Potenzial und Einsatzmöglichkeiten von Kraft-Wärme-Kopplung KWK konkret: Die Novellierung des KWK-G. Berlin, 07. Mai 2015

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1 Potenzial und Einsatzmöglichkeiten von Kraft-Wärme-Kopplung KWK konkret: Die Novellierung des KWK-G Berlin, 07. Mai 2015

2 Aktuelle Situation der KWK Die KWK erzeugt heute rund 96 TWh Strom. Der Anteil der KWK an der gesamten Nettostromerzeugung beträgt 16,2 %. Der Anteil der KWK-Wärme (200 TWh) am Wärmemarkt (<300 C) beträgt rund 20 %. Sinkende Strompreise gefährden die Wirtschaftlichkeit von Gas-KWK-Bestandsanlagen. KWK spart gegenüber der ungekoppelten Erzeugung rund 56 Mio. Tonnen CO 2 ein. 2

3 Zukünftige Perspektive der KWK Die Potenzialanalyse hat ein erhebliches wirtschaftliches KWK-Potenzial aufgezeigt. Die KWK-Stromerzeugung wird bis zum Jahr 2020 voraussichtlich stagnieren. Das Ziel von 25 % KWK-Stromerzeugung im Jahr 2020 wird deutlich verfehlt werden. Durch die technische Flexibilität passt KWK auch langfristig zum Ausbau der Erneuerbaren. Auch bei hohen Anteilen der erneuerbaren Energien spart KWK langfristig (2050) Primärenergie und CO 2 ein. 3

4 Die KWK-Erzeugung wird unter den aktuellen Rahmenbedingungen bis zum Jahr 2020 in etwa konstant bleiben KWK-Nettostromerzeugung in TWh Industrielle KWK-Erzeugung KWK-Anlagen unter 1 MWel Allgemeine Versorgung Biogene KWK

5 Ergebnisse der Potenzialanalyse Das Gesamtpotenzial für die KWK-Stromerzeugung beträgt zwischen etwa 170 TWh/a (betriebswirtschaftlich) und etwa 240 TWh/a (volkwirtschaftlich). Dieses Potenzial liegt mit etwa 110 bzw. 180 TWh hauptsächlich im Bereich der allgemeinen Versorgung (Fernwärme) und mit etwa 38 bis 59 TWh der Industrie. In Gebieten ohne Fernwärmeanschluss weisen auch Objekt-KWK-Anlagen zusätzliche Potenziale auf. Selbst die hohen volkwirtschaftlichen KWK-Potenziale könnten mittelfristig (bis 2030) gemeinsam mit einem weiterem starken Ausbau der EE-Stromerzeugung erschlossen werden. Die zeitliche Struktur der KWK-Erzeugung (insbesondere der Fernwärme) passt sehr gut den Einspeiseprofilen von Wind und PV. Nach 2030 hängt die mögliche Nutzung des KWK-Potenzials von der Struktur der Stromerzeugung, der Entwicklung der Stromnachfrage sowie der Flexibilität des gesamten Stromsystems ab. 5

6 Bis zum Jahr 2030 sind die ermittelten KWK-Potenziale geringer als die KWK-kompatible Stromerzeugung Betriebswirtschaftliches Potenzial/ Basisentwicklung* Volks wirtschaftliches Potenzial/ ambitionierte Entwicklung Referenzszenario Zielszenario 325 TWh KWK-Potenzial KWK-kompatible Stromerzeugung * Volkswirtschaftliche bzw. betriebswirtschaftliche Betrachtung für Objekt und Fernwärme KWK, Basisentw. bzw. ambitionierte Entw. für Industrie-KWK 6

7 Das Erzeugungsprofile der öffentlichen KWK ergänzt sehr gut die Einspeisung von Photovoltaik Wärmenetzeinspeisung (in % zur Maximalwärmeeinspeisung) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% in kalten und sehr kalten Stunden ist die PV- Einspeisung nicht hoch 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% kalt warm PV-Einspeisung (in % zur Maximaleinspeisung) 7

8 Das Erzeugungsprofile der öffentlichen KWK ergänzt sich auch gut mit der Windeinspeisung 100% 90% 80% wenig Winderzeugung in sehr kalten Situationen kalt Wärmenetzeinspeisung (in % zur Maximalwärmeeinspeisung) 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% hohe Winderzeugung in der Übergangsperiode warm 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Wind-Einspeisung (in % zur Maximaleinspeisung) 8

9 Typische Betriebsweisen der KWK-Anlagen in den verschiedenen Anwendungsbereichen Biogene KWK-Anlagen Grundlasteinspeisung bzw. Direktvermarktung BHKW unter 1 MWel 12 Wärme bzw. stromgeführt entsprechend dem Eigenbedarf Industrie 5 KWK-Nettostromerzeugung in TWh 50 Allgemeine Versorgung Gesamtoptimierung entsprechend (Großhandels)-strompreisen und der Fernwärmenachfrage Optimierung der Energiekosten der Betriebe 30 Beim größten Teil der KWK-Stromerzeugung (100% allgemeine Versorgung, KWK in energieintensiven Betrieben und Teil der Biomasse-KWK) werden stündliche Strommarktsignale beim Betrieb der Anlagen der Anlagen berücksichtigt bzw. kommen (relativ unverfälscht) an. 9

10 Entwicklung des Anlagen, Netz- und Speicherzubaus 10

11 Neu und Modernisierung der nach dem KWKG geförderte KWK-Anlagen in MW Nach der KWKG-Novelle 2012 ist insbesondere das Modernisierungsvolumen gegenüber den Vorjahren merklich angestiegen Neubau Modernisierung

12 Wärme- und Kältenetze Nach dem KWKG geförderte Wärmenetze, Trassenkilometer beantragt, größer DN 100 zugelassen, größer DN 100 beantragt, kleinergleich DN 100 zugelassen, kleinergleich DN Trassenlänge in km Stichtag: 01. Juli

13 Wärme- und Kältenetze Ausbau bestehender Netze überwiegt den Neubau. Neue Netze werden überwiegend erneuerbar gespeist, beim Ausbau dominiert Erdgas. Art der Baumaßnahme Energieträger Netzzusammenschluss 3% Ausbau 54% Netzverstärkungsmaßnahme 3% Neubau 40% Trassenlänge in % der Maßnahmen 100% 75% 50% 25% 0% 9% 7% 13% 9% Biomasse 54% Biogas Sonstige 41% Erdgas Steinkohle 6% Braunkohle Heizöl 24% 18% Flüssiggas 6% Neubau Ausbau beantragte und zugelassene Wärmenetze, Stichtag: 01. Juli

14 Wärme- und Kältespeicher kontinuierlicher Anstieg der jährlichen Investition und des Speichervolumens Speichervolumen in Tsd. m³ Investitionssumme in Mio. Euro KWK-Zuschlag in Mio. Euro beantragte und zugelassene Speicher, Stichtag: 30 Juli

15 Wärme- und Kältespeicher Weitere Projekte (eigene Recherche) Speichervolumen dieser Projekte beträgt etwa m³ Volumen Stadt Elektroheizer Inbetriebnahme Status in m³ 1 Duisburg In Planung 2 Potsdam Ja 2015 In Planung 3 Mannheim In Betrieb 4 Nürnberg Ja 2015 Im Bau 5 Kiel Ja ausgeschrieben 6 Flensburg Ja In Betrieb 7 Dessau Ja 2015 In Planung 8 Berlin Ja 2014 In Planung 9 Erfurt Im Bau 10 Leipzig Im Bau 11 Mainz Ja 12 Großkrotzenburg Genehmigt 14 Hennigsdorf In Betrieb 15 Ludwigsburg In Betrieb 16 Lübeck Im Bau 15

16 Wirtschaftlichkeit der Anlagen 16

17 Projektrendite für Neubauprojekte von Objekt- und Industrie- KWK- Anlagen mit KWK-Förderung BHKW 1 BHKW 2 BHKW 3 BHKW 4 BHKW 5 DT 1 GT 1 BHKW 6 GuD 1 1 kw 5 kw 50 kw 500 kw 2 MW 5 MW 10 MW 10 MW 20 MW Einfamilienhaus -27% Zweifamilienhaus -15% -17% 12 Familienhaus -36% 60 Familienhaus -4% Dienstleistungen 4% Schule -4% Einzelhandel 5% Krankenhaus 30% Hotel 30% Maschinenbau 41% Automobilzulieferer 47% 34% Automobilwerk 79% 25% 50% 50% 26% Papier 0% 15% 14% 6% Chemie 6% 17

18 Stromeigennutzungsquote hat starken Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit Interner Zinsfuß von Beispielanlagen bei Vollbenutzungsstunden und verschiedenen Stromeigennutzungsquoten in % 30% 25% 20% 10% 8% 14% 11% 19% 2% 3% Projektrendite 0% -10% -20% -22% -15% -11% -21% -6% -8% 20% 40% 60% 80% 100% -30% -40% -37% -50% BHKW 1 BHKW 2 BHKW 3 1kW 5 kw 50 kw Privater Haushalt Privater Haushalt Gewerbe 18

19 Die wirtschaftliche Situation für Bestandsanlagen der allgemeinen Versorgung ist im Moment schlecht Deckungsbeitrag 2 der Anlagen ohne KWK-Förderung 100 BHKW 6 GuD 1 GuD 2 GuD 3 GuD 4 Steinkohle 1 Steinkohle 2 Erdgas-Anlagen können ihre Betriebskosten nicht decken, für ältere Steinkohle-Anlagen gilt dies ab /kw

20 Wesentliche Empfehlungen zur Anpassung des KWKG Das aktuelle Förderdesign des KWKG sollte in seiner Grundform beibehalten werden. Die arbeitsseitige Förderung von KWK-Stromerzeugung führt zu einer Verbesserung der allgemeinen Wirtschaftlichkeit der geförderten Anlagen, erhöht den Einsatz der Anlagen und führt damit zu einer Einsparung von Primärenergie und CO 2. Die Investitionskostenzuschüsse für den Ausbau der Netze und Speicher haben sich in den letzten Jahren bewährt. Der (relativ günstige) Ausbau der Wärmespeicher erhöht die Flexibilität der KWK-Anlagen sehr stark. Unter den aktuellen und für die nächsten Jahre erkennbaren Marktbedingungen sollte eine Bestandförderung für Erdgas-KWK-Anlagen in der allgemeinen Versorgung in Betracht gezogen werden. Nach der Einführung von möglichen Kapazitätsmechanismen sollte die KWK-Förderung nochmals überprüft werden. Um den Neubau und die Modernisierung von KWK-Anlagen der allgemeinen Versorgung zu ermöglichen, müssten die Zuschlagssätze insbesondere für den ins öffentliche Netz eingespeisten KWK-Strom deutlich erhöht werden. 20

21 Vielen Dank Goethestr Berlin Marco Wünsch Projektleiter Tel:

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