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Strom 2030 - Langfristige Trends - Aufgaben für die kommenden Jahre

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Ergebnispapier: Strom 2030 - Langfristige Trends – Aufgaben für die kommenden Jahre Herausgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) Mai 2017

34 Trend 7: Moderne

34 Trend 7: Moderne KWK-Anlagen produ zieren den residualen Strom und tragen zur Wärmewende bei • Emissionsarme, effiziente und flexible KWK-Anlagen (Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen) ändern ihre Rolle im Zeitverlauf. KWK-Anlagen sind im Vergleich zu ungekoppelter Erzeugung besonders effizient, weil sie neben Strom auch Wärme produzieren. Bis 2030 bauen wir KWK weiter aus und ersetzen damit ungekoppelte Erzeugung. Auch nach 2030 bleibt die KWK ein wichtiger Baustein: Im Stromsektor decken KWK-Anlagen einen wesentlichen Anteil des residualen Strombedarfs. Im Wärmesektor produzieren KWK-Anlagen vor allem Wärme für Industrieprozesse und Raumwärme für schwer sanierbare Gebäude. Allerdings geht die Bedeutung der KWK nach 2030 zurück. Denn einerseits sind immer mehr Gebäude so gebaut oder energetisch gut saniert, dass der Wärmebedarf sinkt. Andererseits übernehmen erneuerbare Energien zunehmend die Stromversorgung und – direkt (z. B. durch Solarthermie) oder in Kombination mit Wärmepumpen – auch die Versorgung mit Raumwärme und Warmwasser. Langfristig können KWK-Anlagen nur dann eine Rolle spielen, wenn sie mit erneuerbaren Brennstoffen betrieben werden. • KWK-Anlagen werden Teil moderner Strom-Wärme- Sys teme. Um emissionsarm, effizient und flexibel zu sein, passen die Betreiber einerseits den Betrieb der KWK-Anlagen an. Im Ergebnis reagieren KWK-Anlagen flexibel auf Strompreise und auf den jeweiligen Wärmebedarf. Andererseits binden die Betreiber verstärkt andere Techniken ein: Flexible Ausgleichstechniken wie Wärmespeicher können kostengünstig in wenigen Stunden des Jahres auf besonders hohe oder niedrige Strompreise und einen besonders hohen Wärmebedarf flexibel reagieren. Allerdings sind sie weniger energieeffizient. Daher stellen zusätzlich hocheffiziente Wärmepumpen Flexibilität bereit. Wärmepumpen verbinden als hocheffiziente Strom-Wärme-Technik den Strom- und Wärmesektor – genau wie KWK-Anlagen. Im Gegensatz zu mit Brennstoffen betriebenen KWK-Anlagen verbrauchen sie jedoch Strom, anstatt ihn zu produzieren (vgl. Trend 2). Erneuerbare Wärmetechniken wie Solarthermie-Anlagen unterstützen eine emissionsarme Wärmeproduktion. • Insbesondere an Orten mit relativ dichter Bebauung unterstützen Wärmenetze diese Modernisierung. Ist Wärmenachfrage vorhanden, können Nah- und Fernwärmenetze verschiedene Techniken leicht zusammen- bringen. Dazu gehören die flexiblen Ausgleichstechniken ebenso wie die Strom-Wärme-Techniken und die erneuerbaren Wärmetechniken. Sie können auch zusätzliche Wärmequellen wie Abwärme aus Industrieprozessen nutz bar machen. Damit kann sichergestellt werden, dass immer die kostengünstigsten Techniken den Strom und die Wärme produzieren – je nachdem, wie sich der Wär mebedarf oder die Stromproduktion von Wind- und PV-Anl agen entwickelt. Dadurch können Wärmenetze Schwankungen abfedern. Zum Beispiel können sie problemlos einen Wärmespeicher einbinden, wenn der Flexibilitätsbedarf ansteigt. Aufgabe: Anreize für moderne Strom- Wärme-Systeme setzen • Investitionsanreize für eine emissionsarme, effiziente und flexible KWK erhalten. Das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz 2016 macht es vor: Es fördert CO 2 -arme, gasbasierte Stromerzeugung, verbessert die Förderung für Wärmespeicher und legt den Schwerpunkt auf KWK-Anlagen in der öffentlichen Versorgung. Darauf sollten wir aufsetzen. Wir sollten zunehmend EE-Wärmetechnologien und flexible Ausgleichstechnologien einbinden sowie KWK-Anlagen weiter flexibilisieren. • Zukunftsfähige Infrastrukturen wie Wärmenetze fördern. Es gibt verschiedene Wärmenetze: Nahwärmenetze können als Quartierslösungen einzelne Wohnblocks versorgen oder in Industriearealen Wärme für Industrieprozesse bereitstellen. Fernwärmenetze versorgen vor allem dicht besiedelte Gebiete und können Wärme über lange Strecken transportieren. Alle Wärmenetze eint: Sie erfordern langfristige Investitionen. Ihre Lebensdauer beträgt 40 Jahre und mehr. Wo sinnvoll, sollten wir daher Wärmenetze frühzeitig fördern sowie neue und bestehende Wärmenetze an die langfristigen Anforderungen anpassen. • Langfristige Entwicklung mitdenken. Bei der KWK-Förderung prägen unsere heutigen Entscheidungen das Energiesystem der Zukunft. Denn KWK-Anlagen laufen häufig mehr als 20 Jahre und Wärmenetze haben in der Regel eine Lebensdauer von mehr als 40 Jahren. Daher müssen wir schon heute mitdenken, wie sie langfristig zu einem nachhaltigen und volkswirtschaftlich effizienten Energiesystem passen.

STROM 2030: LANGFRISTIGE TRENDS – AUFGABEN FÜR DIE KOMMENDEN JAHRE 35 Ergebnisse der Diskussion zu Trend 7 • Wärmenetze haben eine strategische Bedeutung. Wärmenetze haben viele Vorteile. Zum einen versorgen sie viele Gebäude zentral mit Wärme. Zum anderen können sie unterschiedliche Technologien wie KWK-Anlagen, Solarthermie, Geothermie oder Wärmepumpen einbinden und diese mit großen Wärmespeichern verbinden. Dies ermöglicht Betreibern von Wärmenetzen, flexibel auf unerwartete Entwicklungen zu reagieren. Deshalb nennt man Wärmenetze auch „change enabler“. • Je nach Situation und Standort übernehmen entweder Wärmenetze oder dezentrale Erzeuger die Wärmeversorgung. Die Tendenz ist jedoch klar: In dicht besiedelten Gebieten sollten überwiegend Wärmenetze die Wärmeversorgung übernehmen. Dabei verändern sie ihre Rolle: Anstatt Wärme „nur“ großflächig zu verteilen, sammeln sie in Zukunft Wärme aus verschiedenen Quellen und verteilen sie an die Verbraucher – häufig mit niedrigeren Temperaturen als heute. • KWK-Anlagen, die mit Brennstoffen betrieben sind, können für viele Jahre noch eine wichtige Rolle im Energiesystem übernehmen, wenn sie sich modernisieren. Dies gilt für KWK-Anlagen, die mit fossilen Brennstoffen und erneuerbaren Brennstoffen laufen. Denn in den kommenden Jahren ersetzen die KWK-Anlagen zum großen Teil ungekoppelte fossile Erzeugung und tragen damit zur Einsparung von CO 2 -Emissionen bei. • Die Bedeutung von KWK-Anlagen, die mit Brennstoffen betrieben sind, geht aus heutiger Sicht nach ca. 2030 sukzessive zurück. Bis 2050 brauchen wir durch erneuerbare Energien und Energieeffizienz kaum noch fossile Brennstoffe für Strom und Wärme. Für die KWK heißt das: Beim oberen Rand der Klimaziele haben KWK-Anlagen, die mit Brennstoffen betrieben sind, nur dann eine Zukunft, wenn sie erneuerbare Brennstoffe einsetzen. Aber auch erneuerbare Brennstoffe können nur begrenzt eingesetzt werden. Denn sie sind langfristig nur begrenzt verfügbar oder teuer. Sie werden langfristig daher vor allem dort gebraucht, wo andere erneuerbare Energien die Treibhausgasemissionen schwer verringern können – zum Beispiel im Luft- und Seeverkehr oder im schwer dämmbaren Gebäudebestand. Die KWK-Förderung muss daher die Konkurrenz bei der Nutzung von erneuerbaren Brennstoffen über die Sektoren hinweg berücksichtigen. Abbildung 9: Modernes wärmenetzbasiertes Strom-Wärme-System (schematische Darstellung) Flexible Ausgleichstechniken Spitzenlastkessel (Bio, Gas, Strom) Wärmespeicher Wärmepumpen (EE, Strom) Geothermie Wärmenetze KWK (Bio, Gas, Müll) Solarthermie Strom-Wärme-Technologien EE-Wärme-Technologien Quelle: Eigene Darstellung

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