 Fassungsvermögen. Er kann Wasser bei 6,5 bar Druck mit einer Temperatur von maximal 113 °C speichern und wird eine Höhe von 70 m haben.

Auch in Augsburg ist man auf der Suche nach weiteren Möglichkeiten zur Flexibilisierung und zur Steigerung des Wärmeabsatzes erläuterte Roger Weniger, Leiter Kundenservice bei den swa. Bei den Augsburger Stadtwerken versucht man deswegen, nicht mehr so stark auf das System „zentrale KWK plus Fernwärmenetz" zu setzen, sondern alternativ dazu dezentrale Blockheizkraftwerke, die keinen Wärmenetz-Anschluss benötigen, auszubauen. Das geschieht auch durch das Geschäftsfeld Contracting, in dessen Rahmen die Stadtwerke schon 20 Blockheizkraftwerke betreiben, erläuterte Weninger.Um deren Wirtschaftlichkeit zu verbessern, will man den Strom jetzt nicht nur ins Netz einspeisen, sondern im Gebäude nutzen und direkt an den oder die Kunden verkaufen.

Die Aschaffenburger Versorgungs-GmbH (AVG) nutzt Biomasse, die als Hackschnitzel oder Landschaftspflegeholz anfällt, zur Bereitstellung von Fernwärme in einem Heizkraftwerk. Für die an das Wärmenetz angeschlossenen Kunden ergibt sich dadurch eine Verbesserung ihres Primärenergiefaktors und damit eine Entlastung bei anstehenden Gebäudesanierungs-Maßnahmen, erläuterte Patrick Sauer, Bereichsleiter Technik bei der AVG, die Vorteile dieses Modells. Zudem kann der Versorger EEG-Strom an der Börse direkt vermarkten.
Um den Gasabsatz auch in Zukunft zu sichern setzt Sauer jetzt auf den vermehrten Einsatz von kleinen BHKW-Anlagen. Für die kleinen BHKW-Anlagen sieht Sauer gute Marktchancen, denn Mittelstand und Handwerk suchten nach Möglichkeiten zur Energieoptimierung, wenn eine Erneuerung der Heizung ansteht.

Im Abschlussvortrag gab Volker Liebel, Geschäftsführer der Rehau Energy Solutions GmbH einen Überblick über die häufig noch schlummernden Potenziale in der Zusammenarbeit zwischen Industrie und Versorgungsunternehmen.

Fazit:
Im Bereich KWK sind die technischen Lösungen, abgesehen von künftigen Verbesserungen im Detail verfügbar. KWK als systemintegrierende Effizienztechnologie ist ein Schlüsselelement in der Energiewende, die einen wesentlichen Beitrag leisten kann, fluktuierende und steuerbare Kraftwerkskapazitäten zu kombinieren und gesicherte Leistung bereit zu stellen. Ein zukunftsgerechter Ausbau, auch mit Wärmespeichern, führt zu einer effizienten Nutzung von Primärenergien und schafft die infrastrukturellen Voraussetzungen zum weiteren Ausbau erneuerbarer Energien. Das aktuelle Marktumfeld ist nicht geeignet die Stromerzeugung mit KWK, insbesondere für gasbetriebene Anlagen, profitabel zu gestalten. Ursächlich hierfür ist neben der wachsenden und gewünschten Einspeisung aus erneuerbaren Energien der aktuell niedrige CO2 Preis, der weniger flexible Kohlekraftwerke bevorzugt. Für den wirtschaftlichen Betrieb ist daher große Kreativität bei der Entwicklung neuer Geschäftsmodelle erforderlich. Für die Erreichung der sinnvollen und ambitionierten Ausbauziele wäre eine Anpassung der Rahmenbedingungen dringlich.

 

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