Mini-/Mikro-KWK im Kontext der deutschen Energiewende

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1 LITRES DISCUSSION PAPER LITRES Discussion Paper Mini-/Mikro-KWK im Kontext der deutschen Energiewende Eine Analyse des soziotechnischen Innovationsfeldes Susanne Schubert (TU Darmstadt) Marlies Härdtlein (IER, Universität Stuttgart) Antonia Graf (Universität Münster)

2 Susanne Schubert, Marlies Härdtlein, Antonia Graf Mini-/Mikro-KWK im Kontext der deutschen Energiewende Eine Analyse des soziotechnischen Innovationsfeldes LITRES Discussion Paper Universität Stuttgart Institut für Sozialwissenschaften Abteilung für Organisations- und Innovationssoziologie (SOWI VI) Dr. Gerhard Fuchs, Katrin Alle, M.A. Seidenstr. 36 D Stuttgart Tel.: 0711 / Fax: 0711 / LITRES Discussion Paper (LDP) Discussion Paper (6/2014) ISSN by the author(s) Susanne Schubert ist wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fachgebiet Raum- und Infrastrukturplanung, Institut IWAR, TU Darmstadt. s.schubert@iwar.tu-darmstadt.de Dr. Marlies Härdtlein ist wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung (IER) der Universität Stuttgart. marlies.haerdtlein@ier.uni-stuttgart.de Antonia Graf ist wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Politikwissenschaft der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster. antoniag@uni-muenster.de An diesem Bericht mitgewirkt haben zudem Felix Rüdiger und Benjamin Kraff. Weitere Downloads der LITRES Discussion Paper Reihe finden sich unter:

3 Das Forschungsprojekt LITRES Das Projekt LITRES Lokale Innovationsimpulse zur Transformation des Energiesystems wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmenprogramm der Forschung für Nachhaltige Entwicklungen (FONA) im Förderschwerpunkt Sozial-ökologische Forschung (SÖF) in der Fördermaßnahme Umwelt- und gesellschaftsverträgliche Transformation des Energiesystems gefördert (FKZ 01UN1216). Informationen zur Fördermaßnahme finden sich unter Im Zuge der starken Dezentralisierungsbewegungen spielen lokale Innovationsimpulse für den Transformationsprozess des deutschen Energiesystems eine bedeutende Rolle. Im Projekt LITRES wird ausgehend davon, dass sich in Auseinandersetzung mit den etablierten Strukturen des Feldes Energiesystem spezifische lokale Governance-Strukturen ausbilden, die Entwicklung situativer Governance als Grundlage für Innovationsimpulse untersucht. Hierzu werden 8 Fallstudien zu vier lokalen Innovationsimpulsen (Mini-KWK, Contracting; Intelligente Infrastrukturen und Bürgerwindanlagen) durchgeführt. Das Projekt soll einen Beitrag zu einem besseren Verständnis um die Diffusion von erfolgreichen, nachhaltigen und gesellschaftsverträglichen Innovationen, ausgehend von lokalen Impulsen, leisten. Ein besonderes Augenmerk wird dabei auf die Frage gelegt, inwieweit von lokalen Initiativen Impulse für eine nachhaltige Änderung des Energiesystems insgesamt ausgehen können und welche spezifischen Konfliktlinien mit der Entwicklung neuer Energie-Governance auf lokaler Ebene verknüpft sind. Das Projekt wird von einem wissenschaftlichen und transdisziplinär arbeitenden Forschungsverbund in Kooperation mit Partnern aus der Praxis im Zeitraum April 2013 bis Ende März 2016 bearbeitet. - Universität Stuttgart, Institut für Sozialwissenschaften, Abteilung für Organisations- und Innovationssoziologie Zentrum für interdisziplinäre Risiko- und Innovationsforschung Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung - Technische Universität Darmstadt, Fachgebiet Raum- und Infrastrukturplanung - Westfälische Wilhelms-Universität, Institut für Politikwissenschaft, Lehrstuhl für Internationale Beziehungen und Entwicklungspolitik - Becker Büttner Held Consulting AG Weitere Informationen und Kontaktdaten finden sich auf der Projektwebsite

4 Abstract Im Zuge der Energiewende muss sich das deutsche Energieregime in vielfältiger Hinsicht transformieren. Neben der Substitution fossiler durch erneuerbare Energien, steht dabei die Energieeffizienz sowohl im Gebäudebestand, als auch in der Energieumwandlung im Fokus. Für Letzteres ist die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ein zentrales Element und während traditionell große KWK-Kraftwerke dominierten, wird die Energieerzeugung zunehmen dezentraler und damit rücken kleine KWK-Anlagen in den Fokus. Dieser Bericht 1 soll einen Überblick über wesentlichen Strukturen und Einflussfaktoren von Mini-/Mikro-KWK Anlagen (1-50 kw el ) liefern und die Rolle dieses Innovationsimpulses im vorherrschenden Energieregime beleuchten. Er richtet sich an interessierte Praktiker/innen, Politiker/innen und Planer/innen, und bietet auch Wissenschaftler/innen einen ersten Themeneinstieg. Dazu werden technische und wirtschaftliche Eigenschaften dieser Anlagen dargestellt und auch auf die, je nach Größe und Organisationsform unterschiedlichen, beteiligten Akteure eingegangen. Auch die politischen Rahmenbedingungen, Gesetze und Förderprogramme verschiedener Ebenen spielen eine große Rolle, sowie die räumlichen Strukturen, die für das Potenzial und die Einsatzmöglichkeiten von Mini-/Mikro-KWK Anlagen entscheidend sind. Auf der Basis dieser grundlegenden Informationen zu Mini-/Mikro-KWK Anlagen lässt sich analysieren, welche Berührungspunkte und Konfliktlinien die technologische Nische mit dem vorherrschenden Energieregime hat, welche Akteure und Interessen ihre weitere Entwicklung fördern oder auch hemmen und welche potenzielle Rolle sich daraus für Mini-/Mikro-KWK Anlagen, auch im Zusammenspiel mit weiteren Innovationen im Zuge der Energiewende, für die Transformation des Energieregimes ableiten lassen. Wesentliche Ergebnisse zeigen, dass insbesondere Mini-KWK Anlagen (15-50 kw el ) eine wichtige Rolle in der Transformation des Energieregimes spielen können, gerade auch in Ergänzung zu fluktuierenden erneuerbaren Energien und dass sie größere Flexibilität zwischen Wärme und Strom und im Themenfeld der Energiespeicherung versprechen. Hierfür sind Mini-/Mikro-KWK Anlagen eng verknüpft mit anderen Innovationsimpulsen, wie intelligenten Energieinfrastrukturen (smart grids), aber auch Energiecontracting. In der aktuellen Strommarktregulierung, sowie zwischen den Energiemärkten Strom, Gas und Wärme bestehen aber auch Hemmnisse für Mini-/Mikro-KWK Anlagen. 1 Dieser Beitrag entstand im Kontext des BMBF-Forschungsprojekts LITRES-Lokale Innovationsimpulse zur Transformation des Energiesystems. Für Informationen zum Projekt siehe oben.

5 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Analyse des Innovationsfeldes Technik Leistungsstruktur Kosten und Wirtschaftlichkeit Organisation / Strukturen der wirtschaftlichen Leistungserbringung Politisch-organisatorische Rahmenbedingungen Förderung des Ausbaus erneuerbarer Energien auf EU- und Bundesebene Gesetzlicher Rahmen für M-KWK auf EU- und Bundesebene Förderungsprogramme auf Bundes- und Landesebene Raumstrukturen Betrachtung des Innovationsfeldes innerhalb des Energieregimes Berührungspunkte und Konfliktlinien mit dem Energieregime Potenzielle Rolle für die Transformation des Energieregimes Zusammenfassung Literaturverzeichnis... 36

6 Tabellen und Abbildungsverzeichnis Tabelle 1: Tabelle 2: Tabelle 3: Anzahl der angebotenen BHKW-Module bis 50 kwel nach Technologie im Jahr 2013 (Gailfuß 2013: 21) 10 Anfallende jährliche Kosten beim Einsatz einer M-KWK Anlage zur Wärmeund Stromversorgung von Gebäuden sowie Einnahmen, Einsparungen bzw. Erstattungen (vgl. BHKW-Infothek 2014e; Oschatz 2013a) 13 Überblick Synergien und Konfliktlinien mit dem Energieregime (eigene Darstellung). 29 Abbildung 1: Abbildung 2: Abbildung 3: Abbildung 4: Abbildung 5: Investitionskosten (in ) für verschiedene Techniken der Wärme- (und Strom)versorgung von neugebauten bzw. teilsaniert Einfamilien(EFH)- und Mehrfamilien(MFH)gebäuden (IZES/Bremer Energie Institut 2011: 148) 15 Jahresgesamtkosten (in pro Jahr) für verschiedene Techniken der Wärme- (und Strom )versorgung von neugebauten bzw. teilsaniert Einfamilien(EFH)- und Mehrfamilien(MFH)gebäuden (IZES/Bremer Energie Institut 2011: 149) 16 Akteure bei der Wärme- und Stromversorgung mit M-KWK (eigene Darstellung) 17 Räumliche Einflussfaktoren auf das Einsatzpotenzial von Mini-/Mikro-KWK Anlagen (eigene Darstellung). 26 Mikro-KWK in Kontext fördernder, konkurrierender und implizierter Innovationen (Voß/Fischer 2006: 27) 31 Abbildung 6: Potenzialabschätzung KWK-Anlagen bis 50 kwel (Groß/Guss/Barth 2010: 19) 33

7 7 LITRES Discussion Paper Einleitung Kraft-Wärme-Kopplung beschreibt das in der Regel auf einem Verbrennungsprozess basierende Prinzip der gleichzeitigen Umwandlung von chemischer Energie, die in einem Energieträger gespeichert ist, in thermische und mechanische Energie. Letztere wird durch einen Generator in elektrische Energie umgewandelt und die thermische Energie wird als Wärmeenergie zum Heizen bereitgestellt (DENA 2013). Der entscheidende Vorteil dieses Prinzips ist der höhere Gesamtwirkungsgrad gegenüber der Stromerzeugung ohne Wärmeauskopplung das bedeutet, der Primärenergieträger (bspw. Kohle, Gas oder Biomasse) wird wesentlich besser ausgenutzt. Sehr effiziente KWK-Anlagen erreichen einen Gesamtwirkungsgrad von bis zu 90%, während bei der ungekoppelten Stromerzeugung die ohnehin anfallende Wärme als Abwärme an die Luft oder ins Wasser abgegeben wird (Schaumann/Schmitz 2010: 6). Neben den traditionellen zentralen Heizkraftwerken nutzen auch kleine, dezentrale Anlagen das KWK-Prinzip. Diese sollen im Folgenden als Mini-/Mikro-KWK Anlagen (M-KWK) betrachtet werden. Die Abgrenzung der Anlagengrößen von Mini- zu Mikro-KWK Anlagen ist nicht einheitlich normiert. Wissenschaftlich wird von Mikro-KWK Anlagen zumeist in der Anlagengröße von 1-15 kw el gesprochen (Pehnt 2006: 1), mit einer weiteren Unterteilung der sehr kleinen Anlagengrößen in Nano-KWK (bis 2,5 kw el ), während als Mini-KWK Anlagen die etwas größeren Anlagen zwischen kw el bezeichnet werden. Verschiedene finanzielle Förderprogramme setzen unterschiedliche Höchstgrenzen für die förderfähigen Mini-/Mikro-KWK Anlagen, bspw. bei 20 kw el (BAFA) oder 50 kw el (KWKG). Im Rahmen dieses Projektes und gestützt auf Expertenaussagen im Rahmen eines Praxisworkshops wird eine Abgrenzung des betrachteten Innovationsfeldes über die Anlagengröße von 1-50 kw el vorgenommen, unterteilt in (vgl. auch Stahl 2014; Arnold/Sonnenberger/Schäffler 2014): Nano-BHKW, 1 bis 2,5 kw el, für die Anwendung in Ein- bis etwa Dreifamilienhäusern Mikro-BHKW, 2,5 bis 20 kw el, welche meist Mehrfamilienhäuser und kleinere Gewerbebetriebe versorgen Mini-BHKW, 20 bis 50 kw el, für die Anwendung in größeren Immobilien und kleinen Nahwärmenetzen. Aber bereits in diesem Segment unterscheiden sich Nutzer(gruppen), Akteure, wirtschaftliche und technische Bereitstellungsformen deutlich, denn das Spektrum reicht von der 1 kw el stromproduzierenden Heizung im größeren Einfamilienhaus, bis hin zum kleinen 50 kw el BHKW, das ein Quartiersnahwärmenetz speist. Damit gehen Unterschiede für die Positionierung im- und Auswirkung auf das Energieregime einher. Dennoch haben M-KWK Anlagen bis maximal 50 kw el gemeinsam, dass es sich, bspw. in Abgrenzung zu zentralen KWK- Kraftwerken, um eine dezentrale Form der Strom- und Wärmerzeugung handelt, die im Energieregime eine Schnittstelle zwischen der Strom-, Gas- und Wärmeversorgung bildet. Als effiziente Energieumwandlung stellt sie einen wichtigen Baustein im Zuge der Energiewende dar und steht zugleich in Konkurrenz zu anderen technischen Lösungen und Energieversorgungsformen wie z.b. zentraler Fernwärme, oder Solarthermie, sowie zur Energieeinsparung

8 Schubert, Härdtlein, Graf: Mini-/Mikro-KWK im Kontext der deutschen Energiewende 8 durch Gebäudeenergieeffizienzmaßnahmen, die durch die deutliche Reduktion der Wärmeenergienachfrage die Wirtschaftlichkeit von M-KWK Anlagen in Frage stellen können. Vor dem Hintergrund der vielfältigen Beziehungen zwischen M-KWK und dem vorherrschenden Energieregime, möglicher Synergien, aber auch Konfliktlinien mit dem Energieregime, stellt sich die Frage, wie das Verhältnis vom M-KWK als Innovationsimpuls zum bestehenden Energieregime 2 beschrieben werden kann. Um sich diesem zu nähern, soll zunächst untersucht werden, welche Eigenschaften in der Technik- und wirtschaftlichen Leistungsstruktur, sowie den politisch-organisatorischen Rahmenbedingungen und Raumstrukturen M- KWK prägen (Kapitel 2). Anschließend wird das Verhältnis von M-KWK zum Energieregime an Hand von Berührungspunkten und Konfliktlinien mit verschiedenen Akteursgruppen aus dem Energieregime analysiert, sowie die potenzielle Rolle für dessen Transformation aufgezeigt (Kapitel 3). Abschließend wird eine Zusammenfassung gegeben und Handlungsbedarf benannt (Kapitel 4). Die Transformation des Energiesystems bezieht sich hierbei auf die Energiewende und normativer Ausgangspunkt sind die Ziele der Bundesregierung in ihrem Energiekonzept von März 2011, das neben der Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien an der Strom- und Wärmebereitstellung auch eine Steigerung der Energieeffizienz, sowie des KWK-Anteils an der Stromerzeugung vorsieht (siehe 2.3.). 2. Analyse des Innovationsfeldes 2.1. Technik Für KWK-Anlagen stehen u.a. Verbrennungsmotoren, Gasturbinen, Dampfturbinen, Stirlingmotoren oder Brennstoffzellen zur Verfügung (Dittmann 2011; Verheyen 2011; DENA 2013). Bezogen auf den hier betrachteten Leistungsbereich von 1 bis 50kW el spielen v.a. folgende Aggregate eine Rolle bzw. befinden sich in der Pilot- oder Entwicklungsphase (SEH 2011; BHKW-Infothek 2014a): Im Nano-BHKW Bereich (1 bis 2,5 kw el ) werden z.z. weitestgehend Stirlingmotoren angeboten, auch sind wartungsintensivere Verbrennungsmotoren verfügbar. Daneben befinden sich Brennstoffzellen für diese Leistungsbereiche in der Entwicklung bzw. sind bereits vereinzelt am Markt verfügbar. Anbieter in diesem Leistungssegment sind beispielsweise Viessmann, SenerTec, ökofen (Stirlingmotor, Microgen), Vaillant (Verbrennungsmotor) oder Ceramic Fuel Cells (BlueGen: Brennstoffzelle). 2 Energieregime werden hier verstanden als sozio-technische Infrastrukturregime, deren technische und gesellschaftliche Elemente (z.b. Netze und Kraftwerke, soziale Normen und organisierte Praktiken, Regulierungsinstitutionen und Wissensbestände) eng aufeinander bezogen sind und in ihrem Zusammenwirken bestimmte gesellschaftliche Funktionen ausüben. Die Funktionslogiken des Regimes bestimmen i.d.r. die Richtung von Innovationsprozessen und den Grad technologischer und sozialer Variation (vgl. Rip/Kemp 1998; Berkhout et al. 2004).

9 9 LITRES Discussion Paper Mikro-BHKW Anlagen (2,5 bis 20 kw el ) werden größtenteils mit Verbrennungsmotoren betrieben. Die Anzahl der Hersteller ist groß, u.a. zählen hierzu EC Power, energiewerkstatt, KW Energie, SenerTec, Vaillant und Viessmann. Es existieren auch einige wenige Stirlingmotoren und Brennstoffzellen, die aber noch in der Testphase sind (BHKW-Infothek 2014a) Anlagen ab 20 bis 50 kw el (Mini-BHKW) werden (fast) nur noch durch Verbrennungsmotoren angetrieben (BHKW-Infothek 2014c). Damit sind Verbrennungsmotoren die vorrangig eingesetzte Technologie im Leistungsbereich von 1 bis 50 kw el. Hierbei dominieren die Gas-Otto-Motoren über die Dieselmotoren. Letztere werden nur von wenigen Anbietern angeboten und können mit Heizöl und Pflanzenöl betrieben werden. Im Vergleich zu Gas-Otto-Motoren benötigen Heizöl und Pflanzenöl betriebene BHKW generell einen höheren Wartungsaufwand und erreichen meist nicht die Standzeiten von Gasmotoren. Heizöl bzw. Pflanzenöl betriebene BHKW bieten sich vorrangig für solche Standorte an, an denen der Einsatz von Erdgas oder Flüssiggas aufgrund der örtlichen Gegebenheiten keine geeignete Option ist (BHKW-Infothek 2014c). Gas-Otto-Motoren sind in einer Vielzahl an Maschinen am Markt verfügbar. Sie werden vor allem mit Erdgas und Flüssiggas gefahren, vereinzelt (v.a. im Bereich Mikro- und Mini- KWK) werden auch Biogas und Biomethan als Brennstoffe angegeben. Die elektrischen Wirkungsgrade der Gas-Otto-Motoren liegen im Bereich von 15 bis über 30%. Nachteilig im Vergleich zu z.b. Stirlingmotoren sind ihre vergleichsweise hohen Wartungskosten (regelmäßig erforderliche Ölwechsel) und höheren Emissionen aufgrund der internen Verbrennung des Brennstoffs im Motor (vgl. auch Bachor et al. 2013). Stirlingmotoren arbeiten im Gegensatz zu Verbrennungsmotoren mit einer externen Wärmezufuhr. Die extern zugeführte Wärmeenergie wird im Motor in Bewegungsenergie umgewandelt. Ein nachgeschalteter Generator wandelt die Bewegungsenergie wie beim Verbrennungsmotor in Strom um. Der Stirlingmotor ist hinsichtlich des eingesetzten Brennstoffs sehr flexibel. So können auch feste Brennstoffe, wie zum Beispiel Holz, verwendet werden. Holzpellets-BHKW sind derzeit noch in der Erprobung und unterlaufen in Deutschland und Österreich verschiedene Feldtests. Ebenso positiv ist, dass die externe Verbrennung keine Explosionsprozesse im Motor hervorruft und somit Stirlingmotoren sehr leise sind und eine hohe Lebensdauer aufweisen. Stirlingmotoren sind durch die geringe mechanische Belastung nahezu wartungsfrei (BHKW-Infothek 2014d). Die elektrischen Wirkungsgrade liegen im Leistungsbereich von 1 kw el derzeit (noch) in einem Bereich von lediglich 10 bis 16% (Bachor et al. 2013). Brennstoffzellen beruhen auf elektrochemischen Reaktionen und wandeln die im Brennstoff enthaltene Energie direkt in Wärme und Strom um. Durch den eingesparten Weg konventioneller Aggregate, Strom über Wärme zu erzeugen, können Brennstoffzellen theoretisch weitaus effizienter arbeiten und weisen höhere elektrische Wirkungsgrade auf (BHKW-Infothek 2014d). Von den Herstellern werden elektrische Wirkungsgrade von 30 bis 55 bzw. 60% angegeben (Bachor et al. 2013). Derzeit führen die Hersteller entsprechender Module größere Feldtests durch. Laut den an Feldtests beteiligten Unternehmen dürfte mit einer Serienreife bis 2015 zu rechnen sein. Die BlueGen Brennstoffzelle des Herstellers Ceramic Fuel Cells ist

10 Schubert, Härdtlein, Graf: Mini-/Mikro-KWK im Kontext der deutschen Energiewende 10 bereits am Markt verfügbar. Sie gehört zum Typ der Hochtemperatur Brennstoffzellen. Es wird von Experten erwartet, dass sich in den nächsten Jahren im Nano- bzw. Mikro-BHKW Segment vermehrt Brennstoffzellen etablieren werden (Dittmann 2011; BHKW-Infothek 2014c). Weiterhin gibt es einige Hersteller, die Mikrogasturbinen oder Dampfkolbenexpansionsmaschinen anbieten. Tabelle 1 fasst für das Jahr 2013 die Anzahl an angebotenen BHKW- Modulen bis 50 kw el nach (Gailfuß 2013) zusammen. Tabelle 1: Anzahl der angebotenen BHKW-Module bis 50 kwel nach Technologie im Jahr 2013 (Gailfuß 2013: 21) Anzahl Ottomotoren 183 Dieselmotoren 35 Stirlingmotoren 8 Brennstoffzellen 4 Mikrogasturbinen 4 Dampfexpansionskolbenmaschinen 2 Während Nano-BHKW sich für die Anwendung in Ein- bis etwa Dreifamilienhäusern anbieten, können Mikro-BHKW Mehrfamilienhäuser und kleinere Gewerbebetriebe versorgen (z.b. Bäckereien, Großküchen). Mini-KWK Anlagen eignen sich für größere Immobilien (z.b. Hotels) und kleine Nahwärmenetze (Meixner 2013, BHKW-Infothek 2014b). BHKW können wärme- oder stromgeführt betrieben werden. Darüber hinaus ist auch die kombinierte bzw. netzgeführte Betriebsweise eine Option. Aktuell dominiert im Leistungsbereich bis 50 kw el der wärmegeführte Betrieb der BHKW ( stromproduzierende Heizung ). Aufgrund der aktuellen Diskussionen um eine flexible Strom- und Wärmebereitstellung spielen aber auch Ansätze zur kombinierten bzw. netzgeführten Betriebsweise eine zunehmende Rolle (Haas et al. 2010; ASUE 2011; Thamling 2013; Bachor et al. 2013). Wärmegeführte Betriebsweise: der Betrieb des BHKW wird am Wärmebedarf des Objektes ausgerichtet. Dieser unterliegt Schwankungen im Jahres- oder Tagesverlauf aber auch kurzfristigen starken Schwankungen, zum Beispiel beim Lüften oder Baden. Um eine optimale Auslastung zu erzielen sollte ein BHKW auf die Wärmegrundlast des Objektes ausgelegt sein und ein (meist fossiler) Spitzenlastkessel zur Abdeckung der Wärmebedarfsspitzen eingesetzt werden. Der erzeugte Strom wird bei Bedarf selbst genutzt und/oder in das Stromnetz eingespeist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Betreiber des BHKW die erzeugte thermische und elektrische Energie möglichst zeitgleich nutzen können.

11 11 LITRES Discussion Paper Stromgeführte Betriebsweise: der Betrieb und die Auslegung des BHKW erfolgen anhand der angestrebten Stromerzeugung (entsprechend dem Strombedarf des Objektes oder wirtschaftlichen Erwägungen). Kombinierte bzw. netzgeführte Betriebsweise. Hier sind verschiedene Optionen möglich, die mit jeweils unterschiedlichem (Wärme-)Speicherbedarf und Auswirkungen auf die Laufzeit und damit auch die Vollbenutzungsstunden des BHKW verbunden sind. Beispielsweise kann bei Vorhandensein eines ausreichend dimensionierten Wärmespeichers die Wärmeerzeugung von der -nutzung entkoppelt werden. Dadurch wird zumindest teilweise eine Verlagerung der Stromerzeugung (d.h. der Laufzeiten des BHKW) in die Phasen hoher Strompreise möglich. Ggf. kann sogar ganzjährig Strom bedarfsorientiert zur Verfügung gestellt werden (DENA 2013; Thamling 2013). Nach Haas ist beispielsweise auch ein wärmegeführter Betrieb in den Wintermonaten sowie ein stromgeführter Betrieb des BHWK in den Übergangszeiten und Sommermonaten eine Option für den Anlagenbetrieb (Haas et al. 2010: 54 ff.). Insgesamt spielt die Auslegung des BHKW mit dem Ziel hoher jährlicher Vollbenutzungsstunden eine entscheidende Rolle für den wirtschaftlichen Betrieb der Anlage. Der kompetenten und fachgerechten Planung und Ausführung der BHKW Installation kommt damit eine große Bedeutung zu. Wichtig hierfür ist eine vorangestellte, umfassende Erhebung des Verlaufs der Wärme-, Strom- und ggf. Kältenachfrage der zu versorgenden Gebäude im Jahresbzw. Tagesgang (vgl. ASUE 2011). Zu beachten ist aber, dass eine etwaige Anpassung an die Lastsituation im Stromnetz bei einer netzgeführten Betriebsweise stets zu einer Reduktion der Vollbenutzungsstunden des BHKW führt, was entsprechend Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit haben kann (Thamling 2013; IKZ-Fachplaner 2008). M-KWK erzeugen Strom und Wärme zur Eigennutzung bzw. zur Einspeisung in das Stromoder Wärmenetz. Neben Motor, Generator und Wärmetauscher sind verschiedenste weitere technische sowie bauliche Komponenten und Einrichtungen erforderlich wie z.b. Wärmeverteilungssysteme im Gebäude, Armaturen für den hydraulischen Abgleich, Warmwasser- und Wärmespeicher, Niederspannungsverteiler und Stromzähler, Mess- und Regelsysteme, Abgasrohrleistungen (ASUE 2007). Damit verbunden spielen die hydraulische, elektrische und regelungstechnische Einbindung des BHKW eine wichtige Rolle. Eine ausführliche Erläuterung mit einer Beschreibung verschiedener Varianten findet sich beispielsweise in ASUE (2007). Die hydraulische Einbindung betrifft dabei den Anschluss des BHKW an das Rohrleitungssystem der Heizungsanlage. Die elektrische Anbindung berücksichtigt den Anschluss an das elektrische Netz, um den im BHKW erzeugten Strom, der nicht für den Eigenbedarf erforderlich ist, in das Stromnetz einspeisen zu können bzw. um bei Bedarf Strom aus dem Netz beziehen zu können. Wichtig für die Auslegung der Regel- und Steuerungssysteme und damit die regelungstechnische Einbindung ist u.a. die Betriebsweise des BHKW (z.b. wärmegeführt) verbunden mit dem Ziel, möglichst hohe Laufzeiten des BHKW zu erreichen. Nach Groß et al. (2010) waren Ende 2009 in Deutschland etwa KWK-Anlagen im Leistungsbereich <50 kw el mit einer Gesamtleistung von rund 225 MW el installiert. Diese Abschätzungen basieren auf den Zulassungszahlen des BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und

12 Schubert, Härdtlein, Graf: Mini-/Mikro-KWK im Kontext der deutschen Energiewende 12 Ausfuhrkontrolle) sowie einer ergänzenden Abschätzung derjenigen Anlagen, die nicht über das BAFA gemeldet sind (entspricht ca. 5%). Seit dem 1. April 2012 bezuschusst das BAFA nach dem neu aufgelegten Förderprogramm Mini- und Mikro-KWK Anlagen (bis 20 kw el ), die in Bestandsgebäude eingebaut werden. Seit dem Start des Programms haben mehr als Anlagenbetreiber das Förderprogramm in Anspruch genommen. Die elektrische Gesamtleistung der in diesem Zeitraum installierten Anlagen betrug 18,94 MW (Ende Juni 2013). In Bezug auf die elektrische Leistung der installierten Anlagen ergibt sich folgendes Bild: 12,5% der BHKW-Anlagen weisen eine elektrische Leistung unter 3 kw auf, 47,5% der BHKW-Anlagen liegen im Leistungsbereich 3,1-10 kw und 40,1 % im Bereich 10,1-20 kw (BWA 2013). Von Groß et al. (2010) wurden jährliche Zubaupotenziale für M-KWK Anlagen (<50 kw el ) bis zum Jahr 2020 abgeleitet. Es wurde von jährlich steigenden Zubauraten ausgegangen: Beispielsweise für das Jahr 2010 (Basis) wurde ein Zubau von gut 20 MW el, für das Jahr 2013 von knapp 30 MW el und für das Jahr 2020 von gut 65 MW el pro Jahr angenommen. Der größte Beitrag wurde dabei dem Zubau bei KWK-Anlagen im Leistungsbereich <15 kw el zugerechnet. Ein unmittelbarer Vergleich mit den oben aufgezeigten Daten der BAFA für den Zeitraum April 2012 bis Juni 2013 ist schwierig, da jeweils unterschiedliche Leistungsbereiche erfasst werden. Es zeigt sich aber in der Tendenz, dass die Abschätzungen nach Groß et al. (2010) - bezogen auf den aktuellen Stand und die aktuellen Entwicklungen - eher optimistisch sind Leistungsstruktur Kosten und Wirtschaftlichkeit Der Einbau einer M-KWK Anlage zur Strom- und Wärmeerzeugung ist - im Vergleich zum Einbau bzw. Tausch eines konventionellen Heizkessels - mit höheren Investitionen verbunden. Jedoch kann neben der erzeugten Wärme auch der erzeugte Strom bei Bedarf selbst genutzt werden. Der Bezug von Strom aus dem öffentlichen Netz wird somit vermieden. Darüber hinaus kann der erzeugte und nicht selbst genutzte Strom in das öffentliche Stromnetz eingespeist und damit eine entsprechende Vergütung erzielt werden. Weiterhin erhält der Betreiber für den erzeugten Strom einen KWK-Zuschlag wahlweise für einen Zeitraum von zehn Jahren oder für die Dauer von Vollbenutzungsstunden (für Details siehe Kap ). Daneben kann er für den eingesetzten Brennstoff eine Energiesteuererstattung erhalten. Um die Wirtschaftlichkeit von M-KWK Anlagen zu beurteilen sind damit verschiedenste Kostenfaktoren aber auch zusätzliche Einnahmen, Einsparungen und Erstattungen (im Vergleich zur Wärmeerzeugung über einen Heizkessel) zu beachten. Tabelle 2 fasst Kostenparameter und Einnahmen, die mit dem Betrieb einer M-KWK Anlage verbunden sind, zusammen.

13 13 LITRES Discussion Paper Tabelle 2: Anfallende jährliche Kosten beim Einsatz einer M-KWK Anlage zur Wärmeund Stromversorgung von Gebäuden sowie Einnahmen, Einsparungen bzw. Erstattungen (vgl. BHKW-Infothek 2014e; Oschatz 2013a) Anfallende Kosten der Wärme- und Stromerzeugung mit M-KWK - Abschreibung der getätigten Investition und Kapitalkosten - Brennstoffbezug - Wartung, Instandhaltung, Reparaturen (BHKW und Peripherie) - Schornsteinfegerkosten, Versicherung etc. Einnahmen, Einsparungen und Erstattungen im Vergleich zu Wärmeerzeugung mit Heizkessel + vermiedener Stromeinkauf bei Eigennutzung + Vergütung von eingespeistem, überschüssigem Strom (vgl. EEX-Baseload und vermiedene Netznutzungsentgelte) + KWK-Zuschlag für erzeugten Strom (z.b. fabrikneue KKW-Anlagen: 5,41 Cent/kWh über 10 Jahre) + Energiesteuererstattung für Brennstoff (z.b. Erdgas: 0,55 Cent/kWh) + ggf. Förderung (z.b. Investitionszuschuss nach BAFA) Nachfolgend wird zunächst ein Überblick über typische Investitionskosten sowie betriebsund verbrauchsgebundene Kosten von M-KWK Anlagen zur Energieversorgung gegeben. In Anschluss daran wird beispielhaft die Wirtschaftlichkeit von M-KWK Anlagen in Ein- und Mehrfamilienhäusern aufgezeigt. Investitionskosten: Nach ASUE (2011) liegen die spezifischen Investitionskosten für Erdgas-BHKW im Leistungsbereich von 50kW el bei bis Euro pro kw elektrischer Leistung und damit deutlich höher als die spezifischen Kosten für größere BHKW-Module. Angaben von rund Euro pro kw elektrische Leistung für BHKW im Leistungsbereich von 15 bis 50 kw el finden sich auch in Velten (2012). Entscheidend für die Gesamtinvestitionen sind neben den Kosten für das BHKW- Modul - Umfang und Preis weiterer erforderlichen Komponenten (Peripherie) und Arbeiten. So kann es sein, dass bei einigen BHKW-Modellen umfangreichere Änderungen im Hydraulischen-, Elektrischen-, oder dem Abgassystem erforderlich sind bei anderen Modellen jedoch nicht. Somit kann ein auf den ersten Blick teureres BHKW letztendlich eine in der Summe günstigere Lösung darstellen (BHKW-Infothek 2014a). Die Lebensdauer der in Serie produzierten Motoren reicht von bis Nutzungsstunden und erreicht damit - in Abhängigkeit von der jährlichen Nutzungsdauer - einen Zeitspanne von Jahre. Teilweise laufen Motoren (inkl. Motorrevision) mehr als Betriebsstunden (Gailfuß 2014). Brennstoffkosten: Die Brennstoffkosten für z.b. den Erdgasbezug setzen sich zusammen aus einem Grundpreis (in Euro pro Monat) sowie einem Arbeitspreis (in Cent pro kwh). Je nach Gasanbieter wird eine Staffelung der Höhe der Preise in Abhängigkeit der bezogenen Gasmenge vorgenommen.

14 Schubert, Härdtlein, Graf: Mini-/Mikro-KWK im Kontext der deutschen Energiewende 14 Wartungs- und Instandhaltungskosten: Von den Herstellern werden häufig Vollwartungsverträge angeboten. Nach ASUE (2011) können die spezifischen Kosten von Instandhaltungsverträgen mit rund 2,5 ct/kwh el angesetzt werden. IZES (2011) differenzieren die Angaben nach Größenklassen. Für Anlagen <4 kw el werden Wartungs- und Instandhaltungskosten von 4 ct/kwh el angegeben. Bis zur Größenklasse <40 bis 50 kw el sinken die spezifischen Kosten stufenweise auf 2 ct/kwh el ab. Grundsätzlich kann festgehalten werden, dass hohe jährliche Laufzeiten und damit Vollbenutzungsstunden sich positiv auf die Wirtschaftlichkeit einer Wärme- (und Strom-)versorgung durch eine M-KWK Anlage auswirken (IZES/Bremer Energie Institut 2011). Darüber hinaus ist auch ein hoher Anteil an Eigennutzung des erzeugten Stromes (durch Gebäudeeigentümer bzw. Mieter) vorteilhaft für die Wirtschaftlichkeit des BHKW-Betriebs. Grund hierfür ist, dass im Falle der Eigennutzung des erzeugten Stromes der Bezug von Strom aus dem Netz vermieden wird. Gerade für Haushalte sind die spezifischen Strombezugskosten relativ hoch, d.h. durch Nutzung des selbst erzeugten Stromes können nennenswert Kosten eingespart werden (vgl. Oschatz 2011). Um die Wirtschaftlichkeit von M-KWK Anlagen umfassend zu beurteilen ist der Vergleich mit anderen Optionen zur Wärme- und Stromversorgung von Gebäuden erforderlich. Die Abbildungen 1 und 2 zeigen einen solchen Vergleich anhand exemplarischer Berechnungen der Berliner Energieagentur in (vgl. IZES/Bremer Energie Institut 2011). Es werden Neubaugebäude und sanierte Gebäude mit unterschiedlichem Wärmebedarf betrachtet. Abbildung 1 gibt einen Überblick über die Investitionskosten für die M-KWK sowie für die alternativen Optionen zur Wärmeversorgung der Gebäude (Erdgas-Brennwerttherme und Luft- bzw. Sole- Wärmepumpen). Abbildung 2 zeigt die Jahresgesamtkosten (in Euro pro Jahr) der verschiedenen Wärmeversorgungsoptionen auf.

15 15 LITRES Discussion Paper Abbildung 1: Investitionskosten (in ) für verschiedene Techniken der Wärme- (und Strom)versorgung von neugebauten bzw. teilsaniert Einfamilien(EFH)- und Mehrfamilien(MFH)gebäuden (IZES/Bremer Energie Institut 2011: 148) Für Investoren stellen häufig die anfänglichen Investitionskosten das Entscheidungskriterium für bzw. gegen die Installation einer bestimmten Wärmeversorgungstechnologie dar. Betrachtet man ausschließlich die Investitionskosten, so stellt sowohl bei den Einfamilienhausvarianten (EFH, teilsaniert, komplettsaniert, Neubau) als auch bei den kleinen und großen Mehrfamilienhäusern (MFH, teilsaniert, komplettsaniert, Neubau) der Erdgasbrennwertkessel die günstigste Investition dar. In allen Fällen ist weiterhin die Installation einer Sole-Wärmepumpe mit den höchsten Investitionskosten versehen. Die Investitionskosten für M-KWK liegen zwischen den durch Erdgasbrennwertkessel und Sole- Wärmepumpen aufgespannten Bandbreiten, jedoch eher im Bereich der höheren Investitionskosten. Für EFH liegen die Investitionskosten zwischen rund und gut Euro. Der Einbau einer M-KWK Anlage in kleinen MFH kostet zwischen rd und Euro. Lediglich in großen Neubau-MFH werden die Investitionskosten für Erdgasbrennwertkessel, BHKW und Brennwert-BHWK mit rund Euro in vergleichbarer Höhe angesetzt (IZES/Bremer Energie Institut 2011). Um die tatsächlich anfallenden Kosten einer Wärme- und Stromversorgung zu ermitteln müssen neben den jährlichen aus der Investition resultierenden Kosten auch die jährlichen betriebs- und verbrauchsgebundenen Kosten in die Kalkulation mit einbezogen werden. Abbildung 2 gibt einen Überblick über diese jährlichen Gesamtkosten. Für den selbstgenutzten Strom wurden verdrängte Stromkosten in die Kalkulationen mit einbezogen (IZES/Bremer Energie Institut 2011).

16 Schubert, Härdtlein, Graf: Mini-/Mikro-KWK im Kontext der deutschen Energiewende 16 Abbildung 2: Jahresgesamtkosten (in pro Jahr) für verschiedene Techniken der Wärme- (und Strom )versorgung von neugebauten bzw. teilsaniert Einfamilien(EFH)- und Mehrfamilien(MFH)gebäuden (IZES/Bremer Energie Institut 2011: 149) Die jährlichen Gesamtkosten beim Einbau eines BHKW liegen bei EFH und MFH im mittleren Bereich der betrachteten Wärmeversorgungstechnologien. Erst ab dem großen MFH (vor allem bei der Neubauvariante) ergibt sich eine zunehmende Konkurrenzfähigkeit zur Erdgas- Brennwerttherme aufgrund günstiger Bedarfsstrukturen und höheren Vollbenutzungsstunden verglichen zu den Bedingungen bei kleinen MFH und EFH (IZES/Bremer Energie Institut 2011) Organisation / Strukturen der wirtschaftlichen Leistungserbringung Abbildung 3 gibt einen Überblick über wesentliche Akteure im Bereich von M-KWK Anlagen.

17 17 LITRES Discussion Paper Abbildung 3: Akteure bei der Wärme- und Stromversorgung mit M-KWK (eigene Darstellung) Heizungsinstallateure, BHKW-Installateure, Handwerker etc. Gebäudeeigentümer Gebäude- und Wohnungsmieter Gerätehersteller/ Technologieanbieter Institutionen zur Anmeldung/Abnahme BHKW Banken/Finanzierungsinstitute Betreiber des BHKW (z.b. Eigentümer oder Nutzer des Gebäudes, Contractor) Förderinstitutionen Ggf. weitere Wärmenutzer (Wärmenetz) Ggf. Contractoren Gas-, Strom-, Wärmenetzbetreiber und -versorger Nachfolgend werden die in Abbildung 3 dargestellten Akteure in vier Akteursgruppen eingeteilt und kurz beschrieben (vgl. auch Pehnt et al. 2006). Eine ausführliche Erörterung der Akteurskonstellationen findet sich in Kapitel 3.1. Betreiber/innen des BHKW, Eigentümer/innen des Gebäudes bzw. Gebäude- /Wohnungsmieter/innen: Häufig treffen die Eigentümer des Gebäudes die Entscheidung zur Installation des BHKW, finanzieren, errichten und betreiben die Anlage. Falls das Gebäude vermietet ist, kann der Betrieb des BHKW auch über die Mieter/innen erfolgen bzw. die Mieter/innen beziehen die erzeugte Wärme und den erzeugten Strom und zahlen dafür entsprechende Vergütungen. Entsprechende Vorgaben u.a. den Energierechts und Mietrechts sind hier zu beachten (vgl. Meixner 2013). Auch im Falle eines angeschlossenen Wärmenetzes sind die weiteren Wärmenutzer/innen (z.b. benachbarte Wohnhäuser) über entsprechende Verträge eingebunden. Installateure und Installateurinnen bzw. Planer/innen kommt eine entscheidende Rolle zu, gerade in Bezug auf Planungen zur Anlagenauslegung sowie zur Ermittlung des Jahres- und Tagesgangs des Wärme- und Strombedarfs. Eine mangelhafte Planung der Anlagenauslegung hat entscheidenden negativen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit des BHKW. Die Entscheidung für einen speziellen BHKW-Typ in der entsprechenden Leistungsklasse wird u.a. von der aktuellen Verfügbarkeit, dem Stand der Technik und der Marktreife bestimmt. Daher sind Gerätehersteller/innen und Technologieanbieter/innen wichtige Akteure, die durch Forschung und Entwicklung im Bereich von M- KWK Anlagen einen Beitrag zur Etablierung der Technik leisten können (vgl. Verheyen 2011; DENA 2013). Wichtige Akteure für die Realisierung eines BHKW-Vorhabens sind weiterhin Finanzierungspartner/innen, Fördereinrichtungen (z.b. BAFA) sowie die Institutionen, die zur Abnahme bzw. Anmeldung des Objektes notwendig sind. Zu letzteren zählen bei-

18 Schubert, Härdtlein, Graf: Mini-/Mikro-KWK im Kontext der deutschen Energiewende 18 spielsweise der Schornsteinfeger/innen, der Stromnetzbetreiber, des BAFA (zur Erlangung des KWK-Bonus, BHKW-Förderung) und das Hauptzollamt (zur Erlangung der Gassteuererstattung). Da die Installation eines BHKW nicht nur die Eigennutzung der erzeugten Wärme und des Stromes ermöglicht, sondern je nach Konzept und Anlagenkonfiguration auch die zeitlich begrenzte bzw. zeitlich flexible Einspeisung von beispielsweise Strom sind Abstimmungen bzw. Verträge mit den Betreiber/innen von Stromnetzen erforderlich. Gegenüber dem Einbau und Betrieb eines konventionellen Heizkessels ist die Installation eines BHKW mit höheren Investitionskosten sowie größerem Aufwand in Bezug auf fachgerechte Planung, Anmeldung etc. verbunden (siehe oben). Aus diesem Grund wird neben der Option des Erwerbs und Betriebs des BHKW durch den/die Eigentümer/in des Gebäudes das Contracting häufig als geeignetes Geschäftsmodell für BHKW-Installationen angesehen (vgl. hessenenergie 2012; Meixner 2013). Dabei kann beispielsweise der Gasversorger als Contractor auftreten. Er ist dann Eigentümer/in des BHKW (während Vertragslaufzeit), übernimmt die Finanzierung, Administration und technische Optimierung des Betriebs sowie ggf. den Betrieb des BHKW. Der/die Hauseigentümer/in zahlt als Strom- und Wärmenutzer/in entsprechende Vergütungen an den Contractor. Der/die Hauseigentümer/in kann nach Ablauf der Vertragslaufzeit die Anlage erwerben (Meixner 2013) Politisch-organisatorische Rahmenbedingungen Im September 2013 hat die Debatte um Mikro-KWK einen neuen Impuls bekommen. Der Entschließungsantrag des Europaparlaments zur Strom- und Wärmeerzeugung in kleinem und kleinstem Maßstab (2012/2930 (RSP)) fordert eine bedeutende Rolle von Mini-KWK im Rahmen des Klima- und Energiepakets der EU für das Jahr 2030 und hat die Debatte um Kleinstanlagen im häuslichen Bereich neu befeuert (Europäisches Parlament 2013). Die gesetzlichen Rahmenbedingungen umfassen zum einen Gesetze, die aus der nationalen Politik hervorgehen und zum anderen auf der nationalen Ebene umzusetzendes EU-Recht. Auf Ebene der Europäischen Union ist die Richtlinie über die Förderung einer am Nutzwärmebedarf orientierten Kraft-Wärme-Kopplung im Energiebinnenmarkt von zentraler Bedeutung, für deren nationale Implementierung ein Umsetzungszeitraum von zwei Jahren festgelegt wurde (Aichele 2012: 28-29; Europäisches Parlament/Europäischer Rat 2004). Auf Bundesebene regeln Gesetze für die Erhaltung, die Modernisierung und den Ausbau der Kraft- Wärme-Kopplung (Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz, KWKG) sowie das Gesetz für den Vorrang erneuerbarer Energien (Erneuerbare-Energien-Gesetz, EEG) die besondere Förderung von Strom aus Mini-KWK und den vorrangigen Netzanschluss und die Abnahme von Strom aus erneuerbaren Energien bzw. Kraftwärmekopplung. Spezielle Förderprogramme auf Bundes- und Länderebene sollen wiederum vor allem die Neuanschaffung von KWK-Anlagen erleichtern. Im Folgenden wird zunächst auf grundlegende Rahmenbedingungen zur Förderung des Ausbaus erneuerbarer Energien auf EU- und Bundesebene eingegangen. Zentral sind hier der

19 19 LITRES Discussion Paper Energie- und Klimapakt der Europäischen Union, sowie das Erneuerbare Energien Gesetz auf Bundesebene. Sie sind hier hervorzuheben, da sie den grundlegenden Rahmen für eine Transformation des Energiesystems bilden. Die Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung wird darin als effektives Mittel zur Effizienzsteigerung und Emissionseinsparung begriffen. In einem zweiten Schritt wird dann ein Überblick über konkrete Gesetze und Fördermaßnahmen für Mikro- KWK in Deutschland gegeben. Abschließend werden Förderprogramme auf Bundes- und kursorisch auch auf Länderebene behandelt Förderung des Ausbaus erneuerbarer Energien auf EU- und Bundesebene Der am 23. April 2009 formell angenommene Energie- und Klimapakt der Europäischen Union dient der europäischen Energie- und Klimapolitik als Rahmenwerk für die Zeit bis zum Jahr Der Pakt umfasst vier Rechtsakte 3, die u.a. eine Reduktion der Treibhausgasemissionen der EU-Mitgliedsstaaten bis 2020 auf mindestens 20% unterhalb des Niveaus von 1990 sowie eine Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien am Energiemix im selben Zeitraum um 20% vorsehen. Zentraler Bestandteil des Energie- und Klimapakts sind dabei rechtsverbindliche, bis 2020 zu verwirklichende Zielvorgaben für jeden Mitgliedsstaat hinsichtlich der Reduktion der nicht unter das EU-EHS (europäisches Emissionshandelssystem) fallenden Emissionen 4 sowie des zu erreichenden Anteils erneuerbarer Energiequellen an der Endenergienachfrage (Europäische Kommission 2009). Für Deutschland sieht die Kommission eine Reduktion der nicht unter das EU-EHS fallenden Emissionen um 14%, sowie eines Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien auf 18% vor. Nicht nur im Falle Deutschlands liegen diese Werte jedoch unter den bereits auf nationaler Ebene beschlossenen Zielgrößen. Aus nationaler Sicht sind die auf EU-Ebene gesetzten Emissionsreduktionsziele bereits erreicht, weshalb zu befürchten ist, dass bis 2020 keine besonderen Anstrengungen der EU-Länder in der Klima- und Energiepolitik unternommen werden (Schuhmann 2013). Diese Rahmenbedingungen sind für M-KWK in zweierlei Hinsicht relevant. Zum einen werden auf diese Weise indirekt Impulse für M-KWK gesetzt, die mit nachwachsenden Rohstoffen befeuert werden. Zum anderen wird mit der Forderung der Emissionseinsparungen einmal mehr die Bedeutung von M-KWK für die effizienzorientierte Energiegewinnung unterstrichen. Auf Bundesebene regelt vor allem das EEG den weiteren Ausbau sowie die Förderung erneuerbarer Energien in Deutschland. Das Gesetz sieht dabei zwei grundlegende Maßnahmen vor: Sowohl durch eine Anschluss- und Abnahmeverpflichtung der Netzbetreiber zur Aufnahme von Strom aus erneuerbaren Energien, als auch durch festgelegte Vergütungssätze für den eingespeisten Strom, sollen die Wirtschaftlichkeit der Anlagen gefördert und somit auch der 3 Die vier Rechtsakte umfassen im Einzelnen: 1) Eine Richtlinie zur Überarbeitung des EU- Emissionshandelssystems, 2) + 3) verbindliche einzelstaatliche Vorgaben für nicht unter das EU-EHS fallende Emissionen sowie für die Erhöhung des Anteils von erneuerbaren Energien am Energiemix und 4) eine Richtlinie zur Schaffung eines Rechtrahmens für den sicheren Einsatz von Technologien für die CO 2 -Abschneidung und Speicherung (Europäisches Parlament 2013). 4 Zu diesen Emissionen gehören etwa individuell verursachte Emissionen, u.a. durch Autos und Heizung (Europäische Kommission 2008).

20 Schubert, Härdtlein, Graf: Mini-/Mikro-KWK im Kontext der deutschen Energiewende 20 in lokalen Initiativen erfolgte Ausbau erneuerbarer Energien vorangetrieben werden (Bundesregierung 2012a: 7). In einem Gesetzesentwurf der Großen Koalition zur grundlegenden Reform des Erneuerbare-Energien-Gesetz und zur Änderung weiterer Bestimmungen des Energiewirtschaftsrechts aus dem April 2014 werden die Ausbauziele des Anteils erneuerbarer Energien am Bruttostromverbrauch auf 40 bis 45% bis zum Jahr 2025 und 55 bis 60% bis zum Jahr 2035 festgelegt. Um die Kosten der Energiewende langfristig zu begrenzen, sieht die EEG-Reform u.a. gesetzliche Ausbaupfade z.b. für die Windenergie an Land vor (Bundesregierung 2014) Gesetzlicher Rahmen für M-KWK auf EU- und Bundesebene Eine bedeutende Rolle bei der Transformation des Energiesystems nimmt, sowohl auf EU- als auch auf Bundesebene, der Ausbau sowohl großer als auch kleiner Kraft-Wärme- Kopplungsanlagen ein. Die Europäische Kommission, das EU-Parlament sowie der Rat einigten sich hierfür im Dezember 2003 auf die Richtlinie über die Förderung einer am Nutzwärmebedarf orientierten Kraft-Wärme-Kopplung im Energiebinnenmarkt, die bereits am 11. Februar 2004 formell in Kraft trat (Europäisches Parlament/Europäischer Rat 2004). Die Richtlinie enthält keine bindenden Vorschriften zur Steigerung des Anteils von KWK-Strom am Energiemix. Ein im Jahr 1997 von der Europäischen Kommission formuliertes, unverbindliches Ziel der Steigerung des KWK-Anteils an der Bruttostromerzeugung von 9% im Jahr 1994 auf 18% bis wird allenfalls bekräftigt (Europäische Kommission 1997). Die Richtlinie enthält zudem eine Definition hocheffizienten KWK-Stroms. Demnach ist Strom aus KWK-Anlagen dann hocheffizient, wenn Energieeinsparungen von mehr als 10% im Vergleich zur getrennten Produktion von Wärme und Strom erreicht werden. Nationale Förderprogramme sollen daher auch nur nach dieser Definition hocheffiziente Anlagen bezuschussen. Auch werden Mitgliedsstaaten aufgefordert, nationale Potenziale sowie mögliche Hürden für den KWK-Ausbau zu identifizieren. Ein verringerter Verwaltungsaufwand und vereinfachte Anmeldeverfahren soll es außerdem privaten Haushalten erleichtern, zügig von älteren Heizkesseln auf effizientere KWK-Anlagen zu wechseln (Pehnt et al. 2006: 181). Eine im Jahr 2009 erfolgte Anpassung der Richtlinie von 2004 ermöglicht es der Kommission, Richtwerte u.a. hinsichtlich des Wirkungsgrads der KWK-Erzeugung und der Primärenergieeinsparungen an den technischen Fortschritt anzupassen (Europäisches Parlament/Europäischer Rat 2009: 31). Auf Bundesebene regeln verschiedene Gesetze die Förderung, Einspeisung, sowie steuerliche Befreiung von KWK-Strom, allen voran das KWKG sowie in Teilen das EEG. Dem KWKG ging das Gesetz zum Schutz der Kraft-Wärme-Kopplung vom 12. Mai 2000 voraus. Die in Folge der Liberalisierung des deutschen Energiemarktes zunächst sinkenden Strompreise hatten die Wettbewerbsfähigkeit des durch KWK produzierten Stroms stark gemindert. Durch eine Förderung des Stroms aus bestehenden KWK-Anlagen von 1,5ct/kWh (die in den Folgejahren um jeweils 0,25 ct/kwh sank), sollten kurzfristig zumindest die bereits bestehenden KWK-Anlagen erhalten bleiben (Pehnt et al. 2006: 179). 5 Im Jahr 2011 lag der Wert jedoch lediglich bei 11,2% (Eurostat 2013).

21 21 LITRES Discussion Paper Das KWK-Gesetz aus dem Jahr 2002 dient hingegen der langfristigen Förderung und Erhöhung der Stromerzeugung aus KWK-Anlagen zur Erreichung der Klimaschutzziele der Bundesregierung. Nach zwei Novellierungen des Gesetzes in den Jahren 2009 und 2012, die u.a. eine Anhebung der KWK-Zuschläge, ein vereinfachtes Anmeldungsverfahren und flexiblere Laufzeitmodelle des Förderungszeitraums beinhalteten, formuliert das Gesetz in seiner aktuellen Fassung das Ziel, bis zum Jahr 2020 den Anteil der Stromerzeugung aus KWK an der Gesamtnettostromerzeugung von ca. 16% (Prognos 2013) im Jahr 2012 auf 25% (Bundesregierung 2002: 2) zu erhöhen. Das Gesetz regelt hauptsächlich die Abnahme und Vergütung von KWK-Strom auf Basis von Steinkohle, Braunkohle, Abfall, Abwärme, Biomasse, und gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen. In 4 Absatz 1 KWKG wird bezüglich des vorrangigen Netzanschlusses auf 1 EEG sowie auf 6, 8 Absatz 4, 11 und 12 EEG bezüglich des vorrangigen Netzzugangs verwiesen (Bundesregierung 2002). Demnach sind Netzbetreiber verpflichtet, hocheffiziente KWK- Anlagen im Sinne des Gesetzes an ihr Netz unverzüglich vorrangig anzuschließen und den KWK-Strom unverzüglich vorrangig abzunehmen, zu übertragen und zu verteilen. Für den aufgenommenen KWK-Strom entrichtet der Netzbetreiber in der Regel einen durch das KWKG festgelegten Zuschlag plus den sog. üblichen Preis zuzüglich des Teils der Netznutzungskosten, die durch die dezentrale Einspeisung durch die jeweilige KWK-Anlage vermieden werden (gemäß 24 des Energiewirtschaftsgesetzes EnWG) (Roon 2009). Der übliche Preise entspricht für KWK-Anlagen mit einer elektrischen Leistung von bis zu 2 MW dem durchschnittlichen Preis für Grundlaststrom an der Strombörse EEX (European Energy Exchange) in Leipzig des jeweils vorangegangenen Quartals. Im dritten Quartal des Jahres 2013 betrug dieser Wert 3,876 ct/kwh deutlich unter Preisen von über 7 ct/kwh aus dem Jahr Der Zuschlag ist entgegen der Fassung des Gesetzes vor 2009 auch für den KWK-Strom von den Netzbetreibenden zu entrichten, der nicht in ein Netz für die allgemeine Versorgung eingespeist wird, sondern am Ort der Erzeugung genutzt wird. Die Höhe des KWK-Zuschlags ist dabei nach 7 KWKG wie folgt gestaffelt: Betreibende einer KWK-Anlage bis 50 kw, die nach dem 19. Juli 2012 und bis zum 31. Dezember 2020 in Dauerbetrieb genommen wird, erhalten einen Zuschlag in Höhe von 5,41 ct/kwh wahlweise für einen Zeitraum von zehn Jahren oder für die Dauer von Vollbenutzungsstunden 6. Dies ist für Anlagen mit einer Leistung über 50 kwh nicht möglich und deren Förderdauer ist auf Vollbenutzungsstunden festgelegt. Für sehr kleine Anlagen bis 2 kw besteht darüber hinaus die Möglichkeit einer pauschalisierten Vorabauszahlung der Zuschläge der gesamten Förderdauer. Die Fördersätze je kwh und deren Staffelung nach Leistungsanteil gleichen den bereits erwähnten Anlagekategorien, jedoch hängt die Förderdauer von den Kosten der Nachrüstung ab: Bei modernisierten Anlagen bis 50 kwh besteht die Wahl zwischen fünf Jahren und Vollbenutzungsstunden bzw. zehn Jahren und Vollbenutzungsstunden, je nachdem, ob die Kosten der Modernisierung mehr oder weniger als 50% der Kosten für die 6 Die Anzahl der Vollbenutzungsstunden ist der Quotient aus der jährlichen KWK-Nettostromerzeugung und der maximalen KWK-Nettostromerzeugung im Auslegungszustand während einer Betriebsstunde (Bundesregierung 2002: 3).