Erste von drei iKWK-Anlagen geht an den Start
Innovation für Rosenheim
Am 3. Juni 2022 ging in Rosenheim die erste von insgesamt drei iKWK-Anlagen offiziell in Betrieb. iKWK steht für innovative Kraft-Wärme-Kopplung. Eine zukunftsweisende Technologie der Energiebereitstellung, die dann interessant ist, wenn Photovoltaik und Windkraft in sonnen- und windarmen Zeiten nicht ausreichend vorhanden sind. Das moderne Strom-Wärme-System der iKWK hat sich dabei als ein besonders effizientes und klimaschonendes System zur Energiegewinnung erwiesen.
iKWK stärkt Versorgungssicherheit
in Rosenheim
und trägt wesentlich zur CO2 Reduktion bei
Die iKWK-Anlagen sind ein bedeutender Beitrag zum Umbau des Energiesystems, stärken die Versorgungssicherheit in Rosenheim und leisten einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung des Kohlenstoffdioxids (CO2).
Durch den flexiblen Einsatz der Anlagen, je nach Markt- und Versorgungssituation orientiert sich die bedarfsgerechte Wärmeerzeugung nicht nur am Verbraucher, sondern auch an der Belastungssituation des aktuellen Stromnetzes. Bei geringer Strommenge kann entsprechend mehr Strom in das Netz eingespeist werden, zu hohe Strommengen sind für die Wärmeproduktion nutzbar. Insgesamt sorgt das iKWK-System somit für ein stabileres Stromnetz und verhindert die Abregelung bzw. Reduzierung von Photovoltaik- und Windstrom.
Das iKWK1 ist Teil der Umsetzung des Energiekonzepts und begleitet den Fernwärmeausbau in Rosenheim, der in drei Schritten erfolgt.
2022 und 2023 folgen zwei weitere iKWK-Projekte.
iKWK-Vorteile für die Stadt
- Verdrängung fossiler Kesselwärme
- Nutzung von Umweltwärme aus dem Mühlbach
- Ausbau „grüner Wärme“
- CO2 -Einsparung
- Ausbau Eigenstromerzeugung
- Optimierung des Anlagenparks durch zusätzliche Gastmotoren (H2-Ready*)
- Stabilisierung des Stromnetzes durch Optimierung des Betriebs bei geringen oder negativen Strompreisen (Wärmepumpen, Elektrokessel)
* H2-Ready: Gastmotoren in Kraftwerken können zur Stromerzeugung zusätzlich mit Wasserstoff betrieben werden.
Komponenten des Systems
Ein modernes Strom-Wärme-System bzw. die iKWK besteht aus drei Einzelkomponenten, die über eine gemeinsame Steuer- und Leittechnik sowie ein gemeinsames Wärmenetz verknüpft sind: eine übliche Anlage zur Kraft-Wärme-Koppelung (KWK), zum Beispiel ein Blockheizkraftwerk (BHKW), ein elektrischer Wärmeerzeuger und eine Erneuerbare-Energie-Wärmequelle. Dafür eigenen sich zum Beispiel Geothermie, Solarthermie oder eine Wärmepumpe. Zur elektrischen Wärmeerzeugung kommt in Stadtwerken häufig eine Power-to-Heat-Anlage (PtH) zum Einsatz. Ähnlich dem Prinzip eines Wasserkochers wird in diesen PtH-Anlagen Fernwärme erzeugt. Durch den hohen energetischen Wirkungsgrad von 99,9 Prozent geht kaum Energie verloren. In Rosenheim besteht das iKWK-System aus den Komponenten Gasmotor (4,5 MWel / 3.500 Vbh), Elektrokessel (1,8 MWth / 500 Vbh) und Wärmepumpe (1,5 MWth / 4.500 Vbh).
So wird zum Beispiel im Rahmen der Kraft-Wärme-Koppelung (KWK) aus dem Rosenheimer Mühlbach thermische Energie mittels einer Wärmepumpe entzogen. Die Pumpe entnimmt dem Bachlauf Wasser und nutzt dessen Umweltwärme. Beim Durchlauf des Bachwassers durch die Wärmepumpe wird das Wasser abgekühlt und so die thermische Energie entnommen, bevor es wieder in den Mühlbach zurückgeleitet wird. Die gewonnene Energie wird über das Müllheizkraftwerk dem Fernwärmenetz zugeführt und trägt damit zu einer klimaneutralen Energiegewinnung bei. Der Standort für die Wärmepumpen an der Schönfeldstraße ist zudem strategisch gut gewählt. Die Nähe zum Heizkraftwerk der Stadtwerke Rosenheim und der angrenzende Bachlauf des Mühlbachs machen diesen Standort effizient und wirtschaftlich.
Was bedeutet Kraft-Wärme-Koppelung?
Strom und Wärme werden im Rosenheimer Müllheizkraftwerk in Kraft-Wärme-Kopplung erzeugt. Sie sind neben den Komponenten elektrische Wärmeerzeuger und Erneuerbare-Energie-Wärmequelle zum Betrieb eines iKWK-Systems erforderlich. Bei der KWK wird in einem Vorgang mechanische Energie und nutzbare Wärme gewonnen. Während des thermodynamischen Prozesses erfolgt die Umwandlung von mechanischer Energie zumeist in elektrischen Strom. Die gleichzeitig entstandene Wärme wird als Nah- und Fernwärme in privaten Gebäuden, Einrichtungen oder für industrielle Zwecke genutzt.
Bei der Stromerzeugung aus Brennstoffen wird die Nutzwärme ausgekoppelt und damit die Abgabe von ungenutzter Abwärme an die Umgebung verringert. Durch dieses Verfahren wird eine Brennstoffeinsparung im Vergleich zur separaten Erzeugung von Strom und Wärme von bis zu einem Drittel der Primärenergie* erreicht, der elektrische Wirkungsgrad eines Kraftwerks aber reduziert.
Doch ist nicht nur der verringerte Brennstoffbedarf für die parallele Strom- und Wärmebereitstellung von Vorteil, auch die gewonnene Reduzierung der Emissionen von Kohlenstoffdioxid und weiteren Schadstoffen ist ein echtes Plus. Wegen dieser Vorteile wird der weitere Ausbau entsprechender Anlagen auf der Grundlage des Kraft-Wärme-Kopplungsgesetzes (KWKG) und dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gefördert.
Um die Emissionen mit Kohlenstoffdioxid der mit fossilen Brennstoffen befeuerten KWK-Anlagen noch weiter zu reduzieren und einen Klimaschutz zu erreichen, wird langfristig die Einspeisung zum Beispiel mit synthetischem Erdgas aus erneuerbarem Überschussstrom oder Biomasse angestrebt. Die innovative Kraft-Wärme-Kopplung bedeutet die Optimierung einer herkömmlichen KWK-Anlage.
* Primärenergie ist der nutzbare Energiegehalt eines natürlich vorkommenden Energieträgers, wie zum Beispiel Stein- und Braunkohle, Erdgas, Erdöl, Windkraft, Wasserkraft oder Sonnenenergie. Die Energie kommt direkt in den Energiequellen vor und wurde noch nicht in nutzbare Endenergie umgewandelt.
Die Erzeugungsleistung von iKWK1
Die Koppelung mehrerer Wärmeerzeuger ermöglicht nicht nur ein flexibleres System bei Schwankungen im Stromnetz, es ist auch in puncto Erzeugungsleistung zukunftsweisend. So deckt die iKWK1 12 % des Fernwärmebedarfs, versorgt circa 10.000 Einfamilienhäuser und erzeugt 24.000 MWh Wärme. Aber auch die Zahlen beim CO2-Ausstoß sind beachtlich: Kohlendioxid-Emissionen vermindern sich bei Vollausbau der Anlage um 16.500 t pro Jahr. Dazu im Vergleich: 1,32 Mio. Bäume benötigen ein Jahr, um 16.500 t CO2 in Sauerstoff umwandeln.
Die iKWK hilft nicht nur das Stromnetz flexibler und unabhängiger zu betreiben, zusätzlich werden der Anteil erneuerbarer Energien in einem Wärmenetz erhöht und die Treibhausgasemissionen erheblich reduziert. Der weitere Ausbau solcher Anlagen ist somit ein wichtiger Schritt in Richtung Energiewende und Verbesserung des Wärmesektors.
Mit der Inbetriebnahme der ersten hocheffizienten iKWK-Anlage ist Rosenheim seinem Ziel, die Versorgung mit Strom und Fernwärme bis 2025 völlig klimaneutral zu gestalten, ein großes Stück näher gerückt. Unsere Kunden werden dann zu 100 Prozent mit Energie versorgt, bei deren Erzeugung in Deutschland bilanziell kein zusätzliches Kohlendioxid ausgestoßen wird. Mit dem Konzept „Energiewende made in Rosenheim" sorgen die Stadtwerke aber auch für eine langfristig zuverlässige Versorgung mit Strom und Fernwärme und dass diese bezahlbar bleiben.
