Elektrizität: Schlüssel zu einem nachhaltigen und klimaverträglichen ...

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72 Eine zentrale Frage in diesem Zusammenhang ist die öffentliche Akzeptanz, die durch eine Einbettung in ein energie- und klimapolitisches Gesamtkonzept und die zügige Schaffung eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle verbessert werden kann. Anmerkungen und Literatur: [1] Alle Daten nach IAEA, Power Reactors Information System (PRIS) http://www.iaea.org/programmes/a2/ [2] Paul Scherrer Institut (PSI): CO2-Emissionen aus dem nuklearen Kreislauf. PSI-Fachinfos zu Energiefragen, 06. 03. 2007 http://www.psi.ch/medien/Medienmitteilungen/Beitrag_zur_CH_Energiedebatte/Beitrag_zur_CH_Energiedebatte.pdf [3] Kernenergie: Klimaschutz vom Anfang bis zum Ende. Pressemitteilung des Deutschen Atomforums vom 21. 03. 2007 http://www.kernenergie.de/kernenergie/Presse/Pressemitteilungen/items/2007-03-21_kernenergie_klimaschutz.php [4] EU-Grünbuch Eine Energiepolitik für Europa, 10. 01. 2007 http://europa.eu/legislation_summaries/energy/european_energy_policy/l27067_de.htm [5] Klimaänderung 2007: Verminderung des Klimawandels. Beitrag der Arbeitsgruppe III zum 4. Sachstandsbericht des IPCC (S. 54); http://www.ipcc.ch/pdf/reports-nonUN-translations/deutch/IPCC2007-WG3.pdf [6] International Energy Agency (IEA), World Energy Outlook 2009, Paris 2009 http://www.worldenergyoutlook.org/2009.asp [7] OECD/NEA: Nuclear Energy Outlook 2008, Kernaussagen und Zusammenfassung, Paris 2008 http://www.oecd.org/dataoecd/45/48/41504144.pdf [8] Vereinbarung zwischen der Bundesregierung und den Energieversorgungsunternehmen vom 14. Juni 2009 http://www.bmu.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/atomkonsens.pdf [9] W. Aleite, Lastfolgefähigkeiten von Kernkraftwerken mit Druckwasserreaktoren. VGB-Kongress Kraftwerke 1985 [10] M. Hundt et al.: Verträglichkeit von erneuerbaren Energien und Kernenergie im Erzeugungsverbund. Stuttgart, Oktober 2009 http://www.ier.uni-stuttgart.de/publikationen/pb_pdf/Hundt_EEKE_Langfassung.pdf [11] Bundesamt für Strahlenschutz: Systematik der internationalen Bewertungsskala (INES) http://www.bfs.de/de/kerntechnik/ereignisse/ines.html [12] Reserven, Ressourcen und Verfügbarkeit von Energierohstoffen 2007. BGR-Kurzstudie November 2008 http://www.bgr.bund.de/cln_101/nn_322848/DE/Themen/Energie/Downloads/Energiestudie__Kurzf__2007.html?__nnn=true [13] Energy for the Future – The Nuclear Option. Positionspapier der European Physical Society, 2007 http://www.eps.org/about-us/position-papers
73 II.3 Kraft-Wärme-Kopplung und Systemvergleich Die gleichzeitige Erzeugung von Wärme und elektrischem Strom dient der besseren Ausnutzung des Brennstoffs. Die Technik der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) gibt es in einer Vielzahl von Anwendungsformen, einmal für industrielle Eigenerzeuger, zum anderen für die öffentliche Versorgung mit Strom und Fernwärme, beide in Deutschland und Europa etwa gleich wichtig 1,2 . Die mit der Wärmeerzeugung gekoppelte Stromerzeugung macht bisher nur einen kleinen, langsam ansteigenden Anteil der gesamten Stromerzeugung aus; sie betrug in Deutschland 11% im Jahre 2000 und 12% im Jahre 2007; die europäischen Zahlen sind vergleichbar 3 . Die KWK wurde bereits im Kapitel I.2 als ein theoretisch eleganter und effektiver Weg erwähnt, die Exergie von Brennstoffen vollständiger auszunutzen, als dies bei der bloßen Verbrennung geschieht. Es gibt eine Vielfalt von Anwendungsfällen, Anlagen und Betriebsweisen, um in KWK Strom und Wärme gemeinsam zu produzieren [1,2,3]. Der exakte Gewinn an Brennstoff-Ausnutzung hängt bei jeder Anlage von der Betriebsweise ab, die sich zudem immer wieder ändert. Summiert über alle Anlagen und alle eingesetzten Brennstoffe wurde die integrale Brennstoff-Ausnutzung in Deutschland im Jahr 2002 auf 79% (EU-25: 70%) geschätzt 4 . Unter dem Eindruck der hohen Brennstoff-Ausnutzung hat die Bundesregierung eine Zielmarke vorgegeben, nach welcher der Anteil des KWK-Stroms bis zum Jahr 2020 auf 25% verdoppelt werden soll. Unterstützende Fördermaßnahmen wurden gesetzlich verankert (KWK-Gesetz 2009 [7]). Angesichts der Tatsache, dass ein hoher Prozentwert der Brennstoffausnutzung kein ausreichendes Qualitätsmerkmal für die bei einem bestimmten Verbrauchsprofil eingesparte Brennstoffmenge darstellt (vgl. dazu Abschnitt 3.2-c, letzter Absatz), wird in diesem Kapitel untersucht, wie das Optimum in der Zukunft gefunden werden kann. Dabei sind auch technische Entwicklungen zu berücksichtigen, die in einigen wichtigen Anwendungsfällen das pauschale Bild der KWK verändern können, nämlich • das Erreichen sehr viel besserer Wirkungsgrade in der reinen (ungekoppelten) Elektrizitätserzeugung, • die inzwischen verbreitete Brennwert-Technik, mit der sich bessere Wirkungsgrade in der reinen (ungekoppelten) Wärmeerzeugung in Feuerungsanlagen realisieren lassen, • sowie das Aufkommen gut funktionierender und effizienter Wärmepumpen mit einer in der Zukunft gewiss noch weiter zu steigernden Zuverlässigkeit. Deshalb wird im Folgenden ein neuer Blick auf die tatsächlichen oder vermeintlichen Vorzüge der Koppelproduktion im Vergleich zur getrennten Produktion von Strom und Wärme geworfen. Dies kann hier natürlich nicht in voller Allgemeinheit geschehen, vielmehr werden einzelne besonders wichtige Beispiele herausgegriffen; der Schwerpunkt liegt dabei auf KWK-Anlagen für den Gebäudebereich mit Erdgas als Brennstoff, deren Ausbau von der Bundesregierung im Rahmen der vorgesehenen Verdoppelung des KWK- 1 So betrug die in KWK-Anlagen erzeugte Elektrizität im Jahre 2002 in der EU-25: 163.1 TWh (öffentlich) + 136.1 TWh (industriell), sowie in Deutschland: 33.3 TWh (öffentlich) + 22.9 TWh (industriell) [4]. 2 Eine ausführliche Darstellung der Kraft-Wärme-Kopplung in Deutschland enthält die Studie des Umwelt-Bundesamtes [5]. Darin befindet sich auch ein Bericht über die statistische Datenbasis für KWK, welche nicht sehr vollständig ist. 3 Quelle Eurostat [6] 4 Quelle Eurostat [4]. Dort finden sich auch Anmerkungen zur Methode dieser Statistik.
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