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25.06.2019

Flexible Stromerzeugung in kommunalen Kläranlagen: Auswirkungen auf Kraftwerkseinsatz, Strombezugskosten und Treibhausgasemissionen

Zeitschrift:
Zeitschrift für Energiewirtschaft
Autoren:
Maximilian Seier, Liselotte Schebek

Zusammenfassung

Untersucht werden die Auswirkungen flexibler Stromerzeugung in deutschen kommunalen Kläranlagen auf den Kraftwerkseinsatz im Energiesystem sowie mögliche Kosteneinsparungen für Kläranlagenbetreiber und die Änderung der Treibhausgasemissionen der systemischen Stromerzeugung. Die Analysen werden für kommunale Kläranlagen in Deutschland für drei Szenarien im Jahr 2030 durchgeführt.
Für die Zielerreichung werden verschiedene methodische Schritte angewendet: Mittels eines Merit-Order-Modells werden Strompreise am Day-Ahead-Markt und Treibhausgasemissionen in stündlicher Auflösung simuliert. Ein Technisches Betriebsmodell beschreibt die technischen Parameter – u. a. BHKW-Nennleistung und Faulgasspeichervolumen – des Bestands kommunaler Kläranlagen. Für die Erarbeitung eines kostenoptimalen Erzeugungsprofils wird ein linearer Optimierungsansatz genutzt.
Die durch die flexible Stromerzeugung ermöglichten Kosteneinsparungen befinden sich im unteren Prozentbereich der Betriebskosten der Kläranlagen und stellen daher nur eine geringe Motivation dar, flexible Stromerzeugung umzusetzen (0,1–2 %). Durch die kostenmäßig motivierte flexible Stromerzeugung kann es zu einer Erhöhung der Treibhausgasemissionen kommen. Dies ist durch den Anstieg der Erzeugung aus Grundlastkraftwerken und der Verringerung der Erzeugung aus Spitzenlastkraftwerken begründet. Für das analysierte Fallbeispiel gilt jedoch, dass die Höhe der Änderung der Treibhausgasemissionen – sowohl zusätzliche als auch eingesparte – im Vergleich zu den gesamten Treibhausgasemissionen der Stromerzeugung vernachlässigbar ist.

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