Bewertung der Energieeinsparung durch KWK nach der EU KWK-Richtlinie

von Prof. Klaus Traube

Die KWK- Richtlinie 2004/8/EG vom 11.2.2004 enthält erstmalig (in Anhang II und III, siehe Anlage 1, pdf 209 kB) eine verbindliche Definition für „in KWK erzeugten Strom“ sowie ein Verfahren zur Bestimmung der Effizienz des KWK- Prozesses. Bis Februar 2006 sollt die EU- Kommission, unterstützt durch einen Ausschuss, zusätzliche Bestimmungen für die Anwendung der in Anhang II und III enthaltenen Methoden erlassen. Anhang II bestimmt zunächst, dass die gesamte Stromerzeugung von KWK- Anlagen dann als in KWK erzeugt (als „KWK- Strom“) zu werten ist, wenn der „jährliche Gesamtwirkungsgrad“ mindestens 75% bzw. bei GuD- und Entnahme- Kondensations- Anlagen 80% beträgt. Für Anlagen mit geringeren Gesamtwirkungsgraden ist die KWK- Stromerzeugung als das Produkt von Nutzwärmeerzeugung und Stromkennzahl zu bestimmen. Mit dem schon über ein Jahr fälligen Erlass einer detaillierten Leitlinie für v. a. die Anwendung des Anhang II ist vor Mitte des Jahres nicht zu rechnen.* Anhang III bestimmt die Effizienz des KWK- Prozesses als die Primärenergieeinsparung gegenüber der ungekoppelten Erzeugung von Strom und Nutzwärme. Dazu bedarf es der Festlegung von Wirkungsgrad- Referenzwerten für die ungekoppelte Erzeugung. Die Kommission hat diese Festlegung mit der am 6.2.2007 im Amtsblatt der EU veröffentlichten Entscheidung vom 21. Dezember 2006 getroffen (siehe Anlage 2, pdf 333 kB) .

Die für den Vergleich der jeweiligen KWK- Anlage mit der ungekoppelten Erzeugung anzusetzenden Wirkungsgrad- Referenzwerte sind in Anhang I und II der Kommissionsentscheidung aufgeführt. Sie sind differenziert nach dem für die KWK- Erzeugung eingesetzten Brennstoff, im Fall der Stromerzeugung auch nach dem Baujahr der KWK- Anlage. Zum Referenzwert für die Stromerzeugung enthalten Anhang III und IV je einen Korrekturfaktor für klimatische Bedingungen und für die (infolge dezentraler KWK-Erzeugung) vermiedenen Netzverluste. Für die Festlegung der Referenzwerte galt der (einem BAT-Benchmark ** entsprechende) Grundsatz: “Jeder KWK-Block wird mit der besten, im Jahr des Baus dieses Blocks auf dem Markt erhältlichen und wirtschaftlich vertretbaren Technologie für die getrennte Erzeugung von Strom und Wärme verglichen.“

Die beiden nachfolgenden Diagramme veranschaulichen die durch KWK- Erzeugung mittels dieser Referenzwerte bestimmbare Energieeinsparung. Die Darstellungen gelten für neue bzw. alte KWK-Anlagen (Baujahr ab 2006 bzw. vor 1997) und jeweils für Erdgas- sowie Steinkohlefeuerung.









Aufgetragen ist die prozentuale Energieeinsparung als Funktion des elektrischen KWK- Nutzungsgrades, parametriert mit den Werten 75% und 90% für den Gesamtnutzungsgrad ***. Die folgenden Referenzwerte für ungekoppelte Erzeugung wurden verwendet:

	Strom neue Anlage	Strom alte Anlage	Wärme
Erdgasfeuerung	53,2%	50,7%	90%
Steinkohlefeuerung	44,9%	40,4%	88%

Die Werte für Strom aus Anhang II sind um 0,7%- Punkte erhöht als Korrektur für eine jährliche Durchschnittstemperatur 8°C. Vermiedene Netzverluste sind nicht berücksichtigt.

Die Nutzungsgrad- Werte gelten, wohlgemerkt, für die KWK-Stromerzeugung. Da aber für alle KWK- Anlagen, die 75% bzw. 80% jährlichen Gesamtnutzungsgrad erreichen, die gesamte Stromerzeugung als KWK- Stromerzeugung gewertet wird, ist für diese (Mehrzahl der) KWK-Anlagen die erreichte Energieeinsparung schon jetzt (vor Erlass der Leitlinie) direkt ablesbar.

Man erkennt aus den Diagrammen:
- Bei gleichem elektrischen und Gesamtnutzungsgrad ergeben sich bei Steinkohlefeuerung deutlich höhere Energieeinsparungen als bei Erdgasfeuerung. Damit soll ausgeglichen werden, dass mit Erdgasfeuerung erheblich höhere Nutzungsgrade erreichbar sind.

- Im Prinzip können KWK- Anlagen auch eine negative Energieeinsparung erbringen. Doch dies ist für die ganze Spannweite neuer KWK- Anlagen keineswegs zu befürchten.

- Das Kriterium „hocheffiziente KWK“, d.h. mindestens 10% Einsparung bei elektrischen Leistungen ab 1 MW (unter 1 MWe Einsparung > 0) wird bei praktisch allen derzeit marktgängigen KWK- Anlagen, die nach dem Stand der Technik ausgeführt werden, erreichbar sein, dies auch ohne Inanspruchnahme des Bonus für vermiedene Netzverluste. Dies gilt jedenfalls, so lange weiterhin nur größere KWK- Anlagen (ab einiger 10 MWe) mit Steinkohlefeuerung ausgeführt werden.

- Die rechnerische Energieeinsparung fällt bei alten gegenüber neuen Anlagen nur im Bereich höherer elektrischer Nutzungsgrade deutlich höher aus. Bei einer Anzahl kleiner alter Steinkohle- KWK- Anlagen dürfte es schwierig werden, das 10%- Kriterium zu erreichen. Dies wird – im Verein mit dem BAT- Benchmarksystem im Emissionshandel 2008-2012 – zu Modernisierungen anreizen.


* Neben Details der Ermittlung der Stromkennzahl ist noch strittig, ob nicht nur die KWK- Erzeugung, sondern auch die gesamte Erzeugung einer KWK- Anlage unter Einschluss von Kondensationsstrom eine Energieeinsparung gegenüber den Referenzwerten für getrennte Erzeugung erbringen soll.
** BAT = best available technology
*** Die KWK- Richtlinie verwendet hier den Begriff Wirkungsgrad, definiert ihn aber wie den Jahresnutzungsgrad als jährliche Erzeugung dividiert durch jährlichen Einsatz an Brennstoffenergie.

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