Workshop 2  /  01. September 2015

BMU B-Projekt „FlexHKW“

Flexible Stromproduktion mit Heizkraftwerken – technische und wirtschaftliche Lösungsansätze

Zusammenfassung des Workshops:

Im Workshop "Flexible Stromproduktion mit Heizkraftwerken - technische und wirtschaftliche Lösungsansätze" am 1. September 2015 in Berlin kamen Anlagenhersteller, Anlagenbetreiber, Stromhändler, Branchenverbände, Ministerien Vertreter und Wissenschaftler zusammen. Sie diskutierten unter dem Dach des Bundesverbandes BioEnergie e.V. (BBE) über die aktuellen Möglichkeiten und Schwierigkeiten von Heizkraftwerken, die mit Biomasse als festem Brennstoff befeuert werden, den Strommarkt variabel mit Energie zu beliefern oder auch elektrische Systemdienstleistungen anbieten zu können – neben ihrer ursprünglichen Aufgabe, der Versorgung privater und gewerblicher Kunden mit Wärme.

„Dass ein (weitestgehend) erneuerbares Energiesystem mit der Regelbarkeit der Bioenergie eine dringend benötigte Systemkomponente für die Energiewende zur Verfügung stellt, gilt es im Kontext zukünftiger Rahmenbedingungen für die Bioenergie-Nutzung dringend bei den politischen Entscheidungsträgern einzufordern und in der Öffentlichkeit entsprechend zu würdigen“, bemerkte Dr. Georg Wagener-Lohse, Vorstandsmitglied im BBE.

„Rund 300 Holzheizkraftwerke produzieren in Deutschland derzeit knapp 10 TWh elektrische Energie pro Jahr mit einer gesamten Anschlussleistung nahe 2 GWel. Die am häufigsten in diesem Kraftwerkspark vorzufindenden technischen Komponenten sind die Vorschubrostfeuerung, Wasserrohr- und Thermoölkessel sowie Entnahmekondensationsturbinen und ORC-Anlagen“ berichteten Fraunhofer IEE und Seeger Engineering.

„Holzheizkraftwerke weisen gegenüber Biogasanlagen systematische Ähnlichkeiten auf. Beide nutzen Biomasse als Energieträger, verfügen über eine relativ träge reagierende Feuerung bzw. Fermenter und produzieren elektrischen Strom mit schnell modulierbaren Turbinen bzw. Motoren. Jedoch verfügen Biogasanlagen über einen Gasspeicher, welcher Fermenter und Motor verfahrenstechnisch entkoppeln kann. Holzheizkraftwerke sind in den meisten Fällen wärmegeführt und eine davon unabhängige Stromproduktion lässt sich oft nur mit einem zusätzlichen Wärmespeicher realisieren“ hob Uwe Hoffstede, Fraunhofer IEE, hervor.

Eine Anlage mit ORC-Turbine verfügt - selbst mit Einsatz eines Wärmespeichers - kaum über finanzielle Anreize zur Direktvermarktung des elektrischen Stromes. Mit ein Grund hierfür ist der Technologiebonus zusätzlich zur EEG-Grundvergütung, welchen diese Anlagen erhalten. Kommen jedoch Entnahmekondensationsturbinen zum Einsatz, kann sich der Einsatz eines Wärmespeichers rechnen, vor allem bei Heizkraftwerken, die vergleichsweise knapp im Vergleich zum Wärmeverbrauchsprofil dimensioniert sind. „Die Wirtschaftlichkeit ergibt sich vor allem durch den Wegfall der Brennstoffkosten für den Spitzenlastkessel“ präzisiert Michael Schreiber, Fraunhofer IEE.

Welche Lösung die Demonstrationsanlage der Bioenergie Wächtersbach (ORC-Anlage) für sich gefunden hat, erläuterte Tim Steindamm, Seeger Engineering: „Da sich ein Wärmespeicher für das Heizkraftwerk nicht rechnete, wurde ein Bypass um die Turbine angelegt und einige Modifikationen in der Anlagensteuerung vorgenommen. Die Kosten dafür beliefen sich auf unter € 10.000. Diese Investitionen haben sich bereits nach einem Jahr amortisiert durch die Bereitstellung von Minutenreserve und (negativer) Sekundärregelleistung.“

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass mit Biomasse befeuerte Heizkraftwerke bereits heute in der Lage sind, flexibel Strom zu produzieren, am Energiehandel teilzunehmen und auch Systemdienstleistungen bereitzustellen. Die wirtschaftlichen Anreize sind derzeit jedoch noch gering. Das Flexibilisierungspotential des aktuellen Heizkraftwerkparks in Deutschland schätzten die Teilnehmer des Workshops auf etwa ein Drittel der installierten elektrischen Leistung ein.