Für die Studie haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und angewandte Materialforschung (IFAM) zwei Szenarien der Sektorenkopplung für Strom und Wärme verglichen: eine weitgehende Ablösung von Heiz­kesseln durch Elektro-Wärmepumpen und einen verstärkten Ausbau von Syste­men der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK). Die Kurzstudie bezieht sich auf ein weit fortgeschrittenes Stadium der Energiewende im Jahr 2050.

Das Ergebnis belegt eindeutig, dass die auf dezentrale Elektro-Wärmepumpen setzende Strategie den Anspruch einer weitgehenden Dekarbonisierung des Wär­mebereichs kaum einlösen kann. Ein Ausbau von gasbasierten KWK-Systemen mit Wärmespeichern, die als ergänzende Komponenten Elektro-Kessel und Groß-Wärmepumpen als Power-to-Heat-Technologien enthalten, würde hingegen zum Ausbau der Stromerzeugung aus fluktuierenden Erneuerbaren Energien passen. Die KWK-Anlagen können vorteilhaft die Residuallast decken, wenn der Strom aus Wind und Sonne nicht ausreicht. Die Zahl der Vollaststunden der KWK-Anlagen sinkt zwar im Vergleich zu heute deutlich, aber sie liefern dann auch besonders wertvollen Strom. In Überschusszeiten kann mit Strom aus Erneuerbaren zum einen Wärme mittels der Power-to-Heat-Komponenten der KWK-Systeme bereit­gestellt werden, zum anderen können die Stromüberschüsse mit Power-to-Gas-Technologien genutzt werden, um Brennstoff für die zuvor mit Erdgas betriebe­nen KWK-Anlagen regenerativ zu erzeugen.

Damit bekommt die KWK eine dauer­hafte Perspektive in einem vollständig dekarbonisierten Energiesystem. Die vorhandene Gas-Infrastruktur und die daran gekoppelten Speicherkapazitä­ten, die auch einen saisonalen Ausgleich zulassen, werden Bestandteil dieses künftigen Energiesystems sein.

Heinz Ullrich Brosziewski, der Vizepräsident des B.KWK, betonte: „Die Ergebnisse der Studie belegen, dass ein intensiver Ausbau gasbasierter KWK mit Wärmenetzen für den Klima­schutz mittel- und langfristig eine zielführende Strategie ist. Die KWK-Anlagen können sowohl im kommunalen als auch im gewerblichen Bereich eine zentrale Rolle in der Wärmewende spielen und damit zur Entlastung und Stützung der Netze beitragen. Wir im B.KWK sind überzeugt, dass diese Perspektive Grundlage für die im Koali­tionsvertrag von CDU/CSU und SPD angekündigte Weiterentwicklung und um­fassende Modernisierung der KWK-Politik sein kann und sein sollte.“

Herr Dr. Thomas Griese, Staatssekretär im Ministerium für Umwelt, Energie, Ernährung und Forsten Rheinland-Pfalz, führte weiter aus: „Unser zukünftiges, dezentral ausgerichtetes Energieversorgungssystem wird vor allem durch einen hohen Anteil an fluktuierender Stromerzeugung aus Windenergie und Photovoltaik gekennzeichnet sein. Die Kraft-Wärme-Kopplung kann bedeutende  Beiträge für die dadurch notwendige Flexibilisierung des gesamten Energieversorgungssystems und die Verknüpfung der Verbrauchssektoren Strom, Wärme und Gas leisten. Das sichert eine verlässliche und kosteneffiziente Energieversorgung für unsere Industrie, Gewerbe, kommunale Einrichtungen sowie unserer Bürgerinnen und Bürger. Durch den zunehmenden Einsatz regenerativer Brennstoffe, wie z. B. Biogas oder Methan aus Power-to-Gas-Anlagen, wird die KWK zukünftig in steigendem Umfang zur notwendigen Dekarbonisierung unserer Energieversorgung beitragen, damit die internationalen, europäischen und nationalen Klimaschutzziele erreicht werden können. Die KWK ist somit ein wichtiger Partner der Energiewende in Deutschland.“     

Die Kurzstudie „Perspektiven der Kraft-Wärme-Kopplung in der Energiewende“ wurde vom B.KWK beauftragt und von IFAM in Form einer vergleichenden Szenarioanalyse erstellt. Verwendet wurden dafür stundenscharfe Zeitreihen für Strom und Wärme aus erneuerbarer und konventioneller Erzeugung, Stromspeicherung, Lastmanagement etc.. Dadurch wurde es möglich, das Zusammenspiel der beiden jeweils dominanten Wärmeversorgungs-Systeme in hoher zeitlicher Auflösung zu beurteilen.