Die diesem Bericht zugrunde liegenden Forschungsvorhaben „EnEff:Wärme - Der Beitrag thermischer Speicher zur Steigerung der Energieeffizienz, Flexibilität und Wirtschaftlichkeit der Fernwärme- und Stromerzeugung in KWK-Anlagen“ (FKZ: 03ET1188A) wurde durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert, aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages. Die Bearbeitung erfolgte durch die Technische Universität Berlin - Fakultät III - Prozesswissenschaften - Institut für Energietechnik - Fachgebiet Energietechnik und Umweltschutz.
Die energie- und klimapolitischen Grundsätze sowie Ziele der Bundesregierung im „Klimaschutzplan 2050“ beinhalten die Reduktion von CO2-Emissionen und eine bedeutsame Effizienzsteigerung bei dem Einsatz von verfügbaren Primärenergieträgern. Der Ausbau von erneuerbaren Energien und die Sektorkopplung sind für die Umsetzung der Vorgaben wichtige Standbeine. Insbesondere das Potential der Kraft-Wärme-Kopplung soll zur Einsparung fossiler Brennstoffe signifikant beitragen. Aufgrund sinkender Strompreise am liberalisierten Strommarkt – in Relation zu fossilen Brennstoffkosten – wird der Betrieb von strommarktorientierten KWK-Anlagen in einer zunehmenden Anzahl an Jahresstunden unwirtschaftlich. Demzufolge ist nicht nur die Wirtschaftlichkeit der KWK-Anlagen exponiert, sondern ebenfalls die energiepolitischen Ziele, mit Hilfe der Kraft-Wärme-Kopplung den Verbrauch von Primärenergie sowie die CO2-Emissionen zu reduzieren.
Bei der vorliegenden Studie „Einsatz von Wärmespeichern und Power-to-Heat-Anlagen“ haben es sich die drei Forschungsstellen Technische Universität Berlin, Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst Hildesheim-Holzminden-Göttingen sowie die Universität Leipzig zur Aufgabe gemacht, einen ausführbaren Beitrag von Wärmespeichern und Power-to-Heat-Anlagen zu einem effizienteren, flexibleren und wirtschaftlicheren Betrieb von Heizkraftwerken öffentlicher Fernwärmesystemen zu ermitteln. Hierzu werden verschiedene Möglichkeiten beim Einsatz von Wärmespeichern sowie verschiedener elektrischer Wärmeerzeuger in Fernwärmesystemen untersucht. Der Fokus wurde zum einen auf die Erhöhung von Strom- und Wärmeerzeugung aus Heizkraftwerken und zum anderen auf eine an die volatile Stromerzeugung aus Wind- und Photovoltaikanlagen angepasste KWK-Stromeinspeisung gelegt.
Die Untersuchung wurde methodisch mit einem gemischt-ganzzahlig linearen Modell durchgeführt. Hiermit kann eine betriebswirtschaftlich optimale Einsatzplanung der Komponenten eines Fernwärmesystems ermittelt werden. Als Ergebnis können stündliche Betriebspunkte, Energie- und Kostenströme der Heizkraftwerksblöcke, sowie optional von Power-to-District-Heat Anlagen und Wärmespeichern ausgegeben werden.
Der Abschlussbericht des Forschungsvorhabens ist 2017 in der AGFW Heftreihe Forschung und Entwicklung erschienen.
Zusatzinformation
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Herausgeber | AGFW e. V. |
Autor | - |
ISBN | 3-89999-069-2 |
Edition | August 2017 |
Ordernummer | VS 309033 |