Da mehr als die Hälfte des Energieverbrauchs in Deutschland auf die Wärme- und Kälteerzeugung entfällt, kann die Energiewende nur gelingen, wenn sie auch eine umfassende Wärmewende miteinschließt. Einen wichtigen Beitrag dazu leisten flexible und hocheffiziente KWK-Anlagen (Kraft-Wärme-Kopplung). Im zweiten Teil ihrer Whitepaper-Serie widmet sich die INNIO Group der Planung einer zukunftsfähigen Wärmeversorgung mithilfe von KWK.
Die Wärmewende stellt uns in Deutschland vor zahlreiche Herausforderungen. Denn es gilt, den Ausstieg aus Kohle und Atomkraft, die Volatilität der Erneuerbaren Energien (EE) sowie den wachsenden Strombedarf aufgrund der zunehmenden Elektrifizierung miteinander zu vereinbaren. Gleichzeitig müssen Infrastruktur und Verbraucher auf erneuerbare Energieträger umgestellt werden. Zum Gelingen dieser komplexen Aufgabe können hocheffiziente, flexible und wasserstofffähige KWK-Anlagen einen wichtigen Beitrag leisten.
Als wesentliche Basis für die Entwicklung oder den klimafreundlichen Umbau einer dezentralen Wärmeversorgung gibt das Whitepaper zu Beginn einen Überblick über die aktuellen regulatorischen Rahmenbedingungen für den Einsatz und die Förderung von KWK-Anlagen in Deutschland – vom im Herbst 2023 verabschiedeten Wärmeplanungsgesetz bis zum Erneuerbare-Energien-Gesetz und zum KWK-Gesetz. Anschließend erfolgt eine Einordnung der KWK im Kontext der übergeordneten Wärmeplanung und die Beantwortung der Frage, wie diese Technologie auch in Zukunft in intelligenten Energiesystemen eingesetzt werden kann. Dabei wird insbesondere auf die Systemdienlichkeit der KWK in Kombination mit anderen Technologien, insbesondere mit Wärmespeichern und Wärmepumpen, ausführlich eingegangen. Denn in diesem Zusammenspiel können zukunftsfähige KWK-Anlagen ihre besonderen Stärken als zentraler Baustein einer sicheren und klimafreundlichen Energieversorgung entfalten.
Wärmegeführt war gestern – strommarktgeführt ist heute und morgen
In ihrer bisherigen Fahrweise wurden KWK-Anlagen wärmegeführt betrieben und primär zur Wärmeversorgung von einzelnen Gebäuden oder Industriebetrieben bzw. zur Einspeisung in Nah- und Fernwärmenetze eingesetzt. Ihre zukünftige Nutzung liegt nun in einer flexiblen, effizient gemanagten strom- bzw. strommarktgeführten Betriebsweise. Möglich wird dies auch durch die Erweiterung des Anlagenparks um Wärmespeicher, die überschüssige Wärme für eine spätere Nutzung speichern.
Dabei erfordert vor allem die strommarktgeführte Betriebsweise umfangreiche intelligente Energiemanagement-Lösungen, um die immer komplexer werdenden Anforderungen zu erfüllen. Für eine umfassende zukunftsfähige Wärmelösung sollten KWK-Anlagen deshalb von allen am Planungsprozess Beteiligten als Teil eines sektorübergreifend gedachten Konglomerats unterschiedlicher Technologien gedacht und geplant werden. Hier kann die KWK-Technologie nicht nur mit ihrer flexiblen Einsetzbarkeit zur Abdeckung der Residuallast, sondern auch durch optimierte Erlöse aus dem Stromverkauf punkten. Ein weiterer wichtiger Vorteil von KWK-Anlagen besteht darin, dass sie im Fall eines Blackouts auch im Inselbetrieb eingesetzt werden können.
Um ihre Rolle auch in einem vollständig dekarbonisierten Energiesystem erfüllen zu können, müssen zukunftsfähige KWK-Anlagen perspektivisch zudem auch mit klimaneutralen Energieträgern wie z. B. Biogas, Biomethan, Wasserstoff und ggf. Ammoniak betrieben werden können. Hier bieten kraftstoffflexible KWK-Anlagen einen großen Vorteil gegenüber vielen anderen Technologien, bei denen Stranded Investments entstehen können. Auch die Umrüstung von bestehenden KWK-Anlagen auf Wasserstoff ist bereits heute möglich und bietet den Anlagenbetreibern hohe Investitionssicherheit.
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