Kraft-Wärme-Kopplung in einer nachhaltigen Wärmeversorgung
Berlin, 21.02.2023 | Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) spielt eine wichtige Rolle in der Wärmeversorgung. Aber die heutige Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung ist ein Auslaufmodell. KWK verliert ihre Wichtigkeit mit dem notwendigen Abbau der Nutzung fossiler Energieträger. Eine aktuelle Studie der Scientists for Future (S4F) zeigt auf, wo die gleichzeitige Erzeugung von Elektrizität und Wärme ihre Zukunft hat.
KWK galt vor vierzig Jahren als elegante Lösung im Kampf gegen die Energieverschwendung. Mittels Verbrennung eines Energieträgers zum Antrieb einer Dampfturbine wird Strom erzeugt. Die dabei entstehende Wärme nutzt man zur Wärmeversorgung in (Fern-)Wärmenetzen oder Industrieanlagen. „Derzeit gibt es etwa 50 große Heizkraftwerke. Diese werden überwiegend noch mit Stein- oder und Braunkohle betrieben“, sagt Michael Huber, Leitautor der Studie und Scientist for Future. „Hinzu kommen noch über 61.000 mittelgroße und kleinere Heizkraftwerke, sog. Blockheizkraftwerke (BHKW), die fast alle mit fossilem Brennstoff betrieben werden.“ Es handelt sich also um eine bedeutende Quelle von Wärme-Energie, die künftig entfallen wird.
KWK und Wärmeversorgung: der status quo
Es handelt sich nicht nur um große Kraftwerke und Industrieanlagen. Durch den zu erwartenden Rückbau großer Teile des Erdgas-Verteilnetzes werden auch viele kleine, dezentrale KWK-Anlagen und BHKW keinen Zugang mehr zu Brennstoff haben. Auch einige als nachhaltig eingestuften Bio-Gasanlagen mit KWK sind betroffen: „Durch den Klimawandel und in Anbetracht der ökologischen Anforderungen an die Landwirtschaft mit dem Primat der Lebensmittelversorgung wird der Anbau von Energiepflanzen zurückgehen, so dass deutlich weniger Biogas zur Verfügung stehen wird“ sagt der Energiefachmann und Co-Autor Jens Clausen.
Der Stand der Dinge stellt sich in Zahlen so dar: Die in der KWK eingesetzten Energieträger sind zu 52 % Erdgas und zu ca. 16 % Stein- und Braunkohlen sowie Mineralöle. Zu ca. 26 % dient Biomasse als Energieträger. Drei Viertel der eingesetzten Energieträger sind also fossil.
Der Platz von KWK in der Wärmewende
Für die Kraft-Wärme-Kopplung kündigt sich also an, dass sich ihre Rolle in der Strom- und Wärmeversorgung grundlegend ändert. „Dabei wird unausweichlich die Verbrennung nur noch eine begrenzte Rolle in der Strom- und Wärmeversorgung spielen dürfen,“ macht Jens Clausen deutlich.
Konkret bedeutet das: wo immer bei der Erzeugung von Elektrizität auch Wärme anfällt, sollte diese Wärme möglichst vor Ort genutzt werden. Michael Huber: „Unter diesem Aspekt, beispielsweise bei den seltenen Dunkelflauten, bleibt KWK in einer CO2-freien Zukunft sinnvoll, wenn auch in stark reduziertem Maßstab.“ Anwendungen in BHKW (evtl. auch Brennstoffzellen-Anlagen) als Teil eines Energie-Insel-Konzepts können auch weiterhin eine wichtige Rolle für die Netzstabilität und die Versorgungssicherheit mit Elektrizität spielen. Und der Einsatz von Biogas sowie von Gas aus Faulschlamm oder aus der anaeroben Kompostierung von Bioabfall bieten ebenfalls mögliche Nutzungspotenziale.
Die S4F-Studie kann Entscheider:innen helfen, bei der Umstellung der Wärme- und Stromversorgung ihrer Kommunen die Möglichkeiten von KWK sachgerecht einzuplanen.
Die Studie findet sich hier: M.Huber et al. (2023): „Kraft-Wärme-Kopplung. Von der fossilen Effizienztechnologie zu einer neuen Rolle in der Wärmewende „, Policy Paper der Scientist for Future.
https://info-de.scientists4future.org/kraft-waerme-kopplung/
Ansprechpartner: Dr. Jens Clausen,
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Tel.: +49 511 300 59 245