KWK in Deutschland: So gelingt die Wärmewende
Ist von Energie die Rede, dann denken die meisten Menschen konkret woran? An Strom. Dabei machen Stromversorgung und Verkehr gemeinsam nicht einmal die Hälfe des Endenergieverbrauchs in Deutschland aus. Der größte „Energiefresser“ ist mit knapp 51% der Wärme- und Kältesektor. Und nur rund 17% davon basieren auf Erneuerbaren Energien.
Wir müssen heute flexible, effiziente und wasserstofffähige KWKs bauen. Nur mit ihnen können wir die Versorgungssicherheit – auch in Zukunft – garantieren und die Wärmewende erfolgreich schaffen.
Den größten Anteil am deutschlandweiten Wärmeverbrauch nehmen mit 47% die Privathaushalte ein. Weitere 37% entfallen auf die Industrie und die restlichen 16% auf den Sektor Gewerbe, Handel und Dienstleistungen. Damit korrespondiert auch die Aufteilung nach Anwendungsbereichen: 47% werden für Raumwärme verwendet, 38% für Prozesswärme, und der Rest verteilt sich auf Warmwasser, Prozesskälte und Klimakälte. Produziert werden Wärme und Kälte immer noch am häufigsten auf Basis von Erdgas und fossilen, nicht erneuerbaren Energieträgern wie Öl, Kohle oder Strom. Nicht einmal ein Fünftel der Wärme stammt aus der Nutzung Erneuerbarer Energien. Dieses Verhältnis soll sich rasch ändern: Bis 2030 sollen gut 50% des Wärmebedarfs aus Erneuerbaren gedeckt werden. Das bedeutet eine Verdreifachung gegenüber heute, ist also ein durchaus anspruchsvolles – aber erreichbares – Ziel. Was es dafür braucht, ist jedoch ein komplett neues Energiesystem: eine nachhaltige Wärmewende eben. Die technologischen Lösungen dafür sind bereits vorhanden, sie müssen nur noch flächendeckend eingesetzt werden.
KWK-Anlagen für unsere Energiezukunft
Unser Stromverbrauch wird in Zukunft, u. a. durch den Ausbau von E-Mobilität und Wärmepumpen, den vermehrten Einsatz von Künstlicher Intelligenz etc., nicht nur kräftig zulegen, er soll zu immer größeren Teilen aus nicht immer verfügbarer Erneuerbarer Energie gedeckt werden. Damit steigt der Bedarf an sicherer, ständig verfügbarer Kraftwerksleistung, die einspringt, wenn der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint.
Ein zentrales Element in diesem Energiesystem der Zukunft ist die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), also die Nutzung einer Primärenergiequelle zur gleichzeitigen Bereitstellung von Strom und Wärme (oder Kälte). Sie bietet etwa Kommunen unabhängig von den bestehenden Voraussetzungen die Möglichkeit, ihre örtliche Wärme- und Strombereitstellung zu dekarbonisieren. Denn KWK-Anlagen punkten mit maximalen Nutzungsgraden und entsprechend hohen Emissionseinsparungen gegenüber der getrennten Erzeugung von elektrischer und thermischer Energie. Diese hocheffiziente Technologie ist nicht neu. KWK-Anlagen werden seit Jahrzehnten zur Energiegewinnung eingesetzt., heute vielfach noch befeuert mit Kohle und zumindest mittelfristig weiterhin auch mit Erdgas, um die volatilen Erneuerbaren Energien in großem Umfang abzusichern. Umso wichtiger ist es, auch die Abwärme, die bei der Stromerzeugung immer entsteht, energetisch zu nutzen und damit wertvolle Ressourcen zu sparen.
Zukunftsweisende KWK-Anlagen wie jene von INNIO können zudem bereits heute auch mit erneuerbaren Energieträgern betrieben werden. So wird z. B. im ländlichen Raum lokal erzeugtes Biogas aus Reststoffen der Landwirtschaft zur nachhaltigen Strom- und Wärmeproduktion genutzt. Neben solchen bereits heute fest in der Energielandschaft etablierten erneuerbaren Gasen können Jenbacher KWK-Anlagen zukünftig auch flexibel mit weiteren erneuerbaren Energieträgern betrieben werden: Wasserstoff und Synthesegase aus Wasserstoffverbindungen sind bereits in den Startlöchern, stehen heute aber noch nicht in ausreichenden Mengen für die Energiewirtschaft zur Verfügung. Mittel- und langfristig gesehen macht dies die Investition in eine hocheffiziente KWK-Anlage jedenfalls zu einer zukunftssicheren Investition.
Von der Grundlastversorgung zum strommarktoptimierten Betrieb
Zentral für das Gelingen der Wärmewende ist dabei die Möglichkeit, KWK-Anlagen sowohl flexibel als auch dezentral zu nutzen. Das macht sie zu einer wichtigen Säule, wenn es darum geht, die gewohnt hohe Versorgungssicherheit in Deutschland zu garantieren. Denn zukunftsfähige KWK-Anlagen können die sogenannte Residuallast abdecken, also jene Energiemengen liefern, die bei Schwankungen von Wind und Sonne nicht mehr durch Erneuerbare bereitgestellt werden können. Damit stehen sie nicht in Konkurrenz zu diesen, sondern werden bei Lastspitzen als komplementäre Technologie eingesetzt, um die Versorgungssicherheit bei Strom und Wärme zu gewährleisten.
Möglich ist das, weil zukunftsfähige KWK-Anlagen nicht mehr wie früher auf die Grundlast des Wärmebedarfs ausgelegt sind, sondern strommarktoptimiert geplant und betrieben werden. Auf diese Weise sind Erzeugung und Bedarf zeitlich entkoppelt. Die modernen Anlagenkonzepte sehen dafür neben (Wärme-)Pufferspeichern vor allem ein intelligentes Energiemanagement vor, das den Einsatz der Anlage so steuert und optimiert, dass für den erzeugten Strom möglichst hohe Preise im Markt erzielt werden können.
Zusammengefasst steht der Energiesektor vor drei großen Herausforderungen: dem Ausstieg aus Kohle- und Atomenergie, der Unberechenbarkeit der Erneuerbaren Energien und der langsamen Entwicklung der Infrastruktur für Strom sowie der breiten Nutzung von Wasserstoff. Zukunftsfähige KWK-Anlagen bieten schon heute eine Antwort darauf, denn sie decken unseren Strombedarf im Fall von Schwankungen oder gar Ausfall der Erneuerbaren und liefern gleichzeitig thermische Energie.
Erfahren Sie hier mehr über die Zukunft der KWK in Deutschland und lesen Sie in unserem White Paper mehr darüber, wie Jenbacher KWK-Lösungen die erneuerbare Strom- und Wärmeerzeugung unterstützen.