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Kraftwerke: konventionelle und erneuerbare Energieträger

Die Energiewende ändert die Zusammensetzung des deutschen Kraftwerksparks. Die Anzahl an Kraftwerken zur Nutzung erneuerbarer Energien nimmt deutlich zu. Kraftwerke mit hohen Treibhausgas-Emissionen werden vom Netz genommen. Gleichzeitig muss eine sichere regionale und zeitliche Verfügbarkeit der Stromerzeugung zur Deckung der Stromnachfrage gewährleistet sein. Die Energiewende ändert die Zusammensetzung des deutschen Kraftwerksparks. Die Anzahl an Kraftwerken zur Nutzung erneuerbarer Energien nimmt deutlich zu. Kraftwerke mit hohen Treibhausgas-Emissionen werden vom Netz genommen. Gleichzeitig muss eine sichere regionale und zeitliche Verfügbarkeit der Stromerzeugung zur Deckung der Stromnachfrage gewährleistet sein. Kraftwerkstandorte in Deutschland Die Bereitstellung von Strom aus konventionellen Energieträgern verteilt sich unterschiedlich über die gesamte Bundesrepublik. Das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a> stellt verschiedene Karten mit Informationen zu Kraftwerken in Deutschland zur Verfügung. <ul> <li>In der Karte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/10423">„Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland“</a> sind Kraftwerke der öffentlichen Stromversorgung und Industriekraftwerke mit einer elektrischen Bruttoleistung ab 100 <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/mw">MW</a> verzeichnet. Basis ist die Datenbank <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/13052">„Kraftwerke in Deutschland“</a>. Weiterhin sind die Höchstspannungsleitungstrassen in den Spannungsebenen 380 Kilovolt (kV) und 220 kV eingetragen.</li> <li>In der Karte „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/67082">Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland</a>“ sind Kraftwerke der öffentlichen Stromversorgung und Industriekraftwerke ab einer elektrischen Bruttoleistung von 50 MW bzw. mit einer Wärmeauskopplung ab 100 MW verzeichnet. Auch hier ist die Basis die Datenbank <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/13052">„Kraftwerke in Deutschland“</a>.</li> <li>Die Karte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/10426">„Kraftwerke und Windleistung in Deutschland“</a> zeigt die installierte Windleistung pro Bundesland und die Kraftwerke ab 100 MW.</li> <li>Die Karte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/28108">„Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland“</a> vermittelt ein Bild des Zusammenspiels von Photovoltaikleistung und fossilen Großkraftwerken.</li> <li>Aus der Karte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/media/38169">"Kraftwerksleistung in Deutschland"</a> werden bundeslandscharf die jeweiligen Kraftwerksleistungen ersichtlich.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/DE_Kraftwerkskarte_2026.png"> </a> Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland Kraftwerke und Verbundnetze in Deutschland, Stand Januar 2026. Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/DE_Kraftwerkskarte_2026.png">Bild herunterladen</a> (1,08 MB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/dateien/DE_Kraftwerkskarte_2026.pdf">Karte als PDF herunterladen</a> (2,31 MB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/KWK-Karte_DE_2026.png"> </a> Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland Kraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) in Deutschland, Stand Januar 2026 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/KWK-Karte_DE_2026.png">Bild herunterladen</a> (632,36 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/dateien/KWK-Karte_DE_2026.pdf">Karte als PDF herunterladen</a> (1,28 MB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerke-Windleistung_2026.png"> </a> Kraftwerke und Windleistung in Deutschland Karte Kraftwerke und Windleistung in Deutschland, Stand Dezember 2025 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerke-Windleistung_2026.png">Bild herunterladen</a> (951,60 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/dateien/Kraftwerke-Windleistung_2026.pdf">Karte als PDF herunterladen</a> (2,62 MB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerke-Photovoltaikleistung_2026_0.png"> </a> Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland Karte Kraftwerke und Photovoltaikleistung in Deutschland, Stand Dezember 2025 Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerke-Photovoltaikleistung_2026_0.png">Bild herunterladen</a> (950,26 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/dateien/Kraftwerke-Photovoltaikleistung_2026.pdf">Karte als PDF herunterladen</a> (2,66 MB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerksleistung_2026.png"> </a> Kraftwerksleistung in Deutschland Installierte Kraftwerksleistung in Deutschland 2024 (Stand: Januar 2026) Das Umweltbundesamt weist ausdrücklich darauf hin, dass diese Karte dem Urheberrecht unterliegt und nur zur nichtkommerziellen Nutzung verwendet werden darf. Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/image/Kraftwerksleistung_2026.png">Bild herunterladen</a> (647,92 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/372/bilder/dateien/Kraftwerksleistung_2026.pdf">Karte als pdf herunterladen</a> (1,17 MB) Weiter Vorherige Kraftwerke auf Basis konventioneller Energieträger Der deutsche Kraftwerkspark beruhte vor der Energiewende vor allem auf konventionellen Erzeugungsanlagen auf Grundlage eines breiten, regional diversifizierten, überwiegend fossilen Energieträgermixes (Stein- und Braunkohlen, Kernenergie, Erdgas, Mineralölprodukte, Wasserkraft etc.). Die gesamte in Deutschland installierte Brutto-Leistung konventioneller Kraftwerke ist basierend auf Daten des Umweltbundesamtes in der Abbildung „Installierte elektrische Leistung von konventionellen Kraftwerken ab 10 Megawatt nach Energieträgern“ dargestellt. Die aktuelle regionale Verteilung der Kraftwerkskapazitäten ist in der Abbildung „Kraftwerksleistung aus konventionellen Energieträgern ab 10 Megawatt nach Bundesländern“ dargestellt. In den letzten Jahrzehnten hat sich die Energiebereitstellung aus erneuerbaren Energien sehr dynamisch entwickelt. Gleichzeitig wurden mit dem im Jahr 2023 erfolgten gesetzlichen Ausstieg Deutschlands aus der Nutzung der Kernenergie und dem fortschreitenden Ausstieg aus der Braun- und Steinkohle konkrete Zeitpläne zur Reduktion konventioneller Kraftwerkskapazitäten festgelegt (siehe Abb. „Installierte Leistung zur Stromerzeugung aus konventionellen Kraftwerken). Unabhängig davon übt der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/co2">CO2</a>-Preis einen wesentlichen Einfluss auf die Rentabilität und insofern den Einsatz fossiler Kraftwerke aus. <ul> <li>Braunkohlenkraftwerke: Mit Einsetzen der „Kommission für Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung“ wurde der Prozess zum Ausstieg aus der Kohlestromerzeugung in Deutschland gestartet. Im Januar 2020 wurde im Rahmen des Kohleausstiegsgesetzes ein Ausstiegspfad für die Braunkohlestromerzeugung zwischen Bund, Ländern und beteiligten Unternehmen erarbeitet, welcher Entschädigungsregelungen für die Unternehmen und Förderung für die betroffenen Regionen enthält. Die Leistung von Braunkohlenkraftwerken als typische Grundlastkraftwerke lässt sich nur unter Energieverlust kurzfristig regeln. Sie produzieren Strom in direkter Nähe zu den Braunkohlenvorkommen im Rheinischen, Mitteldeutschen und Lausitzer Revier (siehe Tab.“ Braunkohlenkraftwerke in Deutschland gemäß Kohleausstiegsgesetz“).</li> <li>Steinkohlenkraftwerke: Im Rahmen des Kohleausstiegs wird auch der Ausstieg aus der Steinkohle angestrebt. 2019 wurde bereits aus ökonomischen Gründen der Abbau von Steinkohle in Deutschland eingestellt. Im Gegensatz zur Braunkohle wird der Ausstieg aus der Steinkohle durch einen Auktionsmechanismus geregelt, der die Entschädigungszahlungen bestimmt. Steinkohlenkraftwerke produzieren Strom in den ehemaligen Steinkohle-Bergbaurevieren Ruhr- und Saarrevier, in den Küstenregionen und entlang der Binnenwasserstraßen, da hier kostengünstige Transportmöglichkeiten für Importsteinkohle vorhanden sind. (Weitere Daten und Fakten zu Steinkohlenkraftwerken finden sie in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/86033">Broschüre</a> „Daten und Fakten zu Braun- und Steinkohle“ des Umweltbundesamtes.)</li> <li>Gaskraftwerke: Die Strom- und Wärmeerzeugung mit Gaskraftwerken erzeugt niedrigere Treibhausgasemissionen als die mit Kohlenkraftwerken. Des Weiteren ermöglichen sie durch ihre hohe Regelbarkeit und hohe räumliche Verfügbarkeit eine Ergänzung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Dennoch muss zum Erreichen der Klimaziele die gesamte Stromerzeugung dekarbonisiert werden, etwa durch Umrüstung auf Wasserstoffkraftwerke.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.png"> </a> Installierte elektrische Leistung von konventionellen Kraftwerken ab 10 Megawatt nach Energieträgern Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (76,61 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF</a> (39,46 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_abb_kraftwerksleistung-konv-et_2025-12-18.png"> </a> Kraftwerksleistung aus konventionellen Energieträgern ab 10 Megawatt nach Bundesländern Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_abb_kraftwerksleistung-konv-et_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (154,71 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_abb_kraftwerksleistung-konv-et_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF</a> (128,16 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.png"> </a> Installierte Leistung zur Stromerzeugung aus konventionellen Kraftwerken Quelle: Umweltbundesamt <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (223,20 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_installierte-elektr-leistung-nach-et_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF</a> (90,98 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_tab_braunkohlekraftwerke-gem-kohleausstiegsgesetz_2025-12-18.png"> </a> Tab: Braunkohlenkraftwerke in Deutschland gemäß Kohleausstiegsgesetz Quelle: UBA-Kraftwerksliste und BMWi <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_tab_braunkohlekraftwerke-gem-kohleausstiegsgesetz_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (133,15 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_tab_braunkohlekraftwerke-gem-kohleausstiegsgesetz_2025-12-18.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung</a> (50,36 kB) Weiter Vorherige Kraftwerke auf Basis erneuerbarer Energien Im Jahr 2024 erreichte der Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland einen neuen Höchststand: In diesem Jahr wurden über 21 Gigawatt (GW) an erneuerbarer Kraftwerkskapazität zugebaut. Dieser Zubau liegt damit nochmals höher als die vorherige Ausbaurekord aus dem Jahr 2023. Insgesamt stieg damit die Erzeugungskapazität erneuerbarer Kraftwerke auf knapp 191 GW (siehe Abb. „Installierte Leistung zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien“). Getragen wurde der Erneuerbaren-Zubau in den vergangenen Jahren vor allem von einem starken Ausbau der Photovoltaik (PV). Seit Anfang 2020 wurden mehr als 53 GW PV-Leistung zugebaut, damit hat sich die installierte Leistung in den letzten fünf Jahren mehr als verdoppelt. Mit einem Zubau von über 18 GW wurde im Jahr 2024 darüber hinaus ein neuer Zubaurekord erreicht. Nach den Ausbaustarken Jahren 2011 und 2012 war der Photovoltaikausbau zunächst stark eingebrochen, seit etwa 10 Jahren wächst der Zubau aber kontinuierlich mit einer deutlichen Beschleunigung innerhalb der letzten fünf Jahre. Um das im EEG 2023 formulierte PV-Ausbauziel von 215 GW im Jahr 2030 zu erreichen, wurde ein Ausbaupfad festgelegt. Das Zwischenziel von 89 GW zum Ende des Jahres 2024 wurde deutlich übertroffen. In den Folgejahren bis 2030 bleibt allerdings ein weiterer Zubau von jährlich fast 20 GW zur Zielerreichung notwendig. Auch wenn das Ausbautempo bei Windenergie zuletzt wieder zugelegt hat, sind die aktuelle zugebauten Anlagenleistungen weit von den hohen Zubauraten früherer Jahre entfernt. Im Jahr 2024 wurden 3,3 GW neue Windenergie-Leistung zugebaut (2023: 3,2 GW; 2022: 2,4 GW). In den Jahren 2014 bis 2017 waren es im Schnitt allerdings 5,5 GW. Insgesamt lag die am Ende des Jahres 2024 installierte Anlagenleistung von Windenergieanlagen an Land und auf See bei 72,7 GW. Um die im EEG 2023 festgelegte Ausbauziele von 115 GW (an Land) und 30 GW (auf See) im Jahr 2030 zu erreichen, ist jeweils eine deutliche Beschleunigung des Ausbautempos notwendig. Durch die Abhängigkeit vom natürlichen Energiedargebot unterscheidet sich die Stromerzeugung der erneuerbaren Erzeugungsanlagen teilweise beträchtlich. So kann eine Windenergieanlage die vielfache Menge Strom erzeugen wie eine PV-Anlage gleicher Leistung. Ein einfacher Vergleich der installierten Leistungen lässt deshalb noch keinen Schluss über die jeweils erzeugten Strommengen zu. Neben Photovoltaik- und Windenergieanlagen mit stark witterungsabhängiger Stromerzeugung liefern Wasserkraftwerke langfristig konstant planbaren erneuerbaren Strom, sowie Biomassekraftwerke flexibel steuerbare Strommengen. Beide Energieträger haben in Deutschland aber nur ein begrenztes weiteres Ausbaupotential. Weitere Informationen und Daten zu erneuerbaren Energien finden Sie auf der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/10321">Themenseite „Erneuerbare Energien in Zahlen“</a>. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/6_abb_install-leistung-stromerzeug-ee_2025-12-18.png"> </a> Installierte Leistung zur Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien Quelle: Umweltbundesamt auf Basis AGEE-Stat Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_abb_install-leistung-stromerzeug-ee_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF (47,32 kB)</a></li> </ul> Wirkungsgrade fossiler Kraftwerke Beim <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/brutto-wirkungsgrad">Brutto-Wirkungsgrad</a> ist im Vergleich zum Netto-Wirkungsgrad der Eigenverbrauch der Kraftwerke enthalten. Insgesamt verbesserte sich der durchschnittliche Brutto-Wirkungsgrad des eingesetzten deutschen Kraftwerksparks seit 1990 um einige Prozentpunkte (siehe Abb. „Durchschnittlicher Brutto-Wirkungsgrad des eingesetzten fossilen Kraftwerksparks“). Diese Entwicklung spiegelt nicht zuletzt die kontinuierliche Modernisierung des Kraftwerksparks und die damit verbundene Außerbetriebnahme alter Kraftwerke wider. Der Brennstoffausnutzungsgrad von Kraftwerken kann durch eine gleichzeitige Nutzung von Strom und Wärme (Kraft-Wärme-Kopplung, KWK) gesteigert werden. Dies kann bei Großkraftwerken zur Wärmebereitstellung in Industrie und Fernwärme, aber auch bei dezentralen kleinen Kraftwerken wie Blockheizkraftwerken lokal erfolgen. Dabei müssen neue Kraftwerke allerdings auch den geänderten Flexibilitätsanforderungen an die Strombereitstellung genügen, dies kann beispielsweise über die Kombination mit einem thermischen Speicher erfolgen. Obwohl bei konventionellen Kraftwerken in den letzten Jahren technisch eine Steigerung der Wirkungsgrade erreicht werden konnte, werden die dadurch erzielbaren Brennstoffeinsparungen nicht ausreichen, um die erforderliche Treibhausgasreduktion im Kraftwerkssektor für die Einhaltung der Klimaschutzziele zu erreichen. Dafür ist ein weiterer Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung notwendig. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/7_abb_durchschn-bruttowirkungsgrad-foss-kraftwerkspark_2025-12-18.png"> </a> Durchschnittlicher Brutto-Wirkungsgrad des eingesetzten fossilen Kraftwerksparks Quelle: Umweltbundesamt auf Basis Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/7_abb_durchschn-bruttowirkungsgrad-foss-kraftwerkspark_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF (43,85 kB)</a></li> </ul> Kohlendioxid-Emissionen Folgende Aussagen können zum Kohlendioxid-Ausstoß von Großkraftwerken für die Stromerzeugung getroffen werden: <ul> <li>Braunkohlen: Die spezifischen Kohlendioxid-Emissionen von Braunkohlenkraftwerken variieren je nach Herkunft des Energieträgers aus einem bestimmten Braunkohlerevier und der Beschaffenheit der mitverbrannten Sekundärbrennstoffe (siehe „Emissionsfaktoren eingesetzter Energieträger zur Stromerzeugung“). Mit mindestens 101.658 Kilogramm Kohlendioxid pro Terajoule (kg CO2 / TJ) war der Emissionsfaktor von Braunkohlen im Jahr 2023 höher als der der meisten anderen Energieträger.</li> <li>Steinkohlen: Der Kohlendioxid-Emissionsfaktor von Steinkohlenkraftwerken betrug im Jahr 2024 94.116 kg CO2 / TJ.</li> <li>Erdgas: Erdgas-GuD-Anlagen haben mit derzeit 56.325 kg CO2 / TJ den geringsten spezifischen Emissionsfaktor fossiler Kraftwerke (abgesehen von Kokerei-/Stadtgas): Bei der Verbrennung von Erdgas entsteht pro erzeugter Energieeinheit weniger Kohlendioxid als bei der Verbrennung von Kohle.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/8_tab_emissionsfaktoren_2025-12-18.png"> </a> Tab: Emissionsfaktoren eingesetzter Energieträger zur Stromerzeugung Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/8_tab_emissionsfaktoren_2025-12-18.pdf">Tabelle als PDF (44,94 kB)</a></li> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/3630/bilder/dateien/7_tab_emissionsfaktoren_2024-12-17_1.pdf"> (72,35 kB)</a></li> </ul> Weitere Entwicklung des deutschen Kraftwerksparks Um die Klimaschutzziele zu erreichen, ist ein weiterer Ausbau der erneuerbaren Kraftwerkskapazitäten notwendig (siehe Tab. "Genehmigte oder im Genehmigungsverfahren befindliche konventionelle Kraftwerksprojekte"). Um den Herausforderungen der Energiewende begegnen zu können, wird es außerdem einen zunehmenden Fokus auf Flexibilisierungsmaßnahmen brauchen. Dabei handelt es sich um einen Ausbau von Speichern (etwa Pumpspeicher, elektro-chemische Speicher, thermische Speicher) sowie um den Ausbau der Strominfrastruktur (Netzausbau, Außenhandelskapazitäten) und Anreize zur Flexibilisierung des Stromverbrauchs („Demand Side Management"). <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/9_tab_genehmigte-in_genehmigung-kraftwerksprojekte_2025-12-18.png"> </a> Tab: Genehmigte oder im Genehmigungsverfahren befindliche konventionelle Kraftwerksprojekte Quelle: Umweltbundesamt Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/9_tab_genehmigte-in_genehmigung-kraftwerksprojekte_2025-12-18.pdf">Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung (59,52 kB)</a></li> </ul> Informationen für...

Skalierbare Produktions-Erforschung für kostengünstige Thermoelektrische Generatoren mit Realanwendungstests und Untersuchung von Modularisierungskonzepten, Teilvorhaben: Entwicklung und Aufbau von Thermoelektrischen Generatoren mit modularisiertem Herstellungsprozess

Um den Klimawandel zu begrenzen, ist neben dem Ausbau erneuerbarer Energien, auch die Steigerung der Energieeffizienz ein zentraler Baustein. Ein hohes Potenzial für Einsparungen liegt bei thermischen Prozessen. Thermoelektrische Generatoren (TEG) bieten eine branchenübergreifende Lösung die Effizienz dieser Prozesse zu erhöhen. Durch einen Halbleitereffekt wandeln sie Wärme ohne bewegliche Bauteile in Strom und können so zur Abwärmenutzung oder Kraft-Wärme-Kopplung eingesetzt werden. Aktuelle Untersuchungen zeigen das hohe technische und wirtschaftliche Potenzial der Technologie. Jedoch kann durch die Vielfältigkeit der Anwendungen bisher kein Skaleneffekt bei der Produktion erreicht werden. Um den Zielkonflikt zwischen individuellen Anforderungen und hoher Produktionsmenge zu lösen, wird im Projekt ein modularisierter Herstellungsprozess untersucht. Es wird die gesamte Prozesskette von der Definition der Randbedingungen, über die (teil-)automatisierte Auslegung und Herstellung, bis hin zur Integration in verschiedene Anwendungen demonstriert. Der Herstellungsprozess und die Laboruntersuchungen der TEG finden am DLR Institut für Fahrzeugkonzepte mit Thermoelektrischen Modulen der Fa. Isabellenhütte statt. Die Projektziele werden durch die Integration in einen Pelletkessel der Fa. Ritter, in einen Bioreaktor der Fa. DMT und in ein Biogas-BHKW mit der Fa. BITZER demonstriert. Dabei wird das Einsparpotenzial der Herstellkosten um 55%, insgesamt 10.000 Betriebsstunden mit über 80% der elektrischen Leistung und die realen Einsparungen von bis zu 40 t/Jahr CO2 durch die drei Anwendungen nachgewiesen. Darüber hinaus werden virtuelle TEG für eine Abgasreinigung der Fa. Bayer, eine Zinkschmelzanlage der Fa. Föhl, eine Bioraffinerie zur Wasserstofferzeugung der Fa. ProCone und den Verkehrssektor aufgezeigt. So wird der Technologietransfer von TEG in die Praxis ermöglicht, wodurch die Effizienz von thermischen Prozessen erhöht und der Klimawandel abgemildert werden kann.

Skalierbare Produktions-Erforschung für kostengünstige Thermoelektrische Generatoren mit Realanwendungstests und Untersuchung von Modularisierungskonzepten, Teilvorhaben: Entwicklung und Aufbau von Thermoelektrischen Modulen

Online-Steuerung einer flexiblen Kraft-Waerme-Kopplungsanlage

Zur Versorgung des Forschungsgelaendes Garching der Technischen Universitaet Muenchen wird eine Gasturbine eingesetzt, die nach dem Cheng-Prozess arbeitet: aus der Abwaerme der Gasturbinenabgase wird Dampf erzeugt, der entweder den Waermebedarf deckt, oder aber - bei erhoehtem Bedarf an elektrischer Energie - in der Gasturbine entspannt wird. Mittels dieser Dampfinjektion in die Gasturbine kann die elektrische Leistung in zwei Minuten um 50 Prozent, d.h. von 4 MWe auf 6 MWe erhoeht werden. Um das Potential dieser Flexibilitaet ausnutzen zu koennen, ist ein Online-Steuerungsprogramm erforderlich. Dieses ermittelt den optimalen Betriebspunkt mittels der GGLP-Methode (Gemischt Ganzzaehlig Lineare Programmierung) und setzt den gefundenen Betriebspunkt ueber ein neuronales Netz um. Derzeit findet eine Weiterentwicklung und Erprobung dieses Online-Steuerungsprogramms in der Anlage statt.

Regionaler zellularer Verbund von Versorgungseinheiten mit Netzregelaufgaben

Für einen stabilen Netzbetrieb muss das Angebot an elektrischer Leistung stets dem Verbrauch entsprechen. Dazu halten die Übertragungsnetzbetreiber Regelleistung zur Primär- und Sekundärregelung sowie Minutenreserve vor. Mit der Zunahme der Leistungseinheiten mit volatiler Netzeinspeisung aus erneuerbaren Energien, wie Windkraft und Photovoltaik, erhöht sich permanent der Bedarf an Regelleistung. Gleichzeitig wird die eingespeiste Leistung aus konventionellen Großkraftwerken und damit die zur Verfügung stehende Regelleistung abnehmen. Aktuelle Studien zeigen zudem, dass in der Primärregelung künftig signifikant kürzere Reaktionszeiten und höhere Leistungsänderungsgeschwindigkeiten erforderlich sind. Die so entstehende Bedarfslücke kann künftig durch regionale zellulare Verbünde von Versorgungseinheiten abgedeckt werden. Sie sind gekennzeichnet durch eigene dezentrale Versorger-, Verbraucher- und Speicherkapazitäten , insbesondere Industriebetriebe mit eigenen Heizkraftwerken auf Basis von Gas, Biomasse oder Kohle mit Priorität der Wärmeversorgung, Windenergie- und Photovoltaik-Anlagen sowie elektrische Batteriesysteme und thermische Speicher. Sie stellen nach außen einen Verbund mit positiver und negativer Regelreserve dar. Der Netzbetreiber kann die einzelnen Verbünde gestuft einsetzen und abrufen. Hierdurch entstehen zusätzliche Redundanzen, welche die Gesamtsystemstabilität erhöhen. Ziel des Vorhabens ist es zunächst, Lösungsansätze zu entwickeln, so dass regionale zellulare Verbünde von Versorgungseinheiten auch hochdynamische Netzregelaufgaben erfüllen können. Das komplexe Zusammenwirken von Energiebereitstellungs-, Nutzungs- und Speichereinheiten unterschiedlicher Energieformen stellt dabei eine besondere Herausforderung dar. Die Übernahme von Netzregelaufgaben muss ohne Abstriche bei Prozess- und Versorgungsstabilität, Betriebszuverlässigkeit und Anlagenlebensdauer erfolgen. Nur durch die Integration geeigneter Speicher, einer intelligenten Nutzung systeminhärenter Speicherkapazitäten sowie einer übergeordneten Steuerung und Überwachung des komplexen dezentralen Systems können die Anforderungen erfüllt werden. Als Entwicklungsplattform und Demonstrator soll das Technikum des Zentrum für Energietechnik (ZET) der TUD dienen. Es repräsentiert einen derartigen Verbund dezentraler Erzeuger- und Verbrauchereinheiten von Elektroenergie und Wärme mit Kopplung zum Strom- und Wärmenetz des lokalen Energieversorgers im Universitätscampus.

Alternative Dispersionsschichten für Hochleistungskontakte - ALDIHOK

Beitrag dezentraler Erzeugungsanlagen zur Versorgungssicherheit - Untersuchungen zur Notwendigkeit einer weitergehenden Systemsteuerung zur Einhaltung der Systembilanz

Diese Studie zur Systembilanz des deutschen Energiesystems erstellten Ecofys und Consentec im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Es wurde untersucht, ob in Anbetracht des starken Zubaus dezentraler und teilweise nicht steuerbarer Erzeugungsanlagen kurz- bis mittelfristig Schwierigkeiten bezüglich der Einhaltung der Systembilanz zu erwarten sind. Die abgeleiteten Erkenntnisse erlauben eine Optimierung und wirtschaftliche Bewertung von Maßnahmen. Zudem enthält die Studie explizite Schlussfolgerungen für regulatorischen Handlungsbedarf.

Notwendige Nachrüstung von dezentralen Erzeugungsanlagen - Entwicklung einer Nachrüststrategie für dezentrale Erzeugungsanlagen zum Erhalt der Systemsicherheit bei Über- und Unterfrequenz

Ecofys und Partner entwickelten für das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie eine Nachrüststrategie für Stromerzeugungsanlagen zum Erhalt der Systemsicherheit bei Über- und Unterfrequenz. Konkret wurde untersucht, welche Anlagentypen (Wind-, Biomasse-, KWK- und Wasserkraftanlagen) nach welchen Verordnungen an das Stromnetz angeschlossen sind, und wie groß das Gefährdungspotential ist. Darauf aufbauend wurde abgeschätzt, wie hoch der Aufwand zur Anpassung der Anlagen an aktuelle Erfordernisse ist, um die Stabilität des Stromnetzes auch bei Störfällen zu gewährleisten. Als Ergebnis erarbeitete das Konsortium konkrete Handlungsempfehlungen für das Ministerium. Dabei wurden auch juristische Vorschläge für eine neue Verordnung entwickelt.

Änderungsgenehmigungsverfahren nach § 16 BImSchG - Austausch der zwei genehmigten BHKW durch ein BHKW

Die Biogasanlagen Fischer KG hat mit Bescheid vom 30.08.2023 die Genehmigung für die Errichtung und den Betrieb von zwei Blockheizkraftwerken (BHKW), eines Biogasspeichers, einer Klärschlammtrocknung, eines Wärmespeichers und von Leitungen für Gas und Wärme auf dem Grundstück Flnr. 976 der Gemarkung Unterpleichfeld erhalten. Die Biogasanlagen Fischer KG beantragte beim Landratsamt Würzburg die immissionsschutzrechtliche Änderungsgenehmigung nach § 16 Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG). Antragsgegenstand ist der Austausch der zwei genehmigten BHKW mit 380 kW und 530 kW elektrischer Leistung gegen ein BHKW mit 934 kW elektrischer Leistung. Durch den Austausch gegen ein Modul erfolgen keine baulichen Veränderungen.

Detektion und Quantifizierung von Leistungspotenzialen von Windturbinen mittels KI-gestützter Diagnoseverfahren, WindKI: Detektion und Quantifizierung von Leistungspotenzialen von Windturbinen mittels KI-gestützter Diagnoseverfahren

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Organisation	Count
Bund	337
Europa	7
Kommune	7
Land	225
Weitere	18
Wirtschaft	2
Wissenschaft	92
Zivilgesellschaft	14

Type	Count
Daten und Messstellen	1
Förderprogramm	303
Text	19
Umweltprüfung	182
unbekannt	41

License	Count
Geschlossen	215
Offen	325
Unbekannt	6

Language	Count
Deutsch	542
Englisch	50

Resource type	Count
Archiv	2
Bild	3
Datei	1
Dokument	155
Keine	219
Multimedia	1
Webdienst	26
Webseite	177

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