KWK essentiell für Versorgungssicherheit und Klimaschutz

Führende KWK-Verbände haben anlässlich des Kongresses interCOGEN (27./28. Juni 2018) die Zusammenarbeit intensiviert, um die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) zu stärken. Sie fordern stabile politische Rahmenbedingungen und eine schnelle Lösung im Streit um das sogenannte "100-Tage-Gesetz" – ein Referentenentwurf zur Änderung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) und des Kraft-Wärme-Kopplungsgesetzes (KWKG). Von besonderer Relevanz seien die Vorschläge des Entwurfs für die KWK.

Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) wird für Klimaschutz und Versorgungssicherheit eine wichtige Rolle spielen. Dabei werden vor allem flexibel betriebene KWK-Anlagen einen nachhaltigen und effizienten Beitrag zur Versorgungssicherheit leisten, indem sie den Ausgleich zu den fluktuierend einspeisenden erneuerbaren Energien schaffen. Auf der interCOGEN, Messe und Kongress zum Thema KWK, trafen sich am 27. Juni 2018 Vertreter der führenden Branchenverbände in Karlsruhe und vereinbarten, künftig noch enger zusammenzuarbeiten.

Mit dabei waren unter anderem der Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.V. (B.KWK), AGFW | Der Energieeffizienzverband für Wärme, Kälte und KWK e.V., der Verband für Wärmelieferung e.V. (VfW), die Deutsche Unternehmensinitiative Energieeffizienz e.V. (DENEFF), die KWK kommt UG sowie der Bund für Umwelt und Naturschutz Deutschland e.V. (BUND).

Nach Meinung des Verbändebündnisses ist die ­andauernde Hängepartie um das "100-Tage-Gesetz" Gift für die Branche. Die Bundesregierung muss nun ins Handeln kommen und die KWK "weiterentwickeln und umfassend modernisieren", wie sie im Koalitionsvertrag versprochen hat. Um die Möglichkeiten der KWK zu entfalten, braucht es dringend stabile ­po­litische Rahmenbedingungen. "Wir wollen heraus­stellen, welch großes Potential in der KWK steckt. Als Effi­zienztechnologie leistet sie schon heute einen un­verzichtbaren Beitrag in verschiedensten Anwendungsgebieten, von der »kleinen« KWK in der Objektversorgung über Industrieanwendungen bis zur Fernwärmeversorgung. Dabei senkt sie CO₂-Emissionen und gewährleistet ­Versorgungssicherheit von Strom und Wärme – ge­rade in Zeiten von Dunkelflauten. Notwendig für den weiteren Ausbau der KWK sind jedoch ziel­gerichtete und verlässliche politische Rahmenbedingungen. Wenn die Hängepartie um das »100-Tage-Gesetz« so weitergeht, wird die Luft schnell dünn werden für die Branche", so die mitwirkenden Verbandsvertreter.

KWK, die "Sektorenkopplerin"

Zusätzlich hatte der B.KWK im Frühjahr 2018 eine Kurzstudie mit dem Titel "Perspektiven der Kraft-­Wärme-Kopplung in der Energiewende" präsentiert. Für die ­Studie haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für ­Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung (IFAM) zwei Szenarien der Sektorenkopplung für Strom und Wärme verglichen: eine weitgehende Ablösung von Heizkesseln durch Elektro-Wärmepumpen und einen verstärkten Ausbau von Systemen der KWK. Die Kurzstudie bezieht sich auf ein weit fortgeschrittenes Stadium der Energiewende im Jahr 2050. Verwendet wurden für die Szenarioanalyse stundenscharfe Zeitreihen für Strom und Wärme aus er­neuerbarer und konventioneller Erzeugung, Stromspeicherung, Lastmanagement etc. Dadurch wurde es möglich, das Zusammenspiel der beiden jeweils do­minanten Wärmeversorgungs-Systeme in hoher zeit­licher Auflösung zu beurteilen.

Dazu aus der Zusammenfassung der Studie: "Aus den in dieser Kurzstudie vorgestellten Simulationen geht ­hervor, dass die forcierte Wärmepumpenstrategie einige gravierende Nachteile mit sich bringt. Die direkte Nutzung von Windkraft und Photovoltaik kann wegen der Zeitstruktur des Strombedarfs der Wärmepumpen nur begrenzt zur Bedarfsdeckung beitragen, auch wenn hierfür ein verstärkter Ausbau der fluktuierenden Erneuer­baren Energien unterstellt wird. Erhebliche Strommengen müssten durch den Betrieb von konventionellen (evtl. fossil befeuerten) Kraftwerken oder durch Importe abgedeckt werden. Ob die im Rahmen des Wärmepumpen-­Szenarios benötigten Strommengen importiert werden könnten, konnte im Rahmen dieser Studie nicht geprüft werden. Die Wärmepumpen verursachen in annähernd 1.000 Stunden eine Last von über 18 GW […] bei einem Maximalwert von 53 GW. Da Maximalwerte regional und überregional synchron zu erwarten sind, verbergen sich hierin auch hohe Anforderungen an den Netzausbau. Dagegen zeigt sich bei einer intensivierten KWK-Strategie, dass die Residuallast über das ganze Jahr zu einem deutlichen Ausgleich geführt werden kann. Dies gilt für den dargestellten Fall, dass die KWK-Systeme flexibel eingesetzte Wärmepumpen und Elektroheizer beinhalten […]. Sowohl die hier modellierten Großwärmepumpen als auch die Elektroheizer würden nur bei negativer Residuallast (Stromüberschüsse) und das KWK-Modul lediglich bei positiver Residuallast (Strommangel) laufen."

Das Ergebnis belegt, laut B.KWK, eindeutig, dass die auf ­dezentrale Elektro-Wärmepumpen setzende Strategie den Anspruch einer weitgehenden Dekarbonisierung des Wärmebereichs kaum einlösen kann. Ein Ausbau von gasbasierten KWK-Systemen mit Wärmespeichern, die als ergänzende Komponenten Elektrokessel und Großwärmepumpen als Power-to-Heat-Technologien enthalten, würde hingegen zum Ausbau der Stromerzeugung aus fluktuierenden Erneuerbaren Ener­gien passen.

Die KWK-Anlagen können vorteilhaft die Resi­duallast decken, wenn der Strom aus Wind und Sonne nicht ausreicht. Die Zahl der Volllaststunden der KWK-Anlagen sinkt zwar im Vergleich zu heute deutlich, aber sie liefern dann auch besonders wertvollen Strom. In Überschusszeiten kann mit Strom aus Erneuerbaren zum einen Wärme mittels der Power-to-Heat-Komponenten der KWK-Systeme bereitgestellt werden, zum anderen können die Stromüberschüsse mit Power-to-Gas-Technologien genutzt werden, um Brennstoff für die zuvor mit Erdgas betriebenen KWK-Anlagen regenerativ zu erzeugen.

Erdgasnetz als Speicher

Damit bekommt die KWK eine dauerhafte Perspektive in einem vollständig dekarbonisierten Energiesystem. Die vorhandene Gas-Infrastruktur und die daran gekoppelten Speicherkapazitäten, die auch einen saisonalen Ausgleich zulassen, werden Bestandteil dieses künftigen Energiesystems sein. Dipl.-Ing. Heinz Ullrich Brosziewski, Vizepräsident des B.KWK, betonte: "Die Ergebnisse der Studie belegen, dass ein intensiver Ausbau gasbasierter KWK mit Wärmenetzen für den Klimaschutz mittel- und langfristig eine zielführende Strategie ist. Die KWK-Anlagen können sowohl im kommunalen als auch im gewerblichen Bereich eine zentrale Rolle in der Wärmewende spielen und damit zur Entlastung und Stützung der Netze beitragen. Wir im B.KWK sind überzeugt, dass diese Perspektive Grundlage für die im Koalitionsvertrag von CDU/CSU und SPD angekündigte Weiterentwicklung und umfassende Modernisierung der KWK-Politik sein kann und sein sollte."

Dr. Thomas Griese, Staatssekretär im Ministerium für ­Umwelt, Energie, Ernährung und Forsten Rheinland-Pfalz, führte weiter aus: "Unser zukünftiges, dezentral ausgerich­tetes Energieversorgungssystem wird vor allem durch einen hohen Anteil an fluktuierender Stromerzeugung aus Windenergie und Photovoltaik gekennzeichnet sein. Die Kraft-Wärme-Kopplung kann bedeutende Beiträge für die dadurch notwendige Flexibilisierung des gesamten Energieversorgungssystems und die Verknüpfung der Verbrauchssektoren Strom, Wärme und Gas leisten.

Das sichert eine verlässliche und kosteneffiziente En­ergieversorgung für unsere Industrie, Gewerbe, kommunale Einrichtungen sowie unserer Bürger­innen und Bürger. Durch den zunehmenden Einsatz regenerativer Brennstoffe, wie zum Beispiel Biogas oder Methan aus Power-to-Gas-Anlagen, wird die KWK zukünftig in steigendem Umfang zur notwendigen Dekarbonisierung unserer Energieversorgung beitragen, damit die internationalen, europäischen und nationalen Klimaschutzziele erreicht werden können. Die KWK ist somit ein wichtiger Partner der Energiewende in Deutschland."