Mehrwerte: Die Sektorenkopplung ist zum zentralen Thema der Energiewende geworden. Für die Kopplung der Sektoren Strom und Wärme sind vor allem zwei Technologien entscheidend: große Wärmespeicher und Power-to-Heat-Anlagen. Unser Artikel zeigt die Vorteile und Einsatzmöglichkeiten dieser Technologien und veranschaulicht die Realisierung anhand von zwei Referenzprojekten.
In der laufenden Energiewende findet der Wärmesektor nach wie vor wenig Beachtung. Während die Erneuerbaren Energien (EE) spürbar Einzug in den Strommarkt halten, sind im Wärmemarkt kaum Fortschritte zu verzeichnen. Dabei ist er mit einem Energiebedarf von rund 1.450 TWh (Jahr 2017) mehr als doppelt so groß wie der Stromsektor mit rd. 600 TWh. Dem Wärmemarkt kommt daher eine zentrale Bedeutung im Gelingen der Energiewende zu.
Neben der Strommarktwende muss auch eine Wärmewende vollzogen werden. Dazu können Biomasse oder Solarthermie aufgrund ihres begrenzten Potentials nur geringfügig beitragen. Die großen Potentiale für EE liegen in Deutschland in Form von Wind- und Solarstrom vor, sodass diese für die Wärmewende eingesetzt werden müssen. Das heißt, dass der Wärmemarkt der Zukunft elektrisch wird.
Schlüsseltechnologie Fernwärmespeicher
Im deutschen Wärmemarkt betrug der Anteil der Fernwärme rd. 160 TWh in 2017, was verdeutlicht. dass hier ein erhebliches Potential zur Optimierung und Flexibilisierung liegt. Eine Schlüsseltechnologie zur Nutzung dieses Potentials sind große Fernwärmespeicher. Wurde Fernwärme jahrzehntelang weitgehend „on demand“ erzeugt, gibt es heute einen hohen Bedarf an zeitlicher Entkopplung von Strom- und Wärmeerzeugung.
Bei der Bauentscheidung für Fernwärmespeicher spielen neben betriebstechnischen Argumenten wie der Erhöhung der KWK-Produktion und der Verlängerung von Anlagenlaufzeiten, zunehmend energiewirtschaftliche Gründe eine Rolle. Das liegt auch daran, dass die Marktfähigkeit des KWK-Stroms mit dem Strompreisverfall und der mit dem KWK-Gesetz 2017 geänderten Förderkulisse zunehmend sinkt. Die Produktion eines marktfähigen KWK-Stromprodukts ist im Zeichen der Energiewende wichtiger geworden: KWK-Anlagen wandeln sich mehr und mehr vom Grundlasterzeuger zum flexiblem Backup für erneuerbare Energien und Mittellasterzeuger in wind- und sonnenschwachen Zeiten.
Ein weiterer Treiber für den Bau von Fernwärmespeichern ist die Sektorenkopplung, die bei der Elektrifizierung des Wärmemarkts notwendig wird. Die Sektorenkopplung von Wärme- und Strommarkt kann mit Power-to-Heat-Anlagen und der klassischen KWK-Erzeugung in beiden Richtungen vollzogen werden.
In vielen Speicherprojekten ist die Entscheidung zum Speicherbau somit dem Bau von Elektrokesseln verbunden wie zum Beispiel in Kiel, Flensburg, Nürnberg oder Potsdam. Hier werden die Elektrokessel aktuell nur am Regelenergiemarkt eingesetzt. Sobald es die regulatorischen Rahmenbedingungen hinsichtlich Abgaben und Umlagen zulassen, können sie jedoch zur Nutzung von überschüssiger EE aus Wind und Sonne genutzt werden. Einen Überblick aller Speicherprojekte mit mehr als 5.000 Kubikmetern Volumen und ausgewählte PtH-Projekte zeigt Bild 1.
