IPPNW.DE
Text vergrößernText verkleinernSeite druckenRSS-Feed aufrufen Seite versenden
Bericht der Kohlekommission

Stromversorgung mit Erneuerbaren und Gaskraftwerken

Heizkraftwerk Lichterfelde, Berlin, am Standort ist ein Gas- und Dampfturbinen-Heizkraftwerk zur Strom- und Fernwärmeproduktion in Bau, Foto: Claas Augner [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/li
13.03.2019

Die so genannte Kohlekommission der Bundesregierung empfiehlt in ihrem Abschlussbericht vom Januar 2019 einen schrittweisen Ausstieg aus der Kohleverstromung. Das letzte Kohlekraftwerk in Deutschland soll demnach spätestens 2038 vom Netz gehen. Anstelle von Kohle und Atom soll sich die Stromversorgung Deutschlands künftig auf Erdgas und erneuerbare Energien sowie vermutlich auf Stromimporte stützen. Dies umzusetzen, stellt eine große Herausforderung dar.

 

Ausstieg aus Atomenergie und Kohleverstromung

Der derzeitige Strombedarf der Bundesrepublik Deutschland bewegt sich in der Größenordnung zwischen 60 und 80 Gigawatt (GW). Aufgrund von Überkapazitäten konnte der Ausstieg aus der Atomenergie beschlossen werden.
Bis Ende 2022 sollen die letzten Atomkraftwerke mit einer Kapazität von insgesamt 9,8 Gigawatt stillgelegt werden.

Hinzu kommen nun die Empfehlungen der Kommission „Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung“, der so genannten Kohlekommission. Diese empfiehlt eine Reduzierung der Kohlekraftwerksleistung bis 2022 um mindestens 12,5 GW (Braun- und Steinkohlekraftwerke).

Bis zum Jahr 2030 sollen weitere Kohlekraftwerke mit einer Kapazität von rund 13 GW stillgelegt werden. Damit würde sich die Leistung der Kohlekraftwerke im Markt (ohne Reserven) im Jahr 2030 auf maximal 9 GW Braunkohle und 8 GW Steinkohle verringern.

Als Abschlussdatum für die Kohleverstromung empfiehlt die Kommission Ende des Jahres 2038. Gegebenenfalls könne das Datum auf 2035 vorgezogen werden.

Dieser Ausstiegsfahrplan soll regelmäßig überprüft werden hinsichtlich der Auswirkungen auf die Erreichung der Klimaziele, der Entwicklung der Strompreise und der Versorgungssicherheit, der Beschäftigung und der strukturpolitischen Ziele.

 

Erneuerbare Energien

Die erneuerbaren Energien sollen gemäß der Strategie der Bundesregierung weiter ausgebaut werden. Der aktuelle Koalitionsvertrag formuliert das Ziel, dass der Anteil erneuerbarer Energien im Jahr 2030 auf 65 % steigt.

Die erneuerbaren Energien sollen somit das zentrale Element des neuen Stromerzeugungssystems werden, um konventionelle Energieträger großteils zu ersetzen.

 

Sektorkopplung – Technologien der Energiewende

Wegen der fluktuierenden Einspeisung von Solar- und Windstrom („Dunkelflaute“) setzt die Kohlekommission insbesondere auf den Neubau von Gaskraftwerken: „Zur Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit auf dem heutigen hohen Niveau benötigt Deutschland absehbar in adäquatem Umfang gesicherte Kraftwerksleistung. Nach dem aktuellen Stand der Technik können dies am besten Gaskraftwerke leisten.“
Dabei soll der „Sektorkopplung“, also der technologischen Verschränkung des Stromsektors mit dem Verkehrs- und dem Wärmemarkt, eine wesentliche Bedeutung zukommen.

Derzeit liefern gut zwei Drittel der Kohlekraftwerke nicht nur Strom, sondern koppeln als Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) auch Wärme aus. Damit sind sie Bestandteil der Wärmeversorgung in Fern- und Nahwärmenetzen. Die Kohle soll in diesem Bereich schrittweise durch Gaskraftwerke ersetzt werden.

So nutzen Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen für die industrielle Prozesswärmeversorgung und die kommunale Wärmeversorgung zunehmend Gas.
Die Kommission empfiehlt, dass adäquate und langfristige Rahmenbedingungen für KWK-Anlagen geschaffen werden. Die Förderung von KWK-Anlagen soll über das Jahr 2025 hinaus fortgesetzt werden.

Künftig sollen KWK-Anlagen hin zu modernen, flexiblen Strom-Wärme-Systemen weiterentwickelt werden, zu denen neben KWK-Anlagen auch Speicher, Fernwärmenetze, Wärmepumpen, Power-to-Heat-Anlagen sowie solar- oder geothermische Anlagen gehören.

Eine Schlüsselrolle könnte dabei die „Herstellung von Wasserstoff“ einnehmen. „Wasserstoff kann auch mit flexibler KWK zusammengedacht werden“, so die Kommission.

 

Power-to-Gas: Wasserstoff

„Eine weitere Schlüsseltechnologie der Sektorkopplung ist Power-to-Gas (PtG). Damit kann erneuerbarer Strom in eine Energieform gebracht werden, die als erneuerbares Gas langfristig gespeichert und über das bestehende Gasnetz verteilt werden kann. Das Gasnetz verfügt dabei über eine umfassende Speicherkapazität und kann künftig immer mehr erneuerbare Gase aufnehmen, speichern, verteilen und anderen Sektoren zur Verfügung stellen.“

Allerdings dämpft die Kommission auch die Erwartungen einer schnellen Markteinführung, da Power-to-Gas-Anlagen derzeit vor allem „als Pilotprojekte und in entsprechend kleinen Größenordnungen“ betrieben werden. „Somit bleiben sie auf mittelfristige Sicht auch ein Thema für Forschung und Entwicklung, um möglichst rasch positive wirtschaftliche Skaleneffekte zu erzielen.“

Bereits bei der Planung spiele die Perspektive für einen Übergang von der Pilot- oder Forschungsphase in den Markt eine wichtige Rolle für Investitionsentscheidungen. Die Kommission regt an, die Etablierung von Marktanreizmechanismen für mit erneuerbaren Energien erzeugten Wasserstoff „zu prüfen“.

Damit bleibt offen, ob eine auf erneuerbaren Energien basierende Wasserstoffwirtschaft tatsächlich in größerem Stil realisiert wird, was nicht zuletzt auch an den Wirkungsgradverlusten und den damit verbundenen Kosten liegt.

 

Bau neuer Gaskraftwerke

Gaskraftwerke sind bei einem Kohleausstieg sowohl für die Realisierung einer erneuerbaren Wasserstoffwirtschaft – Wiederverstromung des Speichermediums Wasserstoffs – als auch ohne eine solche zur Gewährleistung der Versorgungssicherheit bei „Dunkelflauten“ notwendig.

Neue Gaskraftwerke befinden sich derzeit zwar in Planung oder im Genehmigungsverfahren. Die Kommission zweifelt aber massiv an einer schnellen Realisierung:

„Ein weiteres Problem sind die Vorlaufzeiten für die Inbetriebnahme eines Gaskraftwerks. Derzeit betragen die Realisierungszeiträume für Planung, Genehmigungsverfahren und Bau ca. vier bis sieben Jahre. Das heißt: Selbst wenn der Strommarkt hinreichende Preissignale für die Investitionsentscheidung sendet, stehen diese Anlagen erst mit starkem zeitlichen Verzug dem Markt zur Verfügung.“

„Ob diese bis zum Ausstieg aus der Kernenergienutzung Ende 2022 und bis zum Auslaufen der Sicherheitsbereitschaft 2023 realisiert werden können, sei daher „unwahrscheinlich, aber auch darüber hinaus nicht sicher“.

Die Kommission hält daher eine „Beschleunigung der Genehmigungsverfahren für neue Gaskraftwerke“ und eine „Weiterentwicklung und Fortführung der Förderung der Kraft-Wärme-Kopplung“ für dringend notwendig.

Maßnahmen zur Beschleunigung von Genehmigungsprozessen zur Errichtung neuer Gaskraftwerke sollen laut Kommission „insbesondere an bestehenden Kohlekraftwerksstandorten“ geprüft werden, u.a. weil dort die erforderliche Infrastruktur bereits vorhanden ist.

 

Stickstoffoxidanforderungen für Gasturbinen

Allerdings könnte es nicht nur wegen der langwierigen Planungs , Genehmigungs- und Bauzeiten Probleme beim Neubau von Gaskraftwerke geben, sondern auch deswegen, weil die Europäische Kommission im Juli 2017 neue europaweite Bandbreiten für Schadstoffemissionen von Großfeuerungsanlagen erlassen hat.

Die neu einzuführenden Stickstoffoxidanforderungen für Gasturbinen, die mehr als 1.500 Stunden pro Jahr betrieben werden sollen, sind deutlich strenger als die derzeitigen Anforderungen der 13. Bundes-Immissionsschutzverordnung und sind nicht mehr auf den Bereich oberhalb von 70 % Last beschränkt. Eine Nachrüstung von bestehenden Gasturbinen mit Katalysatortechnik ist im Regelfall wirtschaftlich nicht darstellbar. In vielen Fällen wird deswegen eine Beschränkung der jährlichen Betriebsstunden, eine Stilllegung oder ein Ersatzbau erfolgen müssen.

Für ihre Strategie, mit einem Mix aus erneuerbaren Energien und (neuen) Gaskraftwerken die Versorgungssicherheit zu garantieren, sieht die Kommission daher gravierende Probleme: "Für neue Gaskraftwerksprojekte kann die Verzögerung ein erhebliches Investitionshemmnis darstellen und damit Auswirkungen auf die Versorgungssicherheit haben."

 

Fazit

Die Kohlekommission erwartet erhebliche Schwierigkeiten bei der Umsetzung des Kohleausstiegs.

Das Problem ist nicht der weitere Ausbau der Wind- und Solarenergie, sondern vielmehr, bei „Dunkelflauten“ eine gesicherte Leistung von rund 80 GW bereitzustellen.

Eine Wasserstofferzeugung aus erneuerbar erzeugtem Strom (Langzeit-Stromspeicher) ist von einer Markteinführung noch deutlich entfernt.

Gaskraftwerke, die bei einem Kohleausstieg – entweder mit Erdgas oder mit erneuerbarem Wasserstoff – die Versorgungslücken von Sonne und Wind schließen müssten, stehen möglicherweise nicht in hinreichendem Maße zur Verfügung.

Bei realistischer Betrachtung der sich abzeichnenden Randbedingungen könnte alles darauf zusteuern, dass Deutschland künftig zum Strom-Importland wird. Bei Stromimporten etwa aus Frankreich, Dänemark, Polen und Tschechien würde es sich aber in erster Linie um Atom- bzw. Kohlestrom handeln. Ob diese Länder dazu in der Lage wären, ausreichend Strom nach Deutschland zu liefern, ist zudem fraglich.

Das Ziel eines Atom- und Kohleausstiegs würde jedenfalls scheitern. Das Ergebnis wäre ein Mix aus erneuerbaren Energien mit importiertem Atom- und Kohlestrom.

Von Henrik Paulitz

 

Weitere Informationen:

 

 

Foto: Heizkraftwerk Lichterfelde, Berlin, am Standort ist ein Gas- und Dampfturbinen-Heizkraftwerk zur Strom- und Fernwärmeproduktion in Bau, Foto: Claas Augner [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/li

Ansprechpartner


Henrik Paulitz
Referent für Energiepolitik
Tel. 06257-505-1707
Email: paulitz[at]ippnw.de

Sitemap Überblick