Power-to-Heat Contracting

Das Geschäftsmodell Power-to-Heat Contracting

Power-to-heat Contracting als Grafik

Im heutigen regulatorischen Umfeld basiert das Power-to-Heat Contracting Geschäftsmodell auf der Vermarktung von Elektrodenkesseln im Regelleistungsmarkt. Für die Netzfrequenz und damit den kurzfristigen Ausgleich von Stromerzeugung und -verbrauch sind in Deutschland die Übertragungsnetzbetreiber verantwortlich. Diese schreiben den Regelleistungsbedarf nach den Regularien der Bundesnetzagentur zentral über eine gemeinsame Internetplattform aus. Grundsätzlich ist die Teilnahme am Regelleistungsmarkt sowohl für präqualifizierte Erzeuger als auch für Verbraucher möglich, sofern diese hochverfügbar sind und die Energie sinnvoll nutzen. Wenn zu viel Strom im Netz ist, können die Übertragungsnetzbetreiber Power-to-Heat Anlagen einschalten und damit fossil erzeugten Dampf verdrängen. Power-to-Heat Anlagen sind schnell und präzise regelbar und daher ideal für die dedizierte Erbringung von Regelleistung geeignet.

Als Einsatzgebiete für Power-to-Heat Contracting kommen Industriestandorte in Betracht, deren Mittel- oder Niederdruck-Dampfverbrauch (max. 30 bar) kontinuierlich die Mindestlast der Dampferzeuger um mindestens 20 t/h übersteigt. Die Dampferzeuger müssen in maximal 5 Minuten um diese Leistung reduziert werden können. Vorteilhaft ist zudem eine Stromeigenerzeugung (größer 5 MW) am Standort, da dadurch in den meisten Fällen Kostensynergien beim Netzanschluss gehoben werden können. Darüber hinaus sollte der Standort über Speisewasser mit einer Leitfähigkeit von 10 µS/cm verfügen, um den Energieverlust durch Abschlämmung zu begrenzen.

Mit Power-to-Heat Contracting werden für Industriestandorte sofort nachhaltige Zusatzerlöse erschlossen, ohne selbst investieren zu müssen. Darüber hinaus bietet Power-to-Heat Contracting noch zahlreiche weitere Vorteile. Neben der ökonomisch und ökologisch sinnvollen Nutzung von Stromüberschüssen wird durch den Beitrag zur Erhaltung der Netzstabilität die Voraussetzung für die Abschaltung der fossilen Must-Run Anlagen (insbesondere Braunkohle) geschaffen und damit ein wichtiger Beitrag zur Energiewende geleistet. Zudem kann eine Power-to-Heat Anlage als Notversorgung bei Ausfall der Dampferzeugung helfen. Im Zuge einer Partnerschaft mit einem Spezialisten werden ferner oftmals weitere Erlöspotentiale durch die Vermarktung von Flexibilität der Bestandsanlage erschlossen. Nicht zuletzt werden fossile Brennstoffe eingespart und CO2-Emissionen vermieden.

Elektrodenkessel als industrielle Power-to-Heat Anlagen

Elektrodenkessel werden insbesondere in den skandinavischen Ländern traditionell zur stationären Dampferzeugung eingesetzt, da der Ausbau der Wasserkraft zu niedrigen Strompreisen geführt hat. Es gibt daher langjährige Erfahrung mit Elektrodenkesseln und eine Vielzahl von Referenzanlagen, die seit über 20 Jahren im Dauerbetrieb laufen.

Ein Elektrodenkessel wird mit Mittelspannung zwischen 5 und 20 kV betrieben. Die elektrische Nennleistung eines Elektrodenkessels liegt zwischen 5 und 50 MW. Je nach Auslegung kann sowohl Dampf, als auch Heißwasser erzeugt werden. Die Wärmeerzeugung erfolgt über den definierten Stromfluss zwischen den Mittelspannungselektroden durch das Wasser des inneren Kesselkörpers. Die Leistung wird über dessen Wasserstand geregelt: Je größer die Benetzung der Elektroden mit Wasser, desto größer ist die Leistung. Die Leitfähigkeit des Wassers wird mit Hilfe von Natronlauge (NaOH) entsprechend den Kesselanforderungen konditioniert (60 µS/cm im Betrieb). Durch den Betrieb in Wechselspannung besteht keine Gefahr einer Elektrolyse.

Der erzeugte Sattdampf mit bis zu 30 bar kann, sofern erforderlich, in einem zweiten Schritt mit einem Niederspannungs-Erhitzer überhitzt werden. Mit einem Durchmesser von ca. 3m und einer Höhe von ca. 8m haben Elektrodenkessel sehr kompakte Abmessungen. Auch wenn zur Minimierung der Schnittstellen zum Bestand ein eigenes Kesselhaus errichtet wird, ist dieses mit einer Größe von 6m x 6m x 8m problemlos in die meisten Bestandsanlagen integrierbar.