Sachstandsmitteilung zur Braunkohleverbrennung in Merkenich

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03.04.2018 
 
Stand der Untersuchungen zum weiteren Betrieb des  
KWK-Braunkohle-Wirbelschichtkessels im HKW Merkenich  
der RheinEnergie AG 
 
 
Mit Hilfe des Standortes “Heizkraftwerk Merkenich“ versorgt die RheinEnergie AG sicher 
und kostengünstig die Bürger im Kölner Norden mit Fernwärme und die Großindustrie 
(z.B. Firma Ford) mit Prozess dampf. Die mit Abstand größte und produktivste 
Erzeugungsanlage am Standort ist der Wirbelschichtke ssel auf Basis des Brennstoffes 
Wirbelschichtbraunkohle, einer speziell aufbereiteten Trockenbraun-kohle.  
 
Die Anlage ist primär für die Wärmebereitstellung ausgelegt. Um dies möglichst 
ökologisch sinnvoll zu gestalten, wurde die Anlage in der ressourcenschonenden Kraft -
Wärme-Kopplung konzipiert. Die auskoppelbare maximale Wärmeleistung beträgt rd. 160 
MW und die maximale elektrische Leistung 85 MW. Die Kraftwerksanlage ist gesetzlich 
als “hocheffizient“ anerkannt. Für den Kraftwerksstandort Merkenich sehr wichtig, spielt 
sie im gesamten deutschen Kohlekraftwerkspark mit einem Anteil von nu r 0,2 % keine 
Rolle.  
 
Der Kessel wurde Ende 1989 in Betrieb genommen;  wesentliche Komponenten  (z.B. 
Dampfturbosatz, Wasser-Dampf-Kreislauf sowie Elektro- und Leittechnik ) des 
Kraftwerkblockes sind im Jahr 2010 umfangreich erneuert worden. Damit ging eine 
nochmalige Effizienzverbesserung einher, außerdem wurde damit eine technische 
Restlebensdauer von rund 20 Jahren möglich.  
 
Die RheinEnergie sucht in ihren Kraftwerksanlagen laufend Verbesserungs potenziale 
hinsichtlich Wirtschaftlich keit und besserer ökologischer Verträglichkeit. In die sem 
Zusammenhang wurde im Jahr 2017 eine ingenieurtechnische Studie durch das 
Engineering-Unternehmen VPC GmbH/ Vetschau (ausgewiesene Experten in diesem 
Bereich) durchgeführt. Es sollten die technischen und die kostenmäßigen Auswirkungen 
für zwei Fragestellungen zum Ersatz  des Brennstoffes Braunkohle im vorhandenen 
Kessel abgeschätzt werden: 
 
1. Umrüstung und Betrieb zur Mitverbrennung alternativer Brennstoffe (s. 
nächster Absatz) in der Form, dass die wärmetechnische Leistung der Anlage 
nur gering reduziert wird  
 
und 
 
2. grundsätzliche Eignung der Anlage zum Komplettersatz der Braunkohle durch 
alternative Brennstoffe. 
 
Es wurden  möglichst alle in Deutschland verfügbaren und in Verbren nungsanlagen 
üblicherweise einsetzbaren alternativen Brennstoffe untersucht. Diese Brennstoffe

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können in die beiden Kategorien biogene (z.B. Holzpellets, Holzhackschnitzel, Stroh, 
olive cake) und abfallartige (z.B. Altholz, Petrolkoks, Klärschlamm) unterteilt werden. 
 
Insgesamt wurden 20 Brennstoffe anhand von 13 Kriterien vorbewertet. Die 
Bewertungskriterien umfassen rein technische Kriterien  (z.B. Not wendigkeit der 
Brennstoffaufbereitung, Ascheverh alten, Korrosionspoten tial), allgemeine Kriterien 
(Nachhaltigkeit/ Ökobilanz, Marktverfügbarkeit, Preis ) und eine grobe 
Betriebskostenabschätzung (z.B. Anpassungsaufwand der Anlage, 
Ascheentsorgungskosten). Für die  drei aussichtsreichsten Einsatzstoffe  
Holzhackschnitzel, olive cake und Klärschlamm wurden detaillierte theoretische 
Betrachtungen durchgeführt. Neben der Konkretisierung der o.g. technischen Parameter 
wurden z.B. Lagerungskonzepte entwickelt, Rauchgasvolumenströme ermittelt und 
deren Auswirkungen abgeschätzt, Verschlackungsverhalten und Konsequenzen auf den 
Wirbelbetthaushalt eingeordnet und genehmigungsrechtliche Aspekte beleuchtet. 
 
Zusammenfassung der Ergebnisse 
 
Der Wirbelschichtkessel (Block 6) ist für den Einsatz der speziellen Trockenbraunk ohle 
konzipiert und bedarf erheblicher technischer Anpassungen selbst schon bei der 
Mitverbrennung geringer Mengen  (je nach Brennstoff ca.  < 5-10%) an alternativer 
Brennstoffen.  
 
Als maximale Mitverbrennungsraten ergeben sich für die potentiell am besten geeigneten 
alternativen Brennstoffe Holzhackschnitzel 29 %, olive cake 22% und Klärschlamm  je 
nach Trocknungsgehalt zwischen 1% und 5%.  
 
Die erforderliche n Investitions- und Ingangsetzungskosten zur Mitverbrennung liegen 
nach heutiger Schätzung in der Größenordnung zwischen 20 und 30 Mio. Euro . Da die 
Betriebskosten insbesondere vom Brennstoffpreis, dem CO 2-Zertifikatepreis und 
weiteren volatilen Preis en abhängen, is t eine Schätzung  nur auf Basis von A nnahmen 
möglich, die sich aber an allgemeinen in der Branche verwendeten Fundamentaldaten 
orientiert. Aktuell muss mit  einer jährlichen Betriebskostenerhöhung im mittleren 
einstelligen Millionenbereich gerechnet werden.  
 
Die Mitverbrenn ung alternativer Brennstoffe im Wirbelschichtkessel führt zu keiner 
wirtschaftlichen und nachhaltigen Reduzierung des Einsatzes von Braunkohle im HKW 
Merkenich, ist mit erheblichen Kosten verbunden, ohne dass dem Erlöse 
gegenüberstehen. Mit den heute zur V erfügung stehenden alternativen Brennstoffen ist 
die Mitverbrennung aus Sicht von RheinEnergie AG nicht weiter zu verfolgen.  
 
Die Abschätzung zum vollständigen Ersatz der Braunkohle durch alternative Brennstoffe 
ergab, dass dadurch die Anlagenkapazität deu tlich reduziert wird (was dauerhaft e iner 
Betriebsweise in Teillast, bis zu ca. 70%, bedeutet) mit Einhergehen von e rheblichen 
Wirkungsgradeinbußen. Dazu müssen zudem  der Kessel und die Rauchgasreinigung

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fast volls tändig modifiziert werden . Der komplette Brennstoffersatz führt de facto zur 
Errichtung einer komplett neuen Kraftwerksanlage mit Investitionskosten im dreistelligen 
Millionenbereich. 
 
Zusammenfassend ist mit heutiger Kenntnis der Einsatz alternativer Brennstoffe im 
Wirbelschichtkessel keine wirtschaftlich sinnvolle Option.  
 
Im nächsten Schritt wird nun von RheinEnergie AG geklärt , welche Alternativen zu r 
Bereitstellung der Energie durch den Einsatz von  Erdgas anstellen von Braunkohle 
bestehen. Hierzu wird aber eine neue Kraftwerkskapazität am Standort errichtet werden 
müssen. Als ganz entscheidende politische Randbedingungen insbesondere für die 
Bewertung der wirtschaftlichen Auswirkungen sind die Ergebnisse aus der von der 
Bundesregierung eingesetzten Kommission zum Kohleausstieg ( Kommission 
„Wachstum, Strukturwandel und Beschäftigung) zu berücksichtigen, die Ende dieses 
Jahrs vorliegen sollen. Auch eine aktuell diskutierte Reform des Kraft-Wärme-Kopplungs-
Fördergesetzes (KWK-G) wird die Überlegungen und Planungen erheblich beeinflussen. 
 
Insofern werden im Laufe des Jahres 2018 die umfangreichen Grundsatzuntersuchungen 
zum Braunkohleersatz fortgeführt, hängen aber von noch unklaren Rahmenbedingungen 
ab.

Anlage: Strom- und Wärmeerzeugung erneuerbare Energien 
Der Fortschritt der Strom- und Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Energien ist durch die 
folgende Gegenüberstellung der Jahre 2017 und 2016 dokumentiert. Noch nicht berück-
sichtigt sind weitere Zukäufe, die bereits 2017 eingeleitet, aber erst 2018 vollzogen wurden. 
Diese werden in der Folgeberichterstattung mit erfasst. Aus der Karte in der Anlage ergeben 
sich auch übersichtsartig die Standorte von Anlagen der Erneuerbaren Energie der 
RheinEnergie. 
  
       
              
  Strom   
  Leistung Einspeisung Leistung Einspeisung   
  
Stand 31.12.2016 Jahr 2016 Stand 
31.12.2017 Jahr 2017   
  in MWel in MWhel in MWel in MWhel   
Stromerzeugung      
        
 Windenergie 130,8 161.368 131,8 189.059   
        
 Photovoltaik-Anlagen 24,9 24.304 27,6 26.099   
        
        
Strom- und Wärmeerzeugung      
        
 BHKW Biogas/-methan 5,9 39.040 7,1 39.455   
        
  
  
  
       
              
  Wärme   
  Leistung Einspeisung Leistung Einspeisung   
  
Stand 31.12.2016 Jahr 2016 Stand 
31.12.2017 Jahr 2017   
  in MWth in MWhth in MWth in MWhth   
Stromerzeugung       
        
 Windenergie - - - -   
        
 Photovoltaik-Anlagen - - - -   
        
        
Strom- und Wärmeerzeugung       
        
 BHKW Biogas/-methan 6,2 42.473 7,4 42.772   
        
  
 Anmerkung: Grundsätzlich wurden nur EE-Anlagen berücksichtigt, an denen die RheinEnergie AG eine direkte oder indirekte 
Beteiligung (z. B. über Dritte) von mindestens 50% hält. Die indirekten Beteiligungen an EE-Anlagen 
über die AggerEnergie GmbH, die Gasversorgungsgesellschaft mbH Rhein-Erft und die Energieversorgung Leverkusen GmbH 
& Co. KG  wurden aufgrund ihrer Relevanz für diesen Bericht jedoch vernachlässigt. Sofern die 
RheinEnergie AG über einen Anteil unter 100% verfüg, so wurde nur die anteilige Leistung und Einspeisung berücksichtigt.

Die Oberbürgermeisterin 
Dezernat, Dienststelle 
V/V/7 
 
Vorlagen-Nummer  09.04.2018 
 1039/2018 
Mitteilung 
öffentlicher Teil 
Gremium Datum 
Ausschuss für Umwelt und Grün 24.04.2018 
Finanzausschuss 30.04.2018 
 
Sachstandsmitteilung zur Braunkohleverbrennung in Merkenich 
Der Rat hat in seiner Sitzung vom 04.04.2017 gemäß Änderungsantrag der SPD-Fraktion, der CDU-
Fraktion, der Fraktion Bündnis 90/Die Grünen, der Fraktion Die Linke und der FDP-Fraktion 
(AN/0511/2017; AN/0545/2017) beschlossen  
 
1. Der Rat der Stadt Köln begrüßt, dass die RheinEnergie AG derzeit untersucht, ob und inwieweit 
der Einsatz von Braunkohle im Kessel 6 des Kraftwerkes Merkenich durch andere Brennstoffe, z.B. 
Klärschlamm oder Holz, ersetzt werden kann. Beim Einsatz alternativer Brennstoffe ist die Minimie-
rung der Emissionen, die durch Verbrennung auftreten, zu gewährleisten.  
 
2. Für den Fall, dass diese Untersuchungen negativ verlaufen sollten, soweit technisch machbar, öko-
logisch sinnvoll und wirtschaftlich vertretbar, wird Rhein-Energie aufgefordert, unverzüglich Planun-
gen für eine alternative Gesamtversorgungslösung am Standort Merkenich – unter vollständigem 
Verzicht auf den Brennstoff Braunkohle – einzuleiten. Über die Zwischenergebnisse dieser Untersu-
chung ist der Ausschuss Umwelt und Grün kontinuierlich zu informieren.  
 
3. Gleichzeitig fordert der Rat die RheinEnergie auf, den Ausbau der Strom- und Wärmeerzeugung 
auf Basis erneuerbarer Energien weiter zu forcieren. Über den Fortschritt bei der Umstellung auf er-
neuerbare Energien soll dem Ausschuss Umwelt und Grün und dem Finanzausschuss als Beteili-
gungsausschuss jährlich berichtet werden.  
 
 
Die Verwaltung antwortet hierzu: 
 
Die Sachstandsmitteilung der RheinEnergie ist als Anlage beigefügt. 
 
 
Gez. Dr. Rau