Editorial - VGB PowerTech Journal 4/2017

Kraft und Wärme koppeln – doppelten Nutzen generieren

Energiewirtschaft und Stromerzeugung in Deutschland, in Europa und weltweit befinden sich in einem Umbruch. Der Transformationsprozess des Energiesystems hat eine kritische Phase erreicht, die gekennzeichnet ist durch die Integration und zunehmende Dominanz der erneuerbaren Erzeugung und die damit verbundenen wachsenden und wechselnden Anforderungen an das Gesamtsystem.

Das sogenannte Zieldreieck der Energieversorgung mit den ursprünglich gleichberechtigten Eckpunkten Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit – mit bezahlbaren Strompreisen und refinanzierbaren Assets – sowie Nachhaltigkeit – mit den Facetten Umwelt- und Klimaschutz – wird nun überlagert von einem Aktionsdreieck mit drei charakterisierenden „Ds“:

  • Dekarbonisierung,
  • Dezentralisierung

sowie

  • Digitalisierung

sind als Treiber und Leitlinien der zukünftigen Entwicklungen in der Strom- und Energieversorgung zu sehen, die sich sowohl gegenseitig bedingen als auch unterstützen und Innovationen anregen. Das Zieldreieck darf dabei allerdings nicht aus den Augen verloren werden.

Die Stromerzeugung ist dabei, ganz gegen den Trend ihrer öffentlichen Wahrnehmung, seit jeher einem kontinuierlichen Veränderungsprozess unterworfen. Auch wenn Anlagenlebensdauern in der klassischen Erzeugung mit thermischen Kraftwerken von 40 oder 60 Jahren, bzw. 100 Jahren bei der Wasserkraft ein eher „statisches“ Bild vermitteln, folgen unsere Anlagen seit jeher – gleich ob Neuanlagen oder Bestandsanlagen –wichtigen Innovationsprozessen, auch solchen, die mit „neuen 3Ds“ einher gehen.

Diese Trends spiegeln sich auch im VGB PowerTech ab: Die Dekarbonisierung durch unser im Ausbau befindliches Kompetenzfeld „Erneuerbare Energie“ und dessen Gremien sowie zum Beispiel durch Wissenstransfer und Effizienzgewinne aus den Gremien der klassischen „Kraftwerkstechnologien“. Hierzu zählt sicherlich auch die neueste Initiative zum Thema „Energieeffizienz/ Energiemanagementsysteme“. Die Gremien „Gasmotorenanlagen“ und „Dezentrale Erzeugung“ sind Beispiele zur Dezentralisierung und auf dem Feld der Digitalisierung befinden sich aus der bereits laufenden Arbeit VGB-Standards und weitere Aktivitäten in der Vorbereitung.

Ein Blick auf die Struktur des Primärenergieverbrauchs Deutschlands zeigt sehr deutlich, dass die Energietransformation mehr ist als nur ein Umbau der Stromerzeugung: Einen Anteil von 20 % beansprucht der Stromsektor, 29 % sind es für den Verkehrssektor und dominierend mit 51 % sind Wärme- bzw. Kältebedarf führend. Folgerichtig sind die gemeinsame Erzeugung von Strom und Wärme zusammen mit der technisch-wirtschaftlichen Systemoptimierung über den Zusammenschluss verschiedener Erzeugungs-, Speicher- und Verbrauchsoptionen in sogenannten virtuellen Kraftwerken wesentliche Bausteine. Die Entwicklung in diesen Bereichen basiert auf technischen Innovationen aber selbstverständlich auch den wirtschaftlich leitenden Marktbedingungen.

In den vergangenen drei Jahren sind in Deutschland rund 4.300 MW an klassischen Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Betrieb genommen worden, mit einer allerdings deutlich abnehmenden Tendenz. Die leistungsstarken zentralen aber trotzdem verbrauchsnahen Anlagen der öffentlichen Versorgung sind dabei prozentual mit einem Anteil von etwa einem Drittel ein wichtiger Träger dieses Kraft-Wärme-Verbundes. Zahlenmäßig sind die dezentralen Kleinanlagen mit Leistungen unter 10 kW mit mehreren Tausend Installationen führend.

Das vergangene Jahr war nochmals ein positives Jahr für die Kraft-Wärme-Kopplung. Aufgrund der Übergangsbestimmungen zum neuen KWK-Gesetz 2016 sind noch zahlreiche BHKW-Anlagen im Leistungssegment > 100 kW bestellt und im Laufe des Jahres 2016 realisiert worden. Kontraproduktiv, wie an dieser Stelle mehrfach berichtet, zuletzt vom Dr. Christian Behnke im August 2016 unter der Überschrift „Verlässliche und auskömmliche Rahmenbedingungen für KWK dringend erforderlich“, wirkt sich die lang anhaltende Unsicherheit aufgrund der beihilferechtlichen Genehmigung des KWK-Gesetz 2016 mit dem Erneuerbare-Energien-Gesetz 2016 durch die EU-Kommission sowie eine eventuelle Novellierung im KWK-G 2017 aus.

Diese Themen haben führende Experten aus der Branche auch auf der aktuellen Fachtagung „Blockheizkraftwerke und virtuelle Kraftwerke 2017“ des VGB in Berlin diskutiert. Im Detail werden die Vortragenden in kommenden Ausgaben der VGB PowerTech zu ihren Schwerpunkten ausführlich berichten.

In Summe gestalten sich die Perspektiven der Kraft-Wärme-Kopplung herausfordernd. Der zu erwartende Zubau im Bereich der Blockheizkraftwerke wird voraussichtlich auf dem durchschnittlichen Niveau der vergangenen Jahre bestehen bleiben. Für die Betreiber sind steigende Anforderungen in gleich mehreren Bereichen zu erwarten: steigende Komplexität des Umfelds und administrativer Aufwand, steigende Anforderungen an Flexibilität und steigende Anforderungen an Emissionsminderungsmaßnahmen werden hohen Druck auf die technologischen Entwicklungen ausüben. Hier müssen die Anforderungen schlussendlich mit Lösungen aufgefangen werden. Im Bereich der Förderungspolitik bleibt das Umfeld ebenfalls schwierig. EU-Beihilferecht sowie Kumulierung von Förderung in anderen Bereichen waren und bleiben eine Herausforderung. Es stellt sich auch die Frage, ob mehr Regulierung oder mehr technische Weiterentwicklung und mehr technisch optimierter Betrieb zur Erreichung der übergeordneten Ziele der Energietransformation beitragen?

Es bleibt also auch auf dem Sektor der Kraft-Wärme-Kopplung spannend. Die Innovationen bei der Dezentralisierung und Digitalisierung bieten vielfältige Möglichkeiten, die sinnvolle und bereits bewährte Sektorkopplung von Strom und Wärme auch im Sinne einer sicheren, wirtschaftlichen und nachhaltigen Energieversorgung weiter zu entwickeln.