Energiewende sorgt für Strukturwandel im Strom- und Wärmemarkt
Angesichts der Energiewende mit einem drastischen Ausbau der Stromerzeugung mit regenerativen Energien steht die Energiewirtschaft vor einem Strukturwandel. Mit dem Bedarf an flexiblen, effizienten, dezentralen Lösungen gewinnen die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und Wärmespeicher an Bedeutung. Damit wachsen Strom- und Wärmemarkt zusammen.
Wie die Stromversorgung, so steht auch die gesamte Energiewirtschaft angesichts des mit der Energiewende angestrebten Ausbaus der Stromerzeugung mit volatilen regenerativen Energien vor einem drastischen Strukturwandel. So wird Deutschland in acht Jahren nach einer Prognose der Marktforschungsagentur Frost & Sullivan rund 36 % seines Stroms aus erneuerbaren Energien generieren.
„Es besteht Handlungsbedarf“, konstatiert Georg Müller, Vorstandsvorsitzender von MVV Energie. „Die Zukunft kommt von allein. Die Frage ist, ob sie auch volks- und betriebswirtschaftlich richtig kommt.“ Das Energiesystem von morgen werde erneuerbarer, dezentraler und intelligenter sein.
Die Kraft-Wärme-Kopplung gewinnt im Strom- und Wärmemarkt an Bedeutung
Dabei gewinnt die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) an Bedeutung. „KWK wird einen wertvollen Beitrag beim ökologischen Umbau unseres Energiesystems leisten“, erklärt Thomas Glimpel, Leiter des Bereichs Geschäftsentwicklung/Kooperationen bei RWE Deutschland.
Uwe Kolks, Geschäftsführer E.on Vertrieb Deutschland, unterstreicht: „KWK ist die Effizienztechnologie Nummer eins bei der Energieumwandlung. Keine andere Technik kann Brennstoffe verschiedenster Art effizienter nutzen als diese. Sie liefert die beiden Energieformen, auf die wir am meisten angewiesen sind: Strom und Wärme.“
Die Technik zeigt sich vielfältig. Das Angebot reicht von Gaskraftwerken großer Leistung und Heizkraftwerken mittlerer Leistung bis hin zu Blockheizkraftwerken (BHKW) mit Gasmotoren. Diese liefern elektrische Leistung ab 50 kW, es gibt aber auch Mini-BHKW mit 3 kW bis 50 kW. Hinzu kommt die Mikro-KWK-technik mit elektrischer Leistung um 1 kW auf Basis von Motoren, Stirlingtechnik oder Brennstoffzellen.
„Im jeweiligen Anwendungsbereich haben alle genannten Techniken ihre Berechtigung und können einen sehr wirksamen Beitrag liefern, um die Verluste der herkömmlichen konventionellen Stromerzeugung ohne Wärmenutzung zukünftig zu verringern“, erläutert Franz Schulte, Geschäftsführer der Thüga Energieeffizienz.
Gaskraftwerke: Aktueller Erdgaspreis verhindert Neubauprojekte
Während bei großen Heizkraftwerken die Brennstoffe Holzhackschnitzel und Müll Kapazitätsgrenzen aufzeigen, leiden Gaskraftwerke unter der aktuellen Preissituation beim Erdgas. Viele der Neubauprojekte ruhen. So auch in der Thüga-Gruppe, bestätigt Vorstandsvorsitzender Ewald Woste. „Sobald die Rahmenbedingungen stimmen und Anreize für den Bau von Kraftwerken vorhanden sind, werden die Projekte in Angriff genommen.“
Für den Einsatz in kleinen BHKW-Anlagen eignen sich Erdgas und Bioerdgas durch ihre saubere Verbrennung am besten, unterstreicht Schulte. „Zukünftig werden auch synthetisches Erdgas (Power-to-Gas) und Wasserstoff eine wichtige Rolle spielen können.“
Gewerbeimmobilien und Mehrfamilienhäuser sind typische Zielgruppen von den im Trend liegenden Mini-BHKW, Einfamilienhäuser die der Mikro-KWK. Letztere weisen angesichts des großen Bedarfs an Heizungsmodernisierung großes Potenzial auf, so Kolks. Die Mikro-KWK passt in den Keller des Eigenheims und erzeuge nicht nur Wärme, sondern leiste auch noch 1 kW Strom.
Hier wandeln sich nun die Anforderungen. So gilt es für die Mini-BHKW und Mikro-KWK künftig, möglichst nur dann Strom zu erzeugen, wenn zu wenig Wind weht und keine Sonne scheint. Bislang sahen die Konzepte für einen wirtschaftlichen Betrieb in der Regel vor, die Anlagen für lange jährliche Betriebslaufzeiten von 6000 h wärmegeführt auszulegen.
Künftig heißt es auch für den Heizungskeller, die aktuelle Situation im Stromnetz zu berücksichtigen. „Eine rein wärmegeführte Betriebsweise mit letztendlich willkürlicher Einspeisung in den Stromsee vergeudet wertvolle Fähigkeiten dezentraler KWK-Anlagen“, betont Glimpel.
Strom- und Wärmemarkt: RWE-HomePower reduziert den Reststrombezug aus dem öffentlichen Stomnetz
RWE bietet seinen Kunden das System „HomePower“ an. Basis ist neben einem Mini-BHKW von Vaillant mit 4,7 kW elektrischer Leistung auch ein 850 l fassender Multifunktionsspeicher mit integriertem zusätzlichem Heizstab. Zielgruppen sind Mehrfamilienhäuser oder Gewerbe mit einem Wärmebedarf ab 60 000 kWh/Jahr. RWE kündigte für dieses Jahr auch ein Konzept für Einfamilienhäuser mit Mikro-KWK mit 1 kW elektrischer Leistung an. „Unsere gemeinsam mit dem Fraunhofer inHaus-Institut entwickelten Regelstrategien reduzieren den Reststrombezug aus dem öffentlichen Netz“, erläutert Glimpel. Der Heizstab soll dabei überschüssigen Wind- und Solarstrom nutzen – wenn energetisch und wirtschaftlich sinnvoll.
„Unsere Entwicklungsziele sind zum einen Regelstrategien zur optimierten Betriebsweise von Mikro-KWK-Anlagen zu definieren, zum anderen die zentrale Steuerung dezentraler KWK-Anlagen unter Einbeziehung eines zunehmend regenerativen Stromangebots im Netz“, erläutert Glimpel. „Wir bezeichnen diese Betriebsweise als intelligent strom- und wärmegeführt.“ Prinzipiell helfe jeder Liter mehr an Puffervolumen. Allerdings bilde die verfügbare Aufstellfläche in Heizungskellern von Privathaushalten oftmals das limitierende Element.
Wärmespeicher sind auch mitentscheidend für das Schwarmstrom-Konzept des Ökostromlieferanten Lichtblick, wie Vorstand Gero Lücking berichtet. „Sie erlauben es, den Wärmebedarf des Kunden und die Wärme-/Stromerzeugung ein Stück weit zeitlich zu entkoppeln.“ Die bei Kunden eingesetzten Mini-BHKW von VW mit 20 kW elektrischer Leistung werden typisch mit drei Speichern je 800 l oder zwei je 1000 l betrieben. Einsatz finden sie in Objekten ab 40 000 kWh Wärmebedarf.
Der Einsatz weicht von der wärmegeführten Betriebsweise ab. So zielt Lichtblick auf die „lukrativsten Stromstunden“, so Lücking. „Es wird ein maximaler Stromertrag erwirtschaftet.“ Dabei kommt man auf 1500 h bis 3000 h Betriebsdauer/Jahr. Gesteuert werde nach Signal des Netzbetreibers, der so zusätzliche Übertragungsnetzkapazitäten vermeidet.
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