Kraft-Wärme-Kopplung: Effektiv und ressourcenschonend

Energiewende

Energieerzeugung

Kraft-Wärme-Kopplung

Unsere Anlagen werden im effizienten Kraft-Wärme-Kopplungs-Prozess betrieben, d. h. wir nutzen unseren Brennstoff zwei Mal aus. Die größten Anlagen zur Energieerzeugung – die Gas- und Dampfturbinenanlagen am Energiestandort Süd, die Heizkraftwerke Nord und Freimann – erzeugen so ressourcenschonend gleichzeitig Strom und Wärme.

Kombinierte Energieerzeugung: Strom und Wärme

Ab 2025 wollen wir so viel Ökostrom in eigenen Anlagen produzieren, wie ganz München benötigt. Auch der Münchner Bedarf an Fernwärme soll CO₂-neutral gedeckt werden, dafür werden wir überwiegend Geothermie nutzen. So können wir langfristig die fossilen Brennstoffe durch erneuerbare Wärme ablösen und die ohnehin schon sehr gute Klima- und Ressourcenbilanz der Fernwärme in München noch einmal erheblich verbessern.

Bis es soweit ist, erzeugen wir Energie durch Kraft-Wärme-Kopplung: Die Abwärme, die bei der Stromerzeugung anfällt, wird ins Fernwärme-Netz eingespeist. So erreichen die Anlagen einen Brennstoff-Ausnutzungsgrad von bis zu 90 Prozent. Das bedeutet, die hier eingesetzten Brennstoffe werden etwa doppelt so effektiv genutzt wie in herkömmlichen Anlagen.

CO₂-Ausstoß wird reduziert

Durch die KWK stehen dem Münchner Wärmemarkt rund vier Milliarden kWh umweltschonend erzeugter Heizenergie zur Verfügung. Um diese Menge durch ölbetriebene Hausheizungen zu erzeugen, wären ca. 400 Millionen Liter Heizöl nötig. Die hohe Energieausnutzung im KWK-Prozess spart pro Jahr ca. 1 Million Tonnen CO₂ ein.

Heizkraftwerk Süd

Das HKW Süd befindet sich im Stadtteil Thalkirchen. Seit 1899 wird hier Strom erzeugt und seit 1969 auch Fernwärme in großem Maßstab. Zwei Gas- und Dampfturbinenanlagen (GuD-Anlagen) werden in Kraft-Wärme-Kopplung betrieben. Als Brennstoff wird in beiden GuD-Anlagen Erdgas eingesetzt. Seit Ende 2013 ist zusätzlich eine Power-To-Heat-Anlage in Form eines Elektroerhitzers in Betrieb. Sie wandelt Strom in Fernwärme um.

Die elektrische Leistung des HKW Süd liegt bei maximal 698 MW. Die 814 MW maximale Fernwärmeleistung werden in das Wärmeverbundnetz eingespeist.

Der neue Energiestandort Süd

Fit für die erneuerbare Energiewelt: Geothermie, Fernkälte, Wärmespeicher und modernisierte KWK-Anlagen

Der Energiestandort Süd wird an vielen Stellen zeitgleich weiterentwickelt, um den Ansprüchen der neuen Energiewelt gerecht zu werden. Nach der Fertigstellung werden die Anlagen folgende Leistung erbringen:

Geothermieanlage: ca. 75 MW th
GUD1 (Neuanlage): 214 MW Stromerzeugung, 168 MW Fernwärmeerzeugung
GUD2 (modernisiert): 429 MW Stromerzeugung, 436 MW Fernwärmeerzeugung
Power-to-Heat-Anlage: 10 MW
Fernkälteanlage: 35 MW bis 2030

Wandel zur neuen Energiewelt: Der Energiestandort Süd

Film über das HKW Süd

Heizkraftwerk Nord

Das Heizkraftwerk Nord am Standort Unterföhring ist eine wesentliche Säule der Strom- und Fernwärmeversorgung und damit ein wichtiger Baustein für die Versorgungssicherheit der Landeshauptstadt München. Der Standort stellt nicht nur elektrischen Strom, sondern zusätzlich ca. 45 % der in München produzierten Fernwärme zur Verfügung.

Die Gesamtanlage besteht aus drei voneinander unabhängigen Blöcken, die jeweils in energieeffizienter Kraft-Wärme-Kopplung betrieben werden. Der Block 2 als größte Erzeugungsanlage des Standorts kann 555 MW Wärme für das Fernwärmenetz und 360 MW elektrischen Strom bereitstellen. Er wird seit der Revision im Sommer 2024 ausschließlich mit Erdgas als Brennstoff betrieben. Im Rahmen der Brennstoffumstellung des Blocks 2 von Kohle auf Erdgas fand eine gezielte Optimierung des Betriebs statt.

Für den Block 2 ist eine saisonal-optimierte Fahrweise vorgesehen, die zu einer deutlichen Verringerung der CO₂-Emissionen führt. Damit die erhöhte Wärmenachfrage in den Wintermonaten gedeckt werden kann, dient der Block 2 primär während der Heizperiode der Fernwärmeversorgung sowie der Stromversorgung und damit der Versorgungssicherheit. Außerhalb der Heizperiode wird der Einsatz des Blocks 2 erheblich abnehmen, da flexiblere KWK-Anlagen den Strom- und Fernwärmebedarf in dieser Zeit effizienter decken können. In Kombination mit der Betriebsoptimierung ist somit nicht nur eine möglichst hohe Verfügbarkeit gewährleistet, sondern auch eine deutliche Senkung des CO₂-Ausstoßes. Der mit Erdgas betriebene Block 2 dient als Brückentechnologie, deren Einsatzzeit in Zukunft durch regenerative Wärmequellen, wie Geothermie und Biomasse, sukzessive verringert wird, bis er voraussichtlich 2035 sein technisches Lebensdauerende erreichen wird.

In den beiden anderen Blöcken 1 und 3 werden jährlich bis zu 700.000 t Restmüll verwertet. Die im Müll enthaltene Energie wird in das Fernwärmesystem eingespeist und zu einem kleineren Teil in elektrischen Strom umgewandelt. Die Wärmeleistung der beiden Blöcke beträgt insgesamt 172 MW. Auf Grund der notwendigen Gewährleistung der Entsorgungssicherheit und begrenzter Lagerkapazitäten für den Müll, muss eine hohe Verfügbarkeit der Müllverwertungsanlagen sichergestellt sein. Diese wird durch die SWM als Betreiber gewährleistet. Zusätzlich werden die Anlagen zur sicheren Entsorgung und Verwertung von Klärschlamm genutzt. Die bei der Verbrennung entstehenden Rauchgase werden in einem aufwändigen Verfahren gereinigt, so dass die gesetzlichen Grenzwerte eingehalten werden.

Informationen zum Störfallbetrieb

In Zeiten hohen Wärmebedarfs ergänzen zwei Heizwerke mit erdgasbefeuerten Kesseln die Erzeugungsanlagen. Die maximale Fernwärmeleistung des Heizkraftwerks Nord beträgt 900 MW. Die maximale elektrische Leistung liegt bei 412 MW und wird über eine 110-kV-Schaltanlage in das städtische Versorgungsnetz geleitet. Die ausgekoppelte Fernwärme versorgt die Heißwassernetze Nord und Freimann sowie das Dampfnetz Innenstadt.

Film über das HKW Nord

Heizkraftwerk Freimann

Als dritter großer Erzeugungsstandort neben den HKWs Nord und Süd befindet sich im Münchner Norden das HKW Freimann. Hier sind zwei Gasturbinen mit einer installierten elektrischen Leistung von je rund 50 MW und einer thermischen Leistung von insgesamt rund 125 MW. Ein Katalysator reduziert den ohnehin schon sehr niedrigen Ausstoß an Kohlenstoffmonoxid (CO) und Stickoxiden (NOx) nochmals – teils um mehr als die Hälfte. Eine markante Besonderheit sind die 18 weithin sichtbaren Wärmespeicher, die als Pufferbehälter für die Fernwärme dienen.

Heizwerke: Für Spitzenlast und Reserve

Wir stellen über 90 % der Münchner Fernwärme über effektive und ressourcenschonende Kraft-Wärme-Kopplung aus Heizkraftwerken bereit. Zusätzlich betreiben wir 7 Heizwerke, die Fernwärme erzeugen. Wenn es sehr kalt ist, decken sie die in der Regel kurzzeitige Spitzenlast im Wärmebedarf und dienen als Reserve bei Störungen oder geplanten Stillständen der Heizkraftwerke.

Ein Heizwerk ist kleiner, technisch einfacher und innerhalb weniger Minuten einsatzbereit. Es besteht aus einem oder mehreren Heizkesseln, in denen Wasser erhitzt/verdampft und direkt für ein Dampfnetz oder über einen Wärmetauscher für ein Heißwassernetz bereitgestellt wird.

Trotz der notwendigen ständigen Einsatzbereitschaft sind die tatsächlichen Betriebszeiten sehr kurz. Um die Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit der Heizwerke sicherzustellen, wurden die Anlagen auf einen „Betrieb ohne Beaufsichtigung“ (BoB) umgerüstet. So können sie von einer zentralen Leitstelle aus überwacht werden.