sta-tistischen Methoden auf 33,4 GWel geschätzt. Unter der „KWK-Leistung“ wird die elektrische installierte Netto-Engpassleistung ei-ner Anlage verstanden, die der maximalen elektrischen Leistung bei gleichzeitiger maximaler Wärmeauskopplung entspricht. Dabei wird nur derjenige Anteil der elektrischen Leistung betrachtet, der direkt mit der Wärmeauskopplung verbunden ist, die „KWK-Scheibe“. Der Anteil der elektrischen Leistung, der sich aus-schließlich auf die Erzeugung von Strom bezieht (Kondensations-Anteil, im Folgenden „Kond-Leistung“), wird nicht berücksichtigt.
Der Begriff der „elektrischen Leistung der KWK-Anlage“ hingegen summiert beide Leistungsanteile.
Die Abschätzung der KWK-Leistung auf Basis der statistischen Daten erfordert die Einbeziehung zahlreicher Annahmen, darunter Annahmen zur üblichen KWK-Leistung verschiedener Anlagenty-pen, deren Vollbenutzungsstunden und deren Zuordnung zur Brennstoffarten. Dem Vorzuziehen ist ein Vorgehen, das möglichst auf einer Aggregierung auf Anlagenebene beruht. Im Marktstamm-datenregister wird die KWK-Leistung aller Anlagen erhoben. Diese Datenbasis wird in den kommenden Monaten zur Verfügung ste-hen. Deren Auswertung und etwaige punktuelle Ergänzung wird einen sichereren Überblick über die gesamte KWK-Leistung in Deutschland und deren Entwicklung ermöglichen als es die Aus-wertung der statistischen Daten auf dem hochaggregierten Niveau vermag.
Von besonderem klimapolitischem Interesse ist die Erzeugung von Strom und Wärme in Kohle-KWK-Anlagen. Diese emittieren deut-lich mehr CO2 als gasbetriebene KWK-Anlagen, was z.B. durch die spezifischen Emissionsfaktoren ersichtlich wird (s. Tabelle 16).
Da ein möglicher Ersatz von Kohle-KWK-Anlagen an einen Ersatz der Wärmerzeugung gebunden ist, steht diese verstärkt im Mittel-punkt der Diskussion.
Im Jahr 2017 betrug die statistisch berichtete KWK-Wärmeproduk-tion aus Steinkohlekraftwerken ca. 30 TWh. Braunkohlekraftwerke produzierten rund 17 TWh. Die Steinkohlekraftwerke gehören überwiegend zu der Öffentlichen (ÖV, 24,6 TWh). Dem industriel-len Sektor (industrielle Kraftwirtschaft, IKW) werden nur 5,6 TWh zugeschrieben. Bei den Braunkohlekraftwerken wird über eine Wärmeproduktion von 8 TWh in der industriellen Kraftwirtschaft (IKW) berichtet und nur 9 TWh in der Öffentlichen Versorgung.
Abbildung 2: Produktion der KWK-Anlagen im Jahr 2017
Quelle: Statistisches Bundesamt, AGEE Stat, BHKW-Umfrage Öko-Institut, Eigene Berech-nung Öko-Institut
Bisher liegen wenige Informationen vor, wie sich die KWK-Wärme-erzeugung in Deutschland auf einzelne Blöcke aufteilt. Die Kraft-werksliste der Bundesnetzagentur (BNetzA) gibt nur an, ob ein Kraftwerksblock überhaupt Wärme auskoppelt. Eine Angabe über die Größe der Auskopplungskapazität fehlt jedoch. Die Kraftwerks-liste des Umweltbundesamts enthält für Kraftwerke mit einer elektrischen Leistung über 100 MW eine Angabe zur thermischen Wärmeauskopplungskapazität in MW („Fernwärmeleistung“). Es liegen aber keine Angaben dazu vor, in welchem Umfang diese Auskopplungsmöglichkeit genutzt wird.
Die Einschätzung der Wärmeproduktion von großen KWK-Anlagen muss blockscharf erfolgen, da sich die einzelnen Blöcke einer
Anlage erheblich in Bezug auf die eingesetzten Brennstoffe, die Technologie und die Wirkungsgrade unterscheiden können. Um auf Basis von verfügbaren Daten eine blockscharfe Wärmeproduk-tion zu ermitteln, wurden die Zuteilungsmengen im EU-Emissions-handel im Jahr 2014 verwendet. Seit 2013 erfolgt eine kostenlose Zuteilung von Zertifikaten nur noch für die Wärmeproduktion von KWK-Anlagen und nicht mehr für die Stromproduktion. Die histori-sche Basisperiode für die kostenlose Zuteilung basiert für den Großteil der KWK-Anlagen auf den historischen Produktionszahlen im Durchschnitt der Jahre 2005 bis 2008 oder 2008 bis 2009 (§ 8 Abs. 1 ZuV 2020). Um eine möglichst große Zahl von kostenlosen Zertifikaten zu erhalten, werden die Betreiber aus den beiden Ba-sisperioden den Zeitraum gewählt haben, in dem sie eine höhere Wärmeproduktion hatten. Die über den Emissionshandel ermittel-ten Wärmeproduktionsmengen spiegeln also die Wärmeproduktion vor etwa zehn Jahren wieder. Dennoch passen die Angaben mit den Informationen aus der Statistik zusammen. Im Jahr 2015 be-trug die vom Statistischen Bundesamt veröffentliche KWK-Wärme-produktion von Steinkohle-KWK-Anlagen 32 TWh. Die aus den Emissionshandelsdaten ermittelten Zahlen führen in Summe zu ei-ner Wärmeproduktion von 36 TWh. Dabei ist aber zu berücksichti-gen, dass bei dieser anlagenscharfen Betrachtung das Kraftwerk Datteln bereits mit einer voraussichtlichen Wärmeproduktion von 1,3 TWh enthalten ist, obwohl es frühestens 2019 in Betrieb gehen wird. Ohne Datteln beträgt die blockscharf ermittelte Wärmepro-duktion von Steinkohle-KWK-Anlagen 34,3 TWh und liegt damit ca. 6% über dem real in der Statistik im Jahr 2015 beobachteten Wert. Diese Abweichung liegt im Unsicherheitsbereich, der auch durch das Wetter bestimmt wird. Im Bereich der Braunkohle wird das Kraftwerk Goldenberg in den blockscharfen Daten nicht mehr erfasst. Die Wärmeproduktion des Kraftwerks Goldenberg betrug jährlich ca. 0,9 TWh. Unter Berücksichtigung dieser zusätzlichen Wärmeproduktion passen die über den Emissionshandel ermittel-ten Zahlen (17 TWh) recht gut zu den statistischen Daermittel-ten (18 TWh in 2015).
Tabelle 5: Vergleich der statistischen und blockscharf ermittelten Wärmeproduktion der Steinkohle und Braunkohle-KWK-Anlagen
Quellen: BNetzA, EUTL, Destatis, Eigene Berechnungen Öko-Institut
Die einzelnen Bundesländer wurden den Regionen Nord, Ost, NRW und Süd wie folgt zugeordnet:
▪ Nord: Bremen, Hamburg, Niedersachsen, Schleswig-Holstein
▪ Ost: Berlin, Brandenburg, Mecklenburg-Vorpommern, Sach-sen, Sachsen-Anhalt, Thüringen
▪ NRW: Nordrhein-Westfalen
▪ Süd: Baden-Württemberg, Bayern, Hessen, Rheinland-Pfalz, Saarland
Braunkohle-KWK-Anlagen
Derzeit ist absehbar, dass die KWK-Wärmeproduktion der Braun-kohle-KWK-Anlagen auf etwa 14 TWh sinken wird: Mitte des Jah-res 2017 wurde das Heizkraftwerk Klingenberg in Berlin von Braunkohle auf Erdgas umgestellt. Auch die Erzeugung im Kraft-werk Goldenberg wurde bereits auf die reine Dampferzeugung für einen einzelnen Kunden reduziert2,3.
Die Wärmeproduktion aus Braunkohle-KWK-Anlagen stammt zu etwa einem Drittel aus stromgeführten Kraftwerken, zu zwei Drit-teln aus wärmegeführten Kraftwerken. In den folgenden Tabellen sind die großen Kraftwerke teilweise blockscharf dargestellt.
2 https://www.rundschau-online.de/region/rhein-erft/rwe-power-ag-goldenbergkraftwerk-geht-vom-netz-3084354.
3 https://www.ksta.de/region/rhein-erft/huerth/rwe-kraftwerk-in-huerth-goldenberg-dampft-weiterhin-788384.
Tabelle 6: Aktueller Anlagenbestand: Braunkohle-KWK-Wärmeproduktion in stromgeführten Kraftwerken
Quellen: BNetzA, EUTL, Destatis, Eigene Berechnungen Öko-Institut
Tabelle 7: Aktueller Anlagenbestand: Braunkohle-KWK-Wärmeproduktion in wärmegeführten Kraftwerken
Anmerkung: Wenn Rohbraunkohle zu Brikett oder Braunkohlenstaub weiterverarbeitet wird, spricht man von „Veredelung“. Für die Braunkohleveredelungsanlagen wird Prozessdampf benötigt, in erster Linie um die Braunkohle zu trocknen.
Quellen: BNetzA, EUTL, Destatis, Eigene Berechnungen Öko-Institut
Kraftwerksname Unternehmen Bundesland IBN Leistung Wärmemenge
MWel TWhth
Schwarze Pumpe LEAG Brandenburg 1997/1998 1.500 1,8
Schkopau Uniper/LEAG Sachsen-Anhalt 1996 900 1,3
Lippendorf LEAG/EnBW Sachsen 1999/2000 1.750 1,0
Weisweiler RWE Power NRW 1965-1975 1.800 0,4
Jänschwalde LEAG Brandenburg 1981-1985 1.860 0,3
Boxberg LEAG Sachsen 1979-2012 2.427 0,1
Neurath RWE Power NRW 1972-2012 3.876 0,1
Niederaußem RWE Power NRW 1965-2002 2.836 0,1
Summe Großkraftwerke 16.949 5,1
davon ab 1990 11.539
davon vor 1990 3.660
Steinkohle-KWK-Anlagen
Für die Betrachtung der Steinkohle-Kraftwerke wird im Folgenden zwischen KWK-Anlagen der öffentlichen Versorgung und industri-ellen KWK-Anlagen differenziert:
▪ KWK-Anlagen der öffentlichen Versorgung speisen in der Re-gel die gesamte Wärme in Fernwärmenetze ein. Das Wärme-verbrauchsprofil richtet sich nach dem Heizenergiebedarf, die Eigenstromversorgung spielt keine Rolle.
▪ Die industriellen KWK-Anlagen produzieren in der Regel Pro-zessdampf auf höherem Temperaturniveau. Die Wärmenach-frage weist im Allgemeinen ein Grundlastprofil auf, das von kontinuierlichen Produktionsprozessen und weniger vom Hei-zenergiebedarf geprägt ist. Die Eigenstromversorgung ist bei industriellen Anlagen der Regelfall. Aufgrund des höheren Temperaturniveaus bei der Wärmeauskopplung und des Grundlastprofils ist die installierte elektrische Leistung der in-dustriellen KWK-Anlagen im Vergleich zu ihrer Wärmeproduk-tion eher klein. Die Zahl der Vollbenutzungsstunden ist im Ver-gleich zu den Zahlen der Anlagen in der Öffentlichen Versor-gung eher hoch.
Eine trennscharfe Definition industrieller Anlagen existiert nicht.
Für die Meldung beim Statistischen Bundesamt ist der Betreiber ausschlaggebend. Wenn ein Energieversorger als Contractor die Anlage betreibt und einen industriellen Verbraucher mit Prozess-dampf beliefert, dann wird diese KWK-Anlage statistisch als An-lage der öffentlichen Versorgung erfasst. Dies führt dazu, dass in der Statistik vom Statistischen Bundesamt der Umfang der indust-riellen KWK-Stromerzeugung insbesondere aus Steinkohle ten-denziell unterschätzt wird. Für die folgende Auswertung wurden alle Steinkohle-KWK-Anlagen blockscharf analysiert und überprüft, ob hauptsächlich Wärme/Prozessdampf an die Industrie geliefert wird. Bezogen auf die Wärmeauskopplung sind drei der fünf größ-ten Steinkohle-KWK-Anlagen der Industrie zuzuordnen. Die gro-ßen Steinkohle-KWK-Wärmeproduzenten sind die Versorger von Chemieparks in NRW.
Steinkohle-KWK-Anlagen in der Industrie
Viele industrielle Steinkohle-KWK-Anlagen produzieren am Rhein, häufig in Nordrhein-Westfalen.
Tabelle 8: Aktueller Anlagenbestand: Steinkohle KWK-Anlagen in der Industrie
Anmerkung: Anlagen der Currenta in Leverkusen (G-Kraftwerk) enthalten ggf. noch Wärme-erzeugung aus mitgenehmigten Erdgas-Kesseln
Quelle: BNetzA, EUTL, Eigene Berechnungen Öko-Institut
Mit Ausnahme der kleineren Blöcke von Volkswagen wurden die Steinkohle-KWK-Anlagen in der Industrie vor 1990 errichtet. Unab-hängig von klimapolitischen Erwägungen besteht also technisch bedingt Erneuerungsbedarf.
Öffentliche Steinkohle-KWK-Anlagen
Die KWK-Anlagen der öffentlichen Versorgung sind im Vergleich zu den industriellen Anlagen gleichmäßiger über Deutschland ver-teilt. Anlagen mit einer installierten Leistung von mehr als 100 MWel sind in Tabelle 9 dargestellt, kleinere in Tabelle 10. Kraft-werke mit sehr geringer Wärmeauskopplung von weniger als 0,2 TWh pro Jahr fehlen in den Übersichten. In Summe wird deren Fernwärmeproduktion auf nur 0,7 TWh abgeschätzt.
Tabelle 9: Aktueller Anlagenbestand: Steinkohle-KWK-Anlagen der öffentlichen Versorgung> 100 MW mit einer KWK-Wärmeproduktion > 0,2 TWh
Quelle: BNetzA, EUTL, Eigene Berechnungen Öko-Institut
Tabelle 10: Steinkohle-KWK-Anlagen der öffentlichen Versorgung; elektrische Leistung < 100 MW
Quelle: BNetzA, EUTL, Eigene Berechnungen Öko-Institut
Aus der anlagenscharfen Betrachtung kann geschlussfolgert wer-den, dass etwa ein Drittel der Steinkohle-KWK-Wärmeproduktion (10,6 TWh) zur Versorgung von Industrieunternehmen verwendet und etwa zwei Drittel in klassische Fernwärmenetze eingespeist wird (21,3 TWh). Der Industrieanteil ist damit etwa doppelt so hoch wie in Abbildung 2 dargestellt ist, die auf den Daten des Statisti-schen Bundesamtes basiert. Der Grund dafür ist, wie oben be-schrieben, dass die Anlagen oftmals von Kontraktoren betrieben werden, die zur Statistik der öffentlichen Versorgung berichten. Die Steinkohle-KWK-Anlagen, die Industrieunternehmen versorgen, wurden fast alle bereits vor 1990 errichtet und verfügen in Summe über eine installierte elektrische Leistung von etwa 1 GWel. Bei der auf Steinkohle basierenden KWK-Wärmeproduktion der öf-fentlichen Versorgung entfällt etwa die Hälfte auf Anlagen, die vor 1990 errichtet wurden. In der öffentlichen Versorgung ist es nicht ganz einfach anzugeben, über welche elektrische Leistung die KWK-Anlagen verfügen. Hintergrund ist, dass einige Kraftwerke über größere „Kond“-Scheiben verfügen und damit stärker als die Industrieanlagen auch zur Stromproduktion vorgesehen sind. Es ist aber zu beobachten, dass die in Tabelle 9 aufgeführten Stein-kohlekraftwerke, die vor 1990 errichtet wurden, über eher kleine
„Kond“-Scheiben verfügen, mit Ausnahme des Kraftwerks Heil-bronn. Größere „Kond“-Scheiben sind eher bei neueren Kraftwer-ken zu finden und bei KraftwerKraftwer-ken, deren Wärmeauskopplung so niedrig ist, dass sie in Tabelle 9 nicht aufgeführt werden. Ohne das Kraftwerk Heilbronn beträgt die installierte elektrische Leistung der
vor 1990 errichteten öffentlichen Steinkohle-KWK-Anlagen etwa 3 GW. Davon entfällt eine elektrische Leistung von 0,5 GW auf kleine Anlagen mit einer elektrischen Leistung von weniger als 100 MW.
Insgesamt beträgt die installierte Leistung der vor 1990 in Betrieb genommenen Steinkohle-KWK-Anlagen 4 GW (1 GW in der In-dustrie, 3 GW in der öffentlichen Versorgung). Die Anlagen produ-zieren in Summe etwa zwei Drittel der Steinkohle-KWK-Wärme-produktion.
4.1.4 Fernwärmeerzeugung und -anteile am