Thursday 22. March 2018
Studie zur Wärmewende ergibt: Kraft-Wärme-Kopplung mit Wärmepumpen ist Spitze
Wer zurzeit Politiker und Energiewirtschaftler hört, könnte meinen: In Zukunft wird Wärme nur noch mit strombetriebenen Wärmepumpen gewonnen. Doch reicht dafür überhaupt der Strom aus, besonders jener, der aus Erneuerbaren Quellen stammt? Oder gibt es Alternativen, und wenn ja: Welche?
Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut IFAM und vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt meinen: Nein, der Ökostrom allein reicht auf absehbare Zeit nicht für so viele Wärmepumpen. Aber statt weiter Abgase aus „konventionellen“ Kohlekraftwerken in die Luft zu blasen oder den Strom aus dem Ausland zu importieren, empfehlen sie eine „intensivierte KWK-Strategie“: Mit Power-To-Gas-Anlagen überschüssigen Windstrom in Bioerdgas verwandeln und dieses dann in Blockheizkraftwerken als Strom (auch für Wärmepumpen) und Nahwärme nutzen.
So jedenfalls steht es in der brandaktuellen „Kurzstudie zur Rolle der KWK in der Energiewende“ vom März 2018.
Im Gegensatz zum heute üblichen Ansatz, Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) möglichst nahe an die maximale Jahresstundenzahl von 8760 heranzubringen, „würden die Betriebszeiten der KWK im Zuge des Ausbaus der fluktuierenden Stromerzeugung nach und nach weiter sinken. Dafür erzeugen die KWK-Anlagen jedoch Strom zu Zeiten, in denen wegen fehlender Stromerzeugung der fluktuierenden Erneuerbaren Energien höhere Preise zu erwarten sind“, haben die Studienleiter Max Fette (IFAM) und Hans Christian Gils (DLR) in die Zusammenfassung geschrieben.
Ziel ihrer Arbeit sei gewesen, Vor- und Nachteile einer rein auf Netzstrombetrieb gestützten WP-Versorgung mit einer Strategie zu vergleichen, bei der der WP-Strom mit KWK erzeugt wird. Das geschah „im Interesse einer vollständigen Dekarbonisierung vehement geforderten Wärmewende“, so die Studienmacher. Keine vollständige und quantifizierte, „wohl aber eine qualitative Beurteilung der wesentlichen Strategieelemente, die Grundlage für die notwendige energiepolitische Wahl zwischen den Strategien sein kann“, hätten sie damit geschafft.
Was FHG-IFAM und DLR auf 82 Seiten zusammengeschrieben haben, dürfte nicht nur die Auftraggeber vom Bundesverband Kraft-Wärme-Kopplung BKWK erfreuen: Die Studie zeigt auch KWK-Firmen wie Gammel Engineering eine gute Zukunftsperspektive auf. „Es zeigt sich bei einer intensivierten KWK-Strategie, dass die Residuallast (Strom-Über- und Unterdeckung; d.Red.) über das ganze Jahr zu einem deutlichen Ausgleich geführt werden kann. Dies gilt für den dargestellten Fall, dass die KWK-Systeme flexibel eingesetzte Wärmepumpen und Elektroheizer beinhalten. Sowohl die hier modellierten Großwärmepumpen als auch die Elektroheizer würden nur bei negativer Residuallast (Stromüberschüsse) und das KWK-Modul lediglich bei positiver Residuallast (Strommangel) laufen.“
Hier sei angemerkt: Für Zukunftsdenkende dürften in diesem Fall nur Wärmepumpen in Betracht kommen, Heizstäbe dagegen sind hier ein absolutes No-Go! An dieser Stelle stimmt das Gammel-Energieteam nicht mit den Studienmachern überein. Ansonsten aber sehr wohl.
Ohne KWK hätten versorgte Wärmepumpen (WP) neben dem regenerativ kaum zu deckenden Strombedarf noch einen weiteren gravierenden Nachteil, haben die Autoren aufgelistet: „Die WP verursachen in annähernd 1.000 Stunden eine Last von über 18 Gigawatt (GW) bei einem Maximalwert von 53 GW. Da Maximalwerte regional und überregional synchron zu erwarten sind, verbergen sich hierin auch hohe Anforderungen an den Netzausbau.“ Sprich: Noch mehr neue, ungeliebte Hochspannungstrassen wären notwendig, egal ob Lausitz-Kohle oder französische Atombrennstäbe den WP-Strom liefern würden.
An dieser Stelle weisen wir auch noch auf erprobte, funktionierende Langzeit-Speichersystem im Land hin: Unser Erdgasnetz und die Kavernenspeicher. Wir brauchen es nur zu nutzen! Und statt Strom zwischenzuspeichern, puffert man besser kostengünstig die Wärme.
Für KWK-Fachleute und -Fans hält die Studie jedenfalls eine sehr interessante Botschaft bereit: „Die Rolle der KWK in der Energiewende würde sich im Zuge einer Entwicklung, die bis zur weitgehenden Deckung des Energiebedarfs aus erneuerbaren Quellen führt, deutlich verändern.“ Und zwar hin zu mehr KWK, aber kürzeren Laufzeiten der BHKW.
(Autor: Zukunftsenergie-Team Gammel)