24. Februar 2012

Prognos-Studie "Beitrag von Wärmespeichern zur Integration erneuerbarer Energien"

Die am 30. Juni 2011 durch Bundestagsbeschluss eingeleitete „Energiewende“ und der damit einhergehende intensivierte Ausbau der Erneuerbaren Energien (EE) werden zu einem Ausbau dieser Kapazitäten von heute etwa 54 GW auf mindestens 120 GW im Jahr 2030 führen. Dies entspricht einem Anteil von 50 Prozent am Bruttostromverbrauch. Jedoch speisen rund 90 Prozent der installierten EE-Kapazitäten fluktuierend ein (PV und Wind), was zu erheblichen Herausforderungen für das Stromversorgungssystem führen wird.

Zur notwendigen Systemintegration des Stroms aus Erneuerbaren Energien existieren nach heutigem Stand der Technik verschiedene Optionen. Um das diesbezügliche Potential der KWK-Anlagen, sei es durch den Einsatz von Wärmespeichern oder die Nutzung von „überschüssigem“ Strom (in Zeiten hoher Einspeisung aus EE), zu ermitteln, hat der AGFW die Studie „Beitrag von Wärmespeichern zur Integration erneuerbarer Energien“ bei der Prognos AG in Auftrag gegeben. Beteiligt waren weitere acht Unternehmen der Energiewirtschaft sowie der BDEW.

Die Fahrweise von KWK-Anlagen kann prinzipiell auf zwei Wegen flexibler gestaltet werden. Einerseits durch die Nutzung eines Wärmespeichers, der eine Entkopplung von Strom- und Wärmebereitstellung ermöglicht; andererseits durch den Einsatz von elektrischen Zusatzheizungen, so dass eine Wärmebereitstellung durch die KWK-Anlage nicht erforderlich ist. Eine Erhöhung der Stromerzeugung ist jedoch nur mittels des Einsatzes von Wärmespeichern möglich, die elektrische Zusatzheizung kann lediglich genutzt werden, um in Zeiten hoher Einspeisung aus Erneuerbaren Energien bei geringer Nachfrage als Senke zu dienen.

Der Studie zu Folge ergibt sich ein Potential von bis zu 3,6 GWel an positiven und 18 GWel an negativen Flexibilitäten. Dabei stellen positive Flexibilitäten Stromerzeugungskapazitäten dar, die bei bestehendem Kraftwerkspark durch den Einsatz von Wärmespeichern zusätzlich bereitgestellt werden können. Negative Flexibilität entspricht dem Potential, das zur Verfügung steht, um Strom bei starker Einspeisung aus EE einer sinnvollen Nutzung zuzuführen. Die Einsatzzeiten für die Wärmespeicher schätzt der Gutachter auf ca. 2.500 h/a in 2020 und 3.500 h/a in 2030 ab (2010: 1.400 h/a), die elektrische Zusatzheizung kann erst in 2020 mit 300 h/a und in 2030 mit 1.700 h/a betrieben werden.

In der Studie wird zudem ein Vergleich der zur Verfügung stehenden Optionen zur Integration der Erneuerbaren Energien durchgeführt. Da der Bedarf an zusätzlicher Lastanpassung in 2020 auf rund 50 GW geschätzt wird (2010: 30 GW) (Quelle: BDEW), ist zu erwarten, dass künftig ein Mix aus verschiedenen Optionen genutzt werden wird. Von den Investitionskosten her betrachtet, ist die Option des KWK-Systems mit Wärmespeicher und/oder elektrische Zusatzheizung derzeit im Vergleich als sehr günstig einzuschätzen. Für einen wirtschaftlichen Betrieb sind jedoch gegenwärtig die Rahmenbedingungen nicht gegeben (Einsatzzeiten, Betriebskosten, Erlöse etc.). Für die elektrische Zusatzheizung gilt zudem, dass der gesetzliche Rahmen an verschiedenen Punkten angepasst werden müsste.

Die Option einer Flexibilisierung des Betriebs von KWK-Anlagen bietet die Möglichkeit, ein kurzfristig notwendiges Lastmanagementpotential zu relativ günstigen Kosten zu heben. Da mittelfristig  signifikant hohe Lastsprünge zu erwarten sind, erscheint es aus Sicht der Branche sinnvoll, die erforderlichen Rahmenbedingungen zur Erschließung dieses Potentials zu schaffen.



Nach dem Login (oben rechts) finden Mitglieder weitere Informationen und Serviceleistungen.