Kraft-Wärme-Kopplung in der Energiewende

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1 Kraft-Wärme-Kopplung in der Energiewende Ein wesentlicher Baustein im Klimaschutzkonzept Dipl.-Ing. Kraft-Wärme-Kopplung Beratung Projektierung Gutachten Leinaustr Hannover

2 Hinweis Nicht alle Folien, die in der Dokumentation abgedruckt sind, werden im Vortrag gezeigt und besprochen. Sie dienen vielmehr der verbesserten Verständlichkeit, auch wenn sich ohne das gesprochene Wort möglicherweise nicht alles erschließt.

3 Projektierung und Projektbegleitung Wirtschaftlichkeitanalysen für BHKW mit Strom-, Wärmeund Kältelieferung Energierechtliche und energiewirtschaftliche Optimierung der Betreiberkonzepte Projektprüfung für Finanzierungsgesellschaften klassische Anlagenplanung nach HOAI Projektentwicklung, Projektsteuerung BImSch- und TEhG-Verfahren, FW308-/FW309-Gutachten

4 Die Bandbreite der dezentralen KWK Mein Büro betreut von der Mini-KWK-Anlage im Wohnungsbau (5,5 kw el / 14,5 kw th )

5 Die Bandbreite der dezentralen KWK bis zum Industrie-BHKW ( kw el / kw th ) die ganze Palette der dezentralen KWK-Anlagen

6 Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung (B.KWK) Der B.KWK vertritt alle Belange der umweltfreundlichen Kraft-Wärme-Kopplung. ist Vizepräsident im B.KWK und setzt sich als ein Vertreter des Verbandes in diversen Gremien für die Verbreitung der Technologie im Rahmen der Energiewende ein.

7 Betreiberneutral Technologieneutral Brennstoffneutral Fachübergreifend Markgrafenstr. 56, Berlin

8 Zweck und Aufgaben des B.KWK Förderung des Umweltschutzes durch Unterstützung der Kraft- Wärme-Kopplung (KWK) Dialog mit allen gesellschaftlichen Gruppen und Institutionen Beseitigung von Informationsdefiziten und Verankerung des KWK- Gedankens in der Bevölkerung Förderung des Informations- und Erfahrungsaustausches zwischen den Mitgliedern (Netzwerk) Aufklärung und Hilfestellungen für interessierte Personen, Institutionen u.a. Anregung und Förderung wissenschaftlicher und technischer Innovationen im Bereich der Kraft-Wärme-Kopplung Zusammenarbeit und Dialog mit anderen nationalen und internationalen Organisationen im ideellen Bereich.

9 Zu den Begriffen In der alltäglichen Diskussion werden die Begriffe Kraft-Wärme-Kopplungsanlage (KWK-Anlage) Heizkraftwerk (HKW) Blockheizkraftwerk (BHKW) stromliefernde Heizung (Mini-BHKW) nur selten randscharf voneinander abgegrenzt. Aus dieser Vielfalt ist im Gesetz lediglich der Begriff Ø Anlage der Kraft-Wärme-Kopplung legaldefiniert. Ø Blockheizkraftwerk (BHKW) ist nur in diversen anerkannten Regeln der Technik (Normen) eingeführt. Im Rahmen dieser Veranstaltung werden die Begriffe KWK-Anlage und BHKW synonym verwendet.

10 Stromerzeugung und Stromverbrauch Stromverbrauch in Baden-Württemberg (10,5 Millionen Einwohner) Bruttostromerzeugung in Ba-Wü ca. davon 80 TWh/a 60 TWh/a EE ca. 14 TWh/a Atomkraft 20 TWh/a Steinkohle 20 TWh/a Erdgas 3,5 TWh/a Endenergieverbrauch zur Wärmeerzeugung 166 TWh/a Davon fossil 148 TWh/a Werte aus 2013 Quelle: Dr. Jörg Lange, Freiburg

11 Möglicher Anteil der KWK gesamt Stromerzeugung in thermischen Kraftwerken (2013) Atomkraft 20 TWh/a Steinkohle 20 TWh/a Erdgas 3,5 TWh/a thermische Stromerzeugung gesamt 43,5 TWh/a entspricht einem Abwärmeanteil von fossile Endenergie zur Wärmeerzeugung 110 TWh/ 148 TWh/a Wenn alle thermischen Kraftwerke KWK-Anlagen wären, könnten aus der Abwärme der Stromerzeugung 74% des Niedertemperaturwärmebedarfs gedeckt werden! Werte aus 2013 Quelle: Dr. Jörg Lange, Freiburg und eigene Berechnungen

12 Möglicher Anteil der Mini-KWK Stromverbrauch in Baden-Württemberg (10,5 Millionen Einwohner) Bruttostromerzeugung in BW ca. 80 TWh/a 60 TWh/a Umrechnung: 80 TWh/a entsprechen kwh/a das bedeutet je Einwohner kwh/a je EW Wohnfläche je EW in Ba-Wü 46,2 m 2 Anforderung nach EWärmeG für KWK bis 20 kw el 15 kwh/m 2 Wenn alle Wohngebäude Mini-KWK hätten, betrüge deren Stromerzeugung mindestens kwh/a = 9,1% Werte aus 2013 Quelle: Dr. Jörg Lange, Freiburg Statista und eigene Berechnungen

13 Bedeutung für die CO 2 -Bilanz Eine durchschnittliche Mini-KWK-Anlage spart gegenüber dem konventionellen Betrieb in etwa soviel CO 2 ein, wie 1,5 h Mischwald im Jahr absorbieren. Die Mindeststromerzeugung entspricht umgerechnet in normale Betriebszustände etwa Anlagen Diese entsprechen rund ha Wald Fläche Baden-Württemberg ha Mini-KWK im Wohnungsbau bewirkt in der CO 2 -Bilanz dasselbe wie die Aufforstung von 3,1 % der Landesfläche. Werte aus 2013 Quelle: Dr. Jörg Lange, Freiburg Statista und eigene Berechnungen

14 Vorteil der KWK in der Objektversorgung verbrauchernahe Stromerzeugung geringe Kapitalintensität im Vergleich zu Großkraftwerken kurze Bauzeiten Nutzung vorhandener Infrastruktur rasche Anpassung an neue Technologien gebäude- und nutzungsbezogene Optimierung durch große Typenvielfalt sichere Investition: Strom- und Wärmebedarf sind langfristig gegeben niedrige Primärenergiefaktoren in der Wärmebereitstellung

15 Dezentrale KWK ist hochflexibel Im Rahmen der Energiewende spielen dezentrale KWK-Anlagen eine entscheidende Rolle als ideale Partner für die hochvolatile Stromerzeugung durch PV- und Wind. Dezentrale KWK-Anlagen mit Turbinen und Motoren sind extrem schnell regelbar. Werden passende Preisanreize gesetzt, stehen sowohl positive als auch negative Energie zur Verfügung: - Bei hohen Strompreisen (=Stromknappheit) kann die Erzeugung hochgefahren werden. - Bei niedrigen/negativen Strompreisen (=Stromüberschuss) wird die Erzeugung runtergefahren und der Verbrauch im Objekt dient als zusätzliche Last!

16 Dezentrale KWK-Anlagen stützen die Netze KWK-Anlagen werden naturgemäß meist dort errichtet, wo Schwerpunkte des Wärmebedarfs bzw. des Kältebedarfs sind. Dort sind allerdings in der Regel auch die Punkte hoher Stromlast. Die KWK-Anlage, die im Lastschwerpunkt einspeist, trägt erheblich zur Entlastung der Übertragungskapazitäten bei. Dezentrale KWK-Anlagen strecken den Umfang des Netzausbaubedarfs zeitlich und reduzieren ihn letztlich. Sie reduzieren außerdem erheblich den Anteil der Übertragungsnetzverluste, da sie verbrauchsnah einspeisen. Dezentrale KWK im Objekt ist ein aktiver Beitrag zur Energiewende und zur Entlastung der Netze. Der ökologische Vorteil tut ein Übriges.

17 Keine Energiewende ohne KWK Gerade die neuartigen Gase wie Biogas (in der Wohnungswirtschaft kaum relevant) Biomethan Windmethan Solarmethan usw. sind wegen des energetisch und apparativ hohen Aufwands bei der Erzeugung nur sinnvoll zu verwenden, wenn sie energetisch vollständig genutzt werden. Der KWK-Prozess stellt die weitgehend vollständige Nutzung sicher. Die Verwendung zur reinen Stromerzeugung oder gar nur zur Heizung verschwendet ein wesentliches Potential und stellt die Nachhaltigkeit der Öko -Gase sehr in Frage.

18 Energiewende versus Wärmewende? Die Debatte rund um das KWK-Gesetz und auch um das Strommarktdesign ist fast ausschließlich aus Sicht des Stroms geprägt. Jegliche Betrachtung wird unter Strommarktgesichtspunkten angestellt. Dabei ist die Energiewende ohne Wärmewende nicht denkbar! Dezentrale KWK-Anlagen bedienen Restwärmemengen, die auch nach umfassendem Umbau der Gebäudesubstanz noch auf lange Jahrzehnte als Bedarf existieren werden. Nur die dezentrale KWK-Anlage kann diese Restwärmemengen durch Nutzung des KWK-Prinzips ökologisch sinnvoll decken.

19 Energiewende nur mit der Wärmewende Gerade im Kern von Großstädten wird es noch auf lange Jahrzehnte einen Heiz- und Warmwasserwärmebedarf geben, der nicht durch erneuerbare Energieträger gedeckt werden kann. Die dezentrale KWK stellt hier die ideale Technologie dar, um auch in der Brennstoffnutzung den Übergang vom fossilen in das nachhaltige Zeitalter zu gestalten: Der Einsatz von Biomethan Windmethan Solarmethan ist nur in KWK-Anlagen energetisch und ökologisch sinnvoll.

20 Erfüllung des EWärmeG Ba-Wü Das EWärme-Gesetz stellt zu Recht hohe Anforderungen an die Gebäudebesitzer, wenn in der Gebäudetechnik Erneuerungsmaßnahmen fällig sind. Einfach einen neuen Kessel einzubauen geht nicht mehr. Man muss sehr viel mehr tun. KWK-Anlagen erfüllen, wenn sie richtig dimensioniert sind, die Anforderungen des EWärme-Gesetzes einfach ohne nennenswerte bauliche Veränderungen wirtschaftlich

21 Was macht die KWK-Anlage im Sommer? KWK-Anlagen liefern Wärme. Das bedeutet, dass sie eigentlich nur dann laufen, wenn Wärmebedarf vorliegt. Deswegen steht die Frage im Raum, woher der Strom im Sommer in der Dunkelflaute kommt. Seitens der Gegner der dezentralen KWK wird das oft und gerne als Argument dafür gebraucht, dass KWK-Anlagen stromwirtscahtlich nicht viel helfen.

22 KWK = Stromerzeugung mit Abwärmenutzung Grundsätzlich kann jede KWK-Anlage bei Bedarf auch Nicht-KWK-Strom liefern. Dazu muss sie lediglich über ein Rückkühlwerk verfügen. Fordert das Netz Strom zu Zeiten geringen oder nicht vorhandenen Wärmebedarfs Strom an, läuft die KWK-Anlagen dann eben ohne Wärmenutzung. Das ist genau das, was die großen Braunkohle-, Steinkohle- und (noch) die Atomkraftwerke tun. Dagegen bietet die KWK-Anlage die Chance, wenigstens möglichen geringen Wärmebedarfs dezentral zu decken. Wärmespeicher tun ein Übriges und entzerren zeitlich dezentral die Deckung des Strombedarfs und des Wärmebedarfs.

23 KWK in der Landespolitik Das Landeskonzept Kraft-Wärme-Kopplung sieht die Steigerung des KWK-Stromanteils im Land von derzeit 7,3 TWh auf 13 TWh/a bis 2020 vor. Das (theoretische) Ausbaupotential der dezentralen KWK im Wohnungsbau von 7,3 TWh/a verdoppelt den heutigen KWK- Stromanteil sogar. Da nicht alle Häuser KWK-geeignet sind, aber auch industrielle und kommunale KWK- Anlagen ausgebaut werden müssen, ist das Ziel der Landesregierung bei konsequenter Umsetzung problemlos zu erreichen.

24 KWK-Anlagen dienen dem Klimaschutz, sind wirtschaftlich in jeder Hinsicht, sind hochflexibel und damit die idealen Partner der volatilen Wind- und PV- Stromerzeugung, sind ohne Umbauten einsetzbar für nachhaltige erneuerbare Gase wie Windund Solarmethan, befinden sich stets im Lastschwerpunkt und reduzieren somit deutlich die Übertragungsverluste.

25 Dipl.-Ing. Kraft-Wärme-Kopplung Beratung Projektierung Gutachten Leinaustr. 13, Hannover 0511 / post@brosziewski.de Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung e.v. Markgrafenstr. 56, Berlin 030 / info@bkwk.de