Von den ca. eine Million Gas- und Heizölkesseln in den schweizerischen Heizkellern werden heute jedes Jahr ca. 50‘000 Anlagen erneuert. Wenn ein zunehmender Anteil dieser Heizungen mit WKK-Anlagen ergänzt oder ersetzt würde, könnte in wenigen Jahren die Leistung der 5 Schweizer AKW (z.Z. 3‘278 MW) kompensiert werden. Mit knapp 10 Milliarden Franken Investitionen, verteilt auf die nächsten 5 bis 10 Jahre, könnte die gesamte AKW-Leistung durch flexible und bedarfsgerechte sowie vor allem umweltschonende Anlagen ersetzt werden. Fest steht: Mit der Zunahme der neuen erneuerbaren Stromproduzenten – vor allem Solar- und Windstrom – nimmt auch die Bedeutung der WKK-Anlagen als reine Ausgleichsstromlieferanten zu. WKK-Anlagen werden so quasi zur Dritten Säule der Stromproduktion. WKK-Anlagen können vom Minergie-Einfamilienhaus bis zum grossen Industriekomplex in allen Grössenordnungen eingesetzt werden.
Wie funktioniert denn die Wärme-Kraft-Kopplung?
Bei der Wärme-Kraft-Kopplung (WKK) werden Gas oder Heizöl einem Verbrennungsmotor zugeführt, um Wärme fürs Heizen oder für Warmwasser zu gewinnen beziehungsweise: über einen Generator Strom zu produzieren. Alles in einem. Erklärt wurde das Funktionieren einer WKK-Anlage von Jörg Jermann von der Avesco AG (Bubendorf BL). In WKK-Anlagen sieht er Chancen für Gewerbe und Industrie, denn die Anlagen seien «günstig und wertschöpfend, aber auch nachhaltig und umweltschonend». Nebst Strom aus Solarenergie und Wasserkraft sollen WKK-Anlagen einen «verlässlichen und effizienten Beitrag zur Energiewende leisten». Ein heutiger Antriebsmotor zeichne sich durch hohe Energieeffizienz, geringen Verbrauch, Laufruhe und Wartungsarmut aus. Diese Eigenschaften machten WKK-Anlagen wirtschaftlich, vorausgesetzt, dass sie fachgerecht installiert und betrieben würden. Unumwunden sagte der neue WKK-Präsident, Heini Glauser: «Mit zunehmender Verbreitung von Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien nimmt schliesslich auch das erforderliche Wissen zu. Was den Bekanntheitsgrad von WKK anbelangt, gibt es allerdings noch ein schönes Stück Öffentlichkeitsarbeit zu bewältigen.» Glauser ersetzt Adrian Jaquiéry, der den Fachverband seit 2002 bis Ende August 2013 leitete.
Viele Hemmnisse sind auch politisch motiviert
Hauptthema in Adrian Jaquiérys Amtszeit war der «ewige Kampf für eine gerechte Einspeisevergütung des Stroms aus WKK-Anlagen». Eine Verbesserung der Situation habe schliesslich die kostendeckende Einspeisevergütung (KEV) von Strom aus erneuerbarer Energie gebracht. So hätten viele Kläranlagen überzeugt werden können, dass sich das aus dem Reinigungsprozess stammende Klärgas in einer WKK sinnvoll nutzen lasse. «Viele WKK-Betreiber mussten jedoch mitansehen, wie sich die Preise für die Vergütung von WKK-Strom verschlechterten. Aus diesem Grunde startete der WKK-Fachverband die Initiative ‹Verkauf an Dritte›. Analog der individuellen Heizkostenabrechnung soll der Betreiber einer WKK-Anlage die Möglichkeit haben, den Strom direkt an seine Bezüger zu verkaufen.» So sei der Preis eben nicht 8 Rp., sondern über 20 Rp. Einige Elektrizitätswerke erlaubten bereits diese Art von Abrechnung, so Jaquiéry. Viele Hemmnisse seien auch politisch motiviert. Adrian Jaquiéry: «Insbesondere versuchten die Behörden, etwa die Lufthygieneämter, die Ausbreitung der WKK-Technologie mit drakonischen Abgasvorschriften zu verhindern.»
Die Energiepolitik in Bewegung
Mit der proklamierten Energiewende 2050/2035 komme die schweizerische Energiepolitik in Bewegung, glaubt der neue Verbandpräsident. Aus Sicht des WKK-Fachverbands sei das vorgesehene Umsetzungstempo für Energiewende und Atomausstieg aber viel zu gemächlich. «Kraft-Wärme-Kopplung hat sich als Instrument zur Erhöhung der Energieeffizienz und zum Erreichen von Energieeinsparzielen bewährt und trägt zur Verringerung des jährlichen Primärenergieverbrauchs bis 2020 bei. Sie unterstützt die Bemühungen zur Bekämpfung des Klimawandels durch eine Reduzierung der CO2-Emissionen und eine Verringerung der Netzverluste. Gleichzeitig sorgt sie für mehr Wettbewerb auf dem Strommarkt. Daher gilt es, das Potenzial der Kraft-Wärme-Kopplung in der gesamten Europäischen Union in vollem Umfang zu entwickeln und zu nutzen», so Heini Glauser.
Energiestrategie 2050: Drei Ziele des WKK-Fachverbandes
- WKK soll als wichtiges Element der Energiewende bekannt werden und in der Energiestrategie den entsprechenden Platz erhalten
- Investitionen in die Energiewende müssen sich lohnen und dürfen nicht den Idealisten überlassen werden. Dazu gehört auch der breite Einsatz der WKK.
- Die Energiewende muss ökonomische Vorteile bringen. Die WKK bietet dazu ideale Voraussetzungen. Statt Stromüberschüsse im Sommer, in Konkurrenz zu Sonnenstrom und in den Nächten brauchen wir eine flexible und dezentrale Stromproduktion, die die erneuerbaren Energien ergänzt. Die unflexibel und dauernd produzierenden Alt-AKW müssen rasch und schrittweise abgestellt werden.
Dringend notwendig: Befreiung von der CO2-Abgabe
WKK braucht laut Glauser klare Rahmenbedingungen und muss dringend in die Förderprogramme des Bundes und der Kantone einbezogen werden:
- Die Bereitstellung von Leistung in lokalen WKK-Anlagen, die flexibel abgerufen werden kann, muss so entschädigt werden, wie jede andere notwendige Kraftwerkleistung für Regel- und Ausgleichsstrom. Eine grosse Zahl von Kleinkraftwerken/WKK ist wesentlich zuverlässiger, als ein Grosskraftwerk, das bei einem Störfall oder bei einer Revision ganz ausfällt.
- WKK, in Altliegenschaften mit hohem Wärmebedarf, sollte mit Energiesparmassen an der Gebäudehülle kombiniert werden und so zur Bedingung für Beiträge aus dem Gebäudeprogramm werden.
- Die Befreiung von der CO2-Abgabe ist deshalb dringend notwendig, weil importierter Winterstrom eine mehrfach höhere CO2-Fracht erzeugt, aber in der Schweizer-CO2-Bilanz als CO2-frei gilt.
Bei voller Wärmenutzung: nur 200 Gramm CO2/kWh
Der neue Präsident betonte: «Mit Biogas und zukünftig Gas aus überschüssigem Windstrom – Power to Gas – kann WKK-Strom zunehmend klimaneutral produziert werden. Im Gegensatz zu neusten Gas-Kombikraftwerken, dem europäische Strommix und vor allem den Kohlekraftwerken, die einen wesentlichen Teil der europäischen Winterstromproduktion erzeugen, produzieren WKK-Anlagen, bei voller Wärmenutzung, nur 200 Gramm CO2/kWh.» Zum Vergleich:
- Gas-Kombikraftwerke: 350 Gramm CO2/kWh
- Eurostrommix, mit allen Stromproduktionsarten: 400 Gramm CO2/kWh
- Kohlestrom: 800 - 1200 Gramm CO2/kWh
- Atomstrom aus Brennstäben von Uran-Bergwerken mit tiefem Urangehalt: bis 150 Gramm CO2/kWh.
Erdgas: Der CO2-ärmste aller fossilen Brennstoffe
WKK-Vorstandsmitglied Martin Schmid vom Ökozentrum Langenbruck BL bezeichnete das Erdgasnetz als riesigen «Stromspeicher»: Das bestehende europäische Erdgasnetz sei in der Lage, etwa 100 mal mehr Energie zu speichern, als alle Schweizer Stauseen und sei damit «ein wichtiger Baustein für die Zwischenspeicherung von Energie zur bedarfsgerechten Erzeugung von Strom. Erdgas ist der mit Abstand CO2-ärmste aller fossilen Brennstoffe und hat, wie erwähnt, grosses Potential zur weiteren Ökologisierung.» Für Martin Schmid ist WKK eine «bedarfsgerechte Erzeugung von Strom und Wärme bei höchster Effizienz». Bekanntlich sei Stromverbrauch Europas im Winter deutlich höher als im Sommer. «Während im Sommer Photovoltaikanlagen einen wesentlichen Beitrag an die Energieversorgung leisten, ist die wärmegeführte Nutzung von Erdgas, Biomasse, sowie E- und Biogas im Winter sehr effizient und bedarfsgerecht. Zusätzlich sind solche BHKW schnell regelbar und schnell abschaltbar und können so den Bedarf an Strom nahtlos ergänzen.» Martin Schmid erinnerte daran, dass die Schweiz im Winter grössere Mengen von Kohlestrom aus dem Ausland importiert. 1 kWh Strom aus Kohle bedeutet 1'000 bis 1300 g CO2-Ausstoss. 1 kWh Strom aus Erdgas-WKK: 200 bis 250 g CO2.
Infos zum Schweizerischen Fachverband für Wärmekraftkopplung WKK >>
©Text: Toni Rütti, Redaktor ee-news.ch
3 Kommentare
2. und letzte Ergänzung:
Mit einem Märchen sollte hier auch gleich aufgeräumt werden. Nämlich der Behauptung, dass man eine WKK (auch BHKW genannt) nur betreiben könne wenn höchste (und damit meist unrealistisch hohe) Betriebstundenzahlen pro Jahr erreichbar sind. Würden die WKK-Aggregate in Großserie hergestellt und damit preisnahe zu herkömmlichen Heizanlagen, dann könnte man sie energiewirtschaftlich optimal einsetzen. Höchste Einsatzzeiten im Winter wenn viel zusätzlicher Spitzenstrom gebraucht wird und die anfallende Wärme optimal genutzt werden kann. Im Gegenzug lange Auszeiten (oder Minderlastbetrieb) im Sommer, wenn Strom und Wärme vorzugsweise aus direkter Solarnutzung stammen sollten und WKK-Agregate nur als Lückenfüller des Nachts und bei schlechtem Wetter benötigt werden und dann effiziente Dienste leisten können. Und als Notversorgungsanlagen sowieso jederzeit zur Verfügung stünden.
Noch etwas, die elektrisch Wärmepumpe – von mir 1978 als „trojanischer Pferd der Stromversorger für den Wärmemarkt“ gescholten - ist solange fehl am Platz, wie sie das winterliche Problem der Stromlücken verschärft bzw. solange nicht das Abwärmepotenzial allerorten möglicher WKK ausgeschöpft ist. Nach meiner Kalkulation kann Stromerzeugung per WKK (im großen Stil genutzt als Fernwärme, im mittleren Maßstab als Nahwärme und im kleinörtlichen Bereich dezentral im eigenen Keller) mehr Heizwärme abwerfen als das ganze Land zum Heizen benötigt – zumindest galt das 1978 für Deutschland und gilt heute erst recht.
In der Schweiz dürfte es nicht viel anders sein – wenn auch der größere Anteil an Wasserkraft hie und da der elektrischen Wärmepumpe eine gewisse Existenzberechtigung geben dürfte.
Viel Glück für die Schweiz mit WKK wünscht Gunter Brandt aus Einbeck
gut.energie@gmx.de
Fortsetzung:
WKK konnte hingegen nur einen marginalem Anteil am Gesamtstromverbrauch der Schweiz erzielen, die Behinderungen waren zu wirkungsvoll. Auch wenn sich meine „Nachfolger“ beim Ing. Büro Nüscheler, Hans Pauli und Hans-Peter Eicher, die dort und später im eigenen Energiebüro meine Ideen weiterverfolgten sich fürderhin rührig in der Schweizerischen Energieszene betätigt haben und sogar teilweise zu wirkungsvolleren Amt und Würden kommen konnten als meine Wenigkeit – der große Durchbruch gelang nicht.
Bereits 1978 hatte ich übrigens darauf hingewiesen, dass WKK, insbesondere wenn mit Gas betrieben, die ideale Brückentechnologie hin zur Nutzung und bei der Nutzung erneuerbaren Energiequellen sei. So kann WKK, egal ob mit Verbrennungsmotoren oder zukünftig mit Brennstoffzellen realisiert, sowohl mit Biogas (1978 noch „Pschüttigas“ genannt) betrieben werden, als auch mit Wasserstoff, Methan oder Methanol. Letztere können zukünftig mittels saisonaler und lokaler Überschüsse an regenerativ erzeugtem Strom erzeugt werden und so auch als saisonale wie mobile Energiespeicher dienen (Stichwort Verkehr). Nur so kann auch das „Winterloch“ bei der Energieversorgung in den nördlichen Industrienationen ohne Einsatz von fossilen und atomaren Energieträgern gefüllt werden.
Schön dass jetzt - nach einer Generation - die damaligen Ideen Früchte tragen sollen. Voraussetzung für das Gelingen ist aber endlich Serienfabrikation von WKK-Aggregaten. Machbar war das schon immer, wenn man die Serienerfahrungen aus der KFZ-Produktion eingesetzt hätte. Habe ich mir diesbezüglich noch im Jahr 1977 bei VW in Wolfsburg den Mund „fusselig„ geredet, so baut VW zusammen mit „Lichtblick“ endlich ein ähnliches Aggregat wie wir vor 35 Jahren in Münchenstein. Leider ist die Serie aber noch immer zu klein und der Preis damit noch zu hoch. Ein 15 kW-Aggregat mit weniger Bauaufwand noch als jedes KFZ zum doppelten Preis eines gleichstarken Klein-KFZ. Da muss doch preislich noch was drin sein!