Energiewende in Deutschland – Die Bedeutung von KWK heute und in Zukunft

20 Jahre sind eine lange Zeit, in der viel passieren kann. Innerhalb von 20 Jahren können Kinder erwachsen werden, riesige Bauprojekte entstehen oder neue Technologien das gesamte Leben revolutionieren. Denken Sie zum Beispiel nur an „The Palm Jumeirah“ im Persischen Golf vor Dubai oder die Entwicklung der Smartphones. In 20 Jahren soll Deutschland klimaneutral sein – eine lange Zeitspanne, die möglicherweise nicht lang genug ist. Denn für die erfolgreiche Energiewende in Deutschland ist mehr nötig als grüner Strom. Aber was genau braucht die Energiewende? KWK ist ohne Zweifel eine der Lösungen.

Warum das so ist, welche Bedeutung die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) schon heute hat und welche großen Potenziale die Energiewende aus KWK ziehen kann, das erfahren Sie in diesem Beitrag.

Dieser Beitrag wurde aktualisiert am 14.06.2023.

KWK als wichtig(st)er Baustein der Energiewende

Strom, Strom und nochmal Strom ist der Gedanke, den die meisten Menschen haben, wenn es um die Energiewende in Deutschland geht. Die meisten Gespräche drehen sich um die Reduktion von CO2 und anderen Treibhausgasen, um alternative Stromquellen und das europäische 1,5-Grad-Ziel. Das alles sind Themen, die durchaus wichtig sind. Ein weiterer, ganz entscheidender Aspekt findet jedoch bislang weniger Berücksichtigung: die Wärmewende. Denn gänzlich gelingen kann die Energiewende nur dann, wenn neben klimafreundlichem Strom auch klimafreundliche Wärme Beachtung findet. Und genau an dieser Stelle hängen Energiewende und KWK zusammen.

Geht es um das Gelingen der Energiewende, so stehen vier wesentliche Vorteile von KWK klar im Vordergrund:

• flexibel
• wirtschaftlich
• sicher
• effizient.

Erneuerbare Energien wie Wind- und Sonnenkraft übernehmen zunehmend stärker die Grundlastversorgung. Aber sie sind volatil und extrem abhängig von der Wetterlage. Um die Versorgungssicherheit weiter zu gewährleisten, braucht es deshalb flexible Kraftwerke als Ergänzung – zum Beispiel dezentrale KWK-Anlagen. Denn sie ermöglichen eine wesentlich effizientere Nutzung der Energieträger als bei der getrennten Erzeugung von Wärme und Strom. Für die Energiewende ist KWK ein echter Joker.

Und so funktioniert es: Zukunftssichere KWK-Anlagen laufen genau dann, wenn der Strommarkt sie braucht. Wenn die Sonne nicht scheint oder der Wind nicht weht, stabilisieren sie das Netz. Große Wärme-Pufferspeicher erlauben eine zeitliche Entkoppelung von Wärmebedarf und -erzeugung für ein intelligentes Energiemanagement – flexibel und wirtschaftlich.

Auch die Dekarbonisierung ist ein wichtiges Thema der Energiewende. KWK kann dabei helfen. Mit ihrer flexiblen Einsatzfähigkeit ermöglicht sie die maximale Integration von erneuerbaren Energien in ein Wärmenetz. Und: KWK-Anlagen punkten mit Spitzenwerten beim energetischen Nutzungsgrad von bis zu 95 %. Das ist sicher und effizient.

Deutschland, die Energiewende und KWK – so steht es aktuell um das Dreiergestirn

Ob Energiewende, KWK, Photovoltaik oder Windkraft – die deutsche Politik hat ganz konkrete Ziele dafür, was das Land in Sachen Klimaschutz in den nächsten 20 Jahren erreichen will. Bis 2030 sollen die Treibhausgasemissionen im Vergleich zum Jahr 1990 um mindesten 65 Prozent sinken. Klimaneutralität bis 2045 ist das zweite Ziel.

Gleichzeitig soll der Anteil erneuerbarer Energien am Bruttoendenergieverbrauch steigen. Anvisiert werden dabei 80 % bis 2030. Im Jahr 2022 lag der Anteil bei 46,3 %. Das heißt, in weniger als zehn Jahren muss er sich fast verdoppeln, um die Ziele der Energiewende zu erreichen. Ohne KWK wird das nur schwer möglich sein.

Energiewende dank EEG?

Der Anteil der erneuerbaren Energiequellen am Bruttoendenergieverbrauch steigt kontinuierlich, was ein guter Start ist. Trotzdem nimmt der CO2-Ausstoß in den letzten Jahren kaum ab. Um die Energiewende zum Erfolg zu führen, müssen sich deswegen maßgebliche Dinge ändern. Einen ersten Schritt hat das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gemacht.

Bereits seit 2000 gibt es das EEG, das die Bundesrepublik seitdem stetig aktualisiert und an die Entwicklungen der Energiebranche anpasst. Das EEG hat bereits dazu beigetragen, dass sich eine zunehmende Zahl an Stromerzeugern, die erneuerbare Energien nutzen, an das deutsche Netz hat anschließen lassen. Im Wärmesektor hingegen, wo das EEWärmeG richtungsweisend ist, gibt es nach wie vor weniger Anreize, um auf erneuerbare Energien zu setzen. Und das, obwohl in diesem Sektor der größte Teil der Energie produziert und verbraucht wird.

Anders gesagt: Die Energiewende kann nur mit einer umfassenden Wärmewende gelingen. Und so ist es fast die logische Konsequenz, dass sich zukunftsfähige Kraft-Wärme-Kopplungen vom wärmegeführten Grundlastbetrieb zu hochflexiblen, strommarktoptimierten Anlagen entwickeln. Ausgestattet mit intelligenten Energiemanagementsystemen und Pufferspeichern, kann die Energiewende mittels KWK deutlich voranschreiten.

Auch deswegen sieht das deutsche Klimaschutz-Sofortprogramm neben dem Ausbau von erneuerbarer Energie zudem Gas-KWK-Anlagen vor, die sich perspektivisch auf erneuerbare Gase wie z. B. grünen Wasserstoff umrüsten lassen. Für die Energiewende liefert KWK damit flexible, dezentrale Stützen im Erzeugerverbund eines Wärmenetzes.

Die Rolle von erneuerbaren Gasen (Biogas, Biomethan und Wasserstoff) für die KWK in der Energiewende

Für die Energiewende spielt KWK also eine wichtige Rolle. Denn bis das deutsche Energiesystem zu 100 % mit erneuerbaren Energien läuft, braucht es eine regelbare Energieerzeugung. Und die sollte möglichst effizient sein. An dieser Stelle hat die KWK bereits eine Schlüsselrolle gefunden: Sie nutzt den eingesetzten Brennstoff (bisher noch überwiegend fossil) mit Wirkungsgraden von bis zu 95 % und mehr.

Ein großer Vorteil der KWK ist, dass die Technik bereits heute schon vermehrt mit erneuerbaren Brennstoffen betrieben wird (z.B. Biogas oder Biomethan) und in Zukunft leicht umrüstbar ist auf beispielsweise (grünen) Wasserstoff. Diese Brennstoffflexibilität stellt eine enorme Investitionssicherheit in die Zukunft dar.

Energiewende in Deutschland: Chancen und Herausforderungen

Die Ziele der Bundesregierung in Sachen Energiewende (und KWK) sind klar. Trotzdem gibt es bei der Umsetzung Schwierigkeiten. Denn die Rahmendbedingungen und Instrumente, die diese Ziele erreichen sollen, sind noch nicht final definiert. Dies sind bremsende Faktoren, welche Investitionsentscheidungen derzeit aufschieben.

Was sich jedoch schon heute ganz klar sagen lässt, ist, dass es auch in Zukunft nicht die eine und einzig richtige Energieerzeugertechnologie geben wird. Vielmehr braucht es einen Mix aus vielen Technologien, Energieformen und deren Kopplung sowie eine intelligente Vernetzung von Verbrauch und Erzeugung, um das Energiesystem der Zukunft darstellen und die Energiewende in Deutschland mit KWK und ihren Mitstreitern erfolgreich umsetzen zu können.