Mit dem Forschungsprojekt „Die Förderung der Marktdurchdringung der Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung in urbanen Gebieten als Beitrag zur Energiewende – TriMa (Trigeneration Market)“ leistete die Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm und der Projektpartner Energieagentur Nordbayern GmbH einen Beitrag zur angestrebten Energiewende. Die Technologie der Kraft- Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) ermöglicht eine gekoppelte Bereitstellung von elektrischem Strom, Wärme und Kälte aus fossilen oder erneuerbaren Brennstoffen. Die benötigte Kälte wird dabei aus der Abwärme der Kraft- Wärme-Kopplungsanlage (KWK-Anlage) erzeugt, indem thermisch betriebene Kältemaschinen (TKM) zum Einsatz kommen. KWKK stellt eine zukunftsweisende und hocheffiziente Klimaschutztechnologie dar, der es in Deutschland bislang trotz ihrer Vorteile an einer umfassenden Marktdurchdringung fehlt. Die englische Bezeichnung „Trigeneration“ (Combined Cooling, Heat and Power; CCHP) für den deutschen Begriff „KWKK“ bildet zusammen mit der integrierten Marktanalyse die Projektbezeichnung „Trigeneration Market“ (TriMa). Die dreijährige Projektlaufzeit umfasst den Zeitraum vom 01.01.2015 bis zum 31.12.2017. Die Bearbeitung des Forschungsprojektes wurde bis zum 31.10.2018 verlängert.
Das TriMa-Forschungsprojekt wird mit einer Analyse der bestehenden Hemmnisse Strategien für den Einsatz der energieeffizienten und umweltfreundlichen KWKK-Technologie entwickeln und Lösungsansätze bereitstellen. Das Forschungsprojekt analysiert mögliche Ursachen für die bislang geringe Verbreitung der Technik in Deutschland. Dabei ist anzunehmen, dass es sich nicht um ökonomische oder technische Hemmnisse handelt. Vielmehr liegt der Schluss nahe, dass Informationsdefizite und andere Gründe den Ausbau verzögern. Mithilfe der Forschungsaktivitäten wird ein besseres Verständnis für potenzielle Hindernisse aus technischen, ökonomischen oder sonstigen Ursachen beim Einsatz der KWKK erwartet. Ausgehend davon werden Maßnahmen zur stärkeren Marktdurchdringung der KWKK-Technik erarbeitet.
Die energiepolitischen Entwicklungen der vergangenen Jahre verdeutlichen die Notwendigkeit einer verstärkten Nutzung der KWK(K): Der Ausstieg aus der Kernenergie und der damit verbundene Wegfall an gesicherter Kraftwerksleistung im Grundlastbereich fordern den Aufbau neuer Kapazitäten im Energiesektor. Der KWK-Anteil an der deutschen Stromerzeugung liegt derzeit bei ca. 18 Prozent. Die europäischen Nachbarländer Dänemark und die Niederlande weisen traditionell eine wesentlich höhere KWK-Quote auf als die Bundesrepublik Deutschland. Eine hohe KWK-Quote bildet die Voraussetzung für eine intensive Anwendung der KWKK.
Die Kälteerzeugung durch KWKK kann mit Sorptionsverfahren (Ab- bzw. Adsorption) bzw. thermo-mechanischen Verfahren erfolgen. Der Einsatz von thermisch betriebenen Kältemaschinen ist grundsätzlich sinnvoll und wirtschaftlich, wenn am Ort des Kältebedarfs Wärme oder Abwärme kostengünstig zur Verfügung stehen. Im Gegensatz zur weit verbreiteten Kälteerzeugung mithilfe elektrischen Stroms in Kompressionskältemaschinen handelt es sich beim KWKK-Verfahren um eine nachhaltige und ressourcenschonende Kältegewinnung. Zudem liefern KWKK-Systeme nachhaltig planbare Kraftwerksleistung und können zur Deckung der elektrischen Residuallast (Restnachfrage an regelbaren Kraftwerken) herangezogen werden. Sie dienen damit als regelbare Ergänzung zur Integration der fluktuierenden Erneuerbaren Energien Wind- und Solarenergie in den deutschen Kraftwerkspark. Die Vorteile wirken sich auch positiv auf die Stabilisierung der elektrischen Stromnetze aus. Sozial- und umweltpoltische Aspekte ergänzen die technischen Vorteile. KWK bzw. KWKK ermöglichen Wohnungsbaugesellschaften und Gebäudeeigentümern eine effizientere Energieversorgung ihres Gebäudebestandes. Effizienzpotenziale können somit in bestimmten Fällen mit geringeren Investitionen umgesetzt werden als bei einer energetischen Sanierung der Bestandsbauten.
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