Konzepte zur Umrüstung von KWK-Anlagen: Multikriterielle Bewertung aus System- und Anlagenperspektive

Kurzfassung

Für die erfolgreiche Dekarbonisierung der Prozesswärmeversorgung nimmt die Umrüstung fossil-gefeuerter KWK-Anlagen eine Schlüsselrolle ein. Die Erhaltung heutiger Standorte bietet häufig zwei wesentliche Vorteile: Verbrauchernähe und vorhandene Infrastruktur. Zur Umrüstung bzw. Umwidmung einer Bestandsanlage existiert im Prinzip eine Vielfalt an Technologien, welche zur Versorgung mit erneuerbarer Energie und Flexibilisierung in Frage kommen. Zu berücksichtigen sind aber standortspezifische Voraussetzungen, wie die verfügbaren Flächen für erneuerbare Stromerzeugungsanlagen, Zukunftserwartungen sowie eine Reihe regulatorischer Rahmenbedingungen. Mögliche Entscheidungen für ein bestimmtes Anlagen- und Betriebskonzept betreffen also zumeist eine komplexe Sachlage. Ein Vergleich der „Performance“ unterschiedlicher Alternativen wird allerdings erst nach einer konkreteren Planung möglich. Diese kann wiederum nur für eine stark begrenzte Anzahl von Konzepten durchgeführt werden. Im Forschungsprojekt SecöndLife wird eine Methodik entwickelt, welche neben der betriebswirtschaftlichen Perspektive eines KWK-Anlagenbetreibers zusätzlich Informationen aus dem Gesamtenergieversorgungssystem adaptiv einbezieht. Hierfür sollen mehrere Umrüstungskonzepte für KWK-Bestandsanlagen (inklusive eines konkreten Fallbeispiels für ein Raffinerie-Kraftwerk) auch hinsichtlich ihrer Umweltauswirkungen untersucht und generisch bewertet werden. Ein Fokus liegt hierbei auf Lösungen zur Weiternutzung von Infrastruktur und auf der verwendeten Speichertechnologie - neben Batteriespeichern und chemischen Energieträgern insbesondere Wärmespeicher in Verbindung mit Hochtemperatur-Wärmepumpen. Aus den Ergebnissen soll ein Anwendertool entstehen, welches einerseits zur strategischen Entscheidungsunterstützung für die Dekarbonisierung Prozesswärme auskoppelender KWK-Anlagen genutzt werden kann. Andererseits soll hiermit ein gesamtheitlicheres Verständnis geschaffen werden, sodass der Nutzen unterschiedlicher Konzepte im Kontext der Energiewende – wenn auch betriebswirtschaftlich weniger attraktiv – für unterschiedliche Zielgruppen (z.B. Regulatoren) deutlich wird.