31. August 2021
Projektlaufzeit: 05.2021 - 08.2021
Projektstatus: abgeschlossen
Förderkennzeichen: G 202119
Die Studie wurde durchgeführt von:
Ziel der Kurzstudie KWK-Netzauslastung war, die Potenziale von lokal mittels intelligent betriebener Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) erzeugtem Strom zur Reduktion von CO2-Emissionen in Quartieren sowie zur lokalen Netzentlastung zu quantifizieren. Die Auswertungen erfolgten für ein dörfisches und ein vorstädtisches Quartier, innerhalb derer die Gebäude mittels typischer Verteilnetzstrukturen stromseitig vernetzt sind.
Für unterschiedliche Technologie-Kombinationen wurden die sich ergebenden Endenergiebedarfe im Quartier, die lokalen CO2-Emissionen sowie die Auslastung am Ortsnetztransformator simuliert. Ausgehend von einem Szenario mit 100 Prozent Gaskesseln wurde eine Erhöhung des Anteils an KWK-Anlagen in den Mehrfamilienhäusern und Wärmepumpen in den Einfamilienhäusern betrachtet. In weiteren Szenarien wurde der Einfluss von Photovoltaik-Anlagen, Elektroautos, des Grüngasanteils sowie der Betriebsweise untersucht.
Die fortschreitende Energiewende führt im Gebäudesektor zu einer stärkeren Diversifizierung der Gebäudeenergiesysteme. Zwei Tendenzen werden bei dieser Entwicklung prognostiziert: Einerseits steigt die Stromnachfrage aufgrund des zunehmenden Einsatzes von Wärmepumpen sowie Elektrofahrzeugen, andererseits wird durch den Ausbau von Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) sowie Photovoltaik (PV) eine nachhaltige, dezentrale Stromerzeugung begünstigt.
Während der PV-Strom volatil und entkoppelt vom Energiebedarf ins lokale Verteilnetz eingespeist wird, können KWK-Anlagen durch einen intelligenten Betrieb lokal und bedarfsgerecht Strom erzeugen. Ein solcher, an Verteilnetzzustände gekoppelter Betrieb von KWK-Anlagen bietet zum einen die Möglichkeit, den lokalen Strom im Netz zu integrieren und zum anderen das Verteilnetz zu entlasten. Starke Überlastungen einzelner Netzabschnitte können vermieden sowie steile Lastgradienten reduziert werden.
In der Kurzstudie KWK-Netzauslastung wurde für ein dörfisches und ein vorstädtisches Quartier ermittelt, wie hoch die Potenziale von intelligent betriebenen KWK-Anlagen zur Integration von lokal erzeugtem Strom, zur lokalen Netzentlastung und zur Reduktion von CO2-Emissionen ist. Die Analysen zeigen, dass der Einsatz von KWK-Anlagen den Strombedarf sowohl der Haushalte als auch der Wärmepumpen signifikant senken kann. In Abhängigkeit von der Anzahl an Wärmepumpen im Quartier, können durch KWK-Anlagen die jährlichen Peak-Strombezugsleistungen um rund 40 Prozent reduziert werden. In Mehrfamilienhäusern lassen sich bis zu zwei Drittel des Strombedarfs decken. Je nachdem wie hoch der Anteil an verwendeten klimaneutralen Gasen ist, können die Emissionen in der Quartiersbilanz gesenkt werden. So sinken beispielsweise bei Annahme einer 40-prozentigen Reduzierung des CO2-Faktors von Gas die gesamten Emissionen des vorstädtischen Quartiers um fast ein Viertel.
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