Bild 1. Veränderungen der Struktur im elektrischen Netz von 2021 bis 2030 [1]
Zusätzliche Strommengen für E-Mobilität und Wärmepumpen auf der Bedarfsseite und volatile Stromerzeugung bei der Energiegewinnung stellen die Energiewirtschaft vor eine neue Situation, die mit einigen Herausforderungen verbunden ist. In der zukünftigen Energieversorgung werden volatile Ressourcen bei der Energiegewinnung dominieren. Die Bereitstellung von Sekundär- bzw. Endenergie für die Verbraucher stellt damit zusätzliche Anforderungen an die Energieinfrastruktur und an die damit befassten Unternehmen und Organisationen. Die Stromversorgung ist davon in besonderer Weise betroffen. Elektrizitätsspeicher allein werden nicht ausreichen, um die zeitweilig und unvermeidbar auftretenden Lücken zwischen der Stromgewinnung und den momentanen Netzlasten zu überbrücken. Auch mit Wasserstoff betriebene GuD-Anlagen werden die verbleibenden Lücken nicht vollständig decken können, da sie aufgrund ihrer Größe (> 500 MW(el)) und ihrer Platzierung in Hoch- und Höchstspannungsnetzen nur eingeschränkt geeignet sind, die in lokalen und regionalen Nieder- und Mittelspannungsnetzen auftretenden und mit hoher Dynamik verbundenen Defizitphasen zu überbrücken.
Die Stromerzeugung wird sich ohnehin von der Höchst- und Hochspannungsebene in die Mittelspannungsebene verlagern (Bild 1) [1]. Dort platzierte dezentrale BHKW-Anlagen können weitaus flexibler und mit höherer Effizienz als Großkraftwerke zur Deckung der Residuallasten eingesetzt werden. Die stromseitige Effizienz bei (großen und neuen) GuD-Anlagen wird aktuell mit rd. 60 bis 62 % angegeben. Die entsprechenden elektrischen Wirkungsgrade von Blockheizkraftwerken (BHKW) rangieren demgegenüber – unabhängig von der Größe – zwischen 78 und > 100 % (Bild 2) [2].