Forschungsbericht G 202013 10/2023

Der vorliegende Forschungsbericht G 202013 beschäftigt sich mit dem zukünftigen Ausbau der vorhanden Wärmenetze und insbesondere der Netze mit Kohle-KWK-Anlagen als einer der Hauptwärmequellen in Deutschland. Im Projekt wurde untersucht, wie ein Ausstieg aus der Kohle eine Chance für eine solche Transformation bieten kann. Vor dem Hintergrund des Kohleausstiegs bis 2038 entfallen erhebliche Kapazitäten an durch Kohleverbrennung erzeugter Fernwärme und Strom. Um weiterhin die Versorgungssicherheit, insbesondere der angeschlossenen Wärmenetze, zu gewährleisten, ist es notwendig, alternative Versorgungskonzepte zu finden. Daher wurde hier auf die im starken Wandel befindliche Versorgungslage, nicht nur auf dem Strom-, sondern vor allem auf dem Wärmemarkt eingegangen und zukünftige Versorgungsmodelle identifiziert und bewertet.

Basierend auf den Daten zu den Kohlekraftwerken aus öffentlich verfügbaren Quellen, wie Kraftwerksliste, Zensus und den Angaben verschiedener Anlagenbetreiber konnten im Projekt viele relevante Wärmenetze ermittelt werden, welche vom Kohleausstieg betroffen sind.

Auf Basis der Netzbetriebssimulation wurde die regionale Netzauslastung sowie der Beitrag heutiger kohlebefeuerter Kraftwerke mit und ohne KWK zum Redispatch in Deutschland bestimmt.

Auch wenn KWK-Anlagen mit erneuerbaren Gasen gerade für die Überbrückung der „Dunkelflaute“ im Strommarkt auch zukünftig eine wichtige Rolle spielen werden, wurden explizit technologische Alternativen zur Wärmeversorgung mit untersucht. Insbesondere durch mehr Wind- und Solarstrom im Netz werden die Stunden mit „Stromüberschuss“ weiterhin zunehmen und somit müssen auch die Wärmenetze ggf. als Puffermöglichkeiten über Power-to-Heat-Anlagen genutzt werden. Dementsprechend wurden die betrachteten Netze ganzheitlich ohne Ausschluss bestimmter Technologien betrachtet und berechnet.

Resultat der Studie ist neben einem umfangreichen Überblick des Status Quo der Kohle-KWK auch eine Betrachtung der Potenziale an den einzelnen Kohle-Standorten sowie Detailbetrachtungen einzelner repräsentativer Wärmenetze mit hohem Kohleanteil.