31. August 2025
Projektlaufzeit: 02.2025 - 05.2025
Projektstatus: abgeschlossen
Förderkennzeichen: G 202520
Projekt im Rahmen des DVGW-Innovationsprogramms Wasserstoff
Aktuell wird im Bereich der Fern- und Prozesswärmeerzeugung ein erheblicher Anteil des Wärmebedarfs durch Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK-Anlagen) mit den Brennstoffen Kohle und Erdgas gedeckt. Um die Klimaschutzziele der Bundesregierung zu erreichen, ist eine grundlegende Umstellung der Fern- und Prozesswärmeerzeugung erforderlich. Für diese Transformation stehen verschiedene Optionen zur Verfügung.
Ziel von Zukunft KWK-Anlagen war daher die Untersuchung der Stromnetzbelastung bei Umwidmung eines Teils der bestehenden KWK-Anlagen auf Wasserstoff als Alternative zu Großwärmepumpen und Elektrodenkesseln. Dafür wurden zwei Szenarien für das Jahr 2037 verglichen: Szenario A mit Zubau von Großwärmepumpen und Elektrodenkesseln sowie der Substitution von KWK-Anlagen und Szenario B, bei dem KWK-Anlagen an ausgewählten Standorten umgewidmet und klimafreundlich weiterbetrieben werden.
Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass der Weiterbetrieb von KWK-Anlagen als Alternative zu strombasierten Wärmeerzeugern mit einer vergleichsweise geringen Anpassung der Erzeuger- und Verbrauchsseite zu deutlichen Entlastungen im Stromnetz führen kann. Die moderate Erhöhung der installierten Leistung gasbefeuerter KWK-Anlagen von 15,5 GW auf 23,7 GW, was eine Steigerung der gesamten Erzeugungsleistung von unter 2 % ausmacht, würde u. a. den deutschen Nettostromimport im Zieljahr 2037 von 23,9 TWh auf 4,2 TWh und die Überlastungen der Übertragungsleitungen sowie das Volumen an Redispatch von 32,3 TWh auf 29 TWh reduzieren.
Ziel der Studie war die Untersuchung der Umwidmung eines Teils der bestehenden KWK-Anlagen auf Wasserstoff als Alternative zur im Netzentwicklungsplans (NEP) Strom 2037/2045 (aus dem Jahr 2023) angenommen Integration von Großwärmepumpen und Elektrodenkesseln in das Stromsystem. Dafür wurden für das Jahr 2037 zwei Varianten verglichen.
Variante A basiert auf dem Szenario B des NEP Strom 2037/2045 (2023) und nimmt einen Zubau von Großwärmepumpen und Elektrodenkesseln sowie einen Rückgang von KWK-Anlagen in Höhe der dort getroffenen Annahmen an. Dagegen wurde in Variante B abweichend von den Szenarioannahmen des NEP davon ausgegangen, dass bestehende KWK-Anlagen an ausgewählten Standorten umgewidmet und weiterbetrieben werden, wodurch der notwendige Zubau an strombasierten Wärmeerzeugern reduziert werden kann.
Die Ergebnisse der beiden Varianten wurden anhand von Strommarkt- und Netzanalysen untersucht und hinsichtlich der marktlichen Stromimporte, der Menge und Orte der Netzüberlastungen sowie des Bedarfs an Redispatch ausgewertet.
Am Projekt sind folgende Partner beteiligt:
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