Bereitstellungspotenziale für eine flexible Stromerzeugung

Transkript

1 Bereitstellungspotenziale für eine flexible Stromerzeugung Frank Baur IZES ggmbh, Workshop Energetische Biomassenutzung am in Berlin Gliederung 1 Szenarien der energetischen Biomassenutzung Thesen zur Biomasse-Nutzung und Flexibilisierung Möglichkeiten zur Flexibilisierung und Kosten Exkurs: sonstige potenzielle Erlösmöglichkeiten 2 - Baur

2 Szenarien der zukünftigen Bioenergienutzung Energetische Nutzung der Biomasse nach Art des Endenergieeinsatzes in Deutschland in 2010 und den Szenarien für 2020, 2030 und BMU Szenario 2011 A WWF Modell DEU WWF Innovation BMWi Szenario I B BMU Szenario 2011 A WWF Modell DEU WWF Innovation BMWi Szenario I B BMU Szenario 2011 A WWF Modell DEU WWF Innovation BMWi Szenario I B Ist-Daten 0% 20% 40% 60% 80% 100% Quelle: Projekt KomInteg Kraftstoffe Strom Wärme 3 - Baur Bioenergie-Szenario des BEE Strom im BEE-Bioenergie-Szenario (baut auf BMU-Leitstudie 2010 und DBFZ- Report Nr auf) 79 % EE 47 % EE 83 TWh BM BG: 53 TWh 17 % EE 58 TWh BM BG: 32 TWh 34 TWh BM 4 - Baur

3 Flexibilisierungspotenzial - Bestand Anlagenzubau 8,8 TWh Zubau größtenteils im Leistungsbereich zwischen 150 kw und 500 kw etwa 50 % der Stromeinspeisung im Leistungsbereich kw und etwa 40 % im Leistungsbereich 0,5-1 MW 5 - Baur Flexibilisierungspotenzial Zubau gem. Szenarien Ausbau gemäß BEE-Szenario Ausbau nach Leistungsklassen bei Beibehaltung des bisherigen Splittings und unter Berücksichtigung der bisherigen Zielerreichung 6 - Baur

4 Potenzialabschätzung durch Ausbau Annahme 1: Nachrüstung von 20 % aller Bestands- und 50 % aller Neuanlagen Potenzial für Lastverlagerung 2020: +/-3,6 GW; 2030: +/-4,6 GW Annahme 2: Erweiterung aller Biogasanlagen Potenzial für Lastverlagerung 2020: +/-14 GW; 2030: +/-16 GW Verlagerungsmöglichkeit mehrere Stunden Schnelligkeit: 5-20 %/min über Quelle: BET beim BEEtreff: Dialogkonferenz, Berlin, Baur Gliederung 1 Szenarien der energetischen Biomassenutzung Thesen zur Biomasse-Nutzung und Flexibilisierung Möglichkeiten zur Flexibilisierung und Kosten Exkurs: sonstige potenzielle Erlösmöglichkeiten 8 - Baur

5 Aktuelle Spannungsfelder der Biomasse-Nutzung die stoffliche Dimension die energiewirtschaftliche Dimension die technische Dimension die gesellschaftspolitische Dimension 9 - Baur Thesen zur Biomasse-Nutzung Potenzialseitig besteht derzeit kein Grund an den bisherigen absoluten Festlegungen der bestehenden Szenarien zu rütteln (z.b. 4,2 Mio. ha nutzbarer Agrarfläche gem. Leitstudie). Klärungsbedarf ergibt sich hinsichtlich der Widmung von Agrarflächen für die Mobilität (2,3 Mio. ha), den Biogasbereich (0,9 Mio. ha, Stand 2012) und KUF (ca. 1 Mio. ha). Über eine regionale Differenzierung kann grundsätzlich diskutiert werden (u.a. Nutzungsansätze für Grünland-starke Regionen) Zukünftige Marktentwicklungen im stofflichen Sektor sind sehr schwer zu prognostizieren und können positive und negative Effekte haben (z.b. Abwanderung der Holzveredelung nach Osteuropa) 10 - Baur

6 Thesen zur Biomasse-Nutzung Die Flexibilisierbarkeit und die multifunktionale Nutzbarkeit sind nach wie vor der große Vorteil der Bioenergie. Die zukünftige Rolle von Biomethan sowie von Biomasse im Wärmemarkt sowie im Kraftstoffsektor wird kontrovers diskutiert und bedarf dringend einer Klarstellung. Es bedarf einer stärkeren Verzahnung von Strom- und Wärmebereitstellung; diesbezüglich sind ergänzende lenkende Effekte zur Realisierung von z.b. Wärmenetzen erforderlich. Die Kostendiskussion im Bereich der Bioenergie muss dringend die zusätzlichen Effekte aufgreifen, welche abseits der Strombereitstellung durch die Biomasse initiiert werden (Klimaschutz im Agrarsektor, Abfallwirtschaft, Entwicklung ländl. Räume, etc.) 11 - Baur Thesen zur Flexibilisierung Die umfängliche Aktivierung der Flexibilitätsoption Biomasse ist langfristig anzulegen (Zeithorizont 2030) Die Weichenstellung hierfür sind jedoch heute notwendig! Flexibilisierung soll bedeuten, 12 - Baur einerseits für den Bestand und andererseits für Neuanlagen jeweils Maßnahmen zu konzipieren, die zu vertretbaren Kosten einen größtmöglichen Nutzen in Bezug auf die Transformation des Stromsystems erbringen können. Es ist wichtig, die Verhaltensweisen von Bioenergieanlagen zu ermitteln, die kurz- bis mittelfristig einen bedeutenden Nutzen im Rahmen der Transformation des Stromsystems erbringen können. Wärme soll hier v.a. als Koppelprodukt der Stromerzeugung gedacht werden. 6

7 Gliederung 1 Szenarien der energetischen Biomassenutzung Thesen zur Biomasse-Nutzung und Flexibilisierung Möglichkeiten zur Flexibilisierung und Kosten Exkurs: sonstige potenzielle Erlösmöglichkeiten 13 - Baur Formen der Flexibilisierung von Biogasanlagen Vollumfängliche Flexibilisierung Partielle Flexibilisierung Einspeisung in das Gasnetz als zeitliche oder räumliche Flexibilisierung bzw. Entkopplung von Produktion und Verbrauch ggf. Schaffung von Anlagenverbünden unter zus. Berücksichtigung sonstiger nicht-fossiler Gasquellen (z.b. Klärgas, Deponiegas) 14 - Baur

8 Vollumfängliche Flexibilisierung durch Ausbau Erweiterung der Biogasanlage durch 15 - Baur ein zweites BHKW oder Austausch des alten BHKW durch ein größeres BHKW (Stichwort: Bayern-Plan); Durch die höhere BHKW-Leistung wird eine höhere Effizienz (+2 %) im Vergleich zu einzelnen BHKW- Blocks erzielt. (Zusatz)-BHKW ( /kw el ) zusätzliche Peripherie Biogasspeicher (17-25 /m³); bis zu 70 /m³ bei high-end-speicher Wärmespeicher ( /m³) Peripherie (25 /kw) Planung (8 % der Hardware-Kosten) Biogasspeicher. Quelle: L.e.e. s.à.r.l. Kostenschätzung der Flexibilisierung Zusatzkosten Anlage 500 kw el Fahrweise 8/16 Zusatzkosten BHKW (zus. 250 kw el ) ca Zusatzkosten Speicher (zus m³) ca Zusatzkosten Wärmespeicher (ca. 60 m³) ca Sonstige Kosten (Umbau Trafo, Planung, Einhaltung ca StörfallVO) Gesamt Invest: ca Jährliche Anlagenkosten ca /a Zus. Betriebsaufwände (Wartung, Verbrauchsmat., zus. ca /a Personalaufwand) Gesamtkosten ca /a Zusatzkosten der Flexibilisierung ca. 2,2 Cent/kWh 16 - Baur unter Nutzung von Berger, 2010 und ISET, 2009, eigene Erhebungen Gem. Bayern-Plan: Spreizung im Bereich der Umrüstkosten von Zusatzkosten von ca /a ( kw) bis Einsparungen von > /a ( kw) 8

9 Partielle Flexibilisierung Durch Substratdosierung (um so den Fermenter z.b. im Sommer um 10 % herunterzufahren) kann die Stromerzeugung saisonal verlagert werden. Vorteile: Reduzierung des Speicherbedarfs um % durch flexible Fütterung im Vergleich zu anderen Flexibilisierungsoptionen Notwendigkeit: Vergrößerung des Fahrsilos Vergrößerung des Gaslagervolumens (tageweise Verlagerung) Satelliten-BHKW mit Rohgasnetz (Nutzung Gasnetz als zusätzlicher Gasspeicher) ggf. Einbindung mobiler Wärmesysteme 17 - Baur Quelle: u.a. Fabian Jacobi, DBFZ Gliederung 1 Szenarien der energetischen Biomassenutzung Thesen zur Biomasse-Nutzung und Flexibilisierung Möglichkeiten zur Flexibilisierung und Kosten Exkurs: sonstige potenzielle Erlösmöglichkeiten 18 - Baur

10 Finanzierungsmix in den Sektoren Agrarsektor Forstsektor energiewirtschaftliche Vergütungen Entsorgungssektor landwirtschaftliche Zuwendungen abfallrechtliche Regelungen staatliche/ kommunale Finanzierung 19 - Baur Hochwertigkeitsgebot nach 8 Abs. 1 KrWG EEG setzt Impuls zur Implementierung hochwertiger Verwertungsstrukturen. Neuer Grundsatz gem. KrWG: im Rahmen einer Ökobilanzierung Auswahl der Verwertungsmaßnahme, welche die beste Option zum Schutz für Mensch und Umwelt darstellt. Einschränkung: ( ) ist anzustreben ( ) : kein eindeutiger Begriff, jedoch laut Gesetzesbegründung echte Rechtspflicht ( ) Pflicht zur Verwertung unter dem Vorbehalt der technischen Möglichkeit und wirtschaftlichen Zumutbarkeit ( ) Rechtsfolge und Effekte: Grundlage für behördliche Einzelfallregelung: Verordnungsermächtigung Die Vergütungssätze des EEG reduzieren die Behandlungskosten für Bioabfall um ca. 32 /Mg (ca. 1/3) bzw. ca. 2,5 / Einwohner und Jahr 20 - Baur

11 Sonstige (potenzielle) Effekte Forstwirtschaft: noch negative Reinerträge, ab 2003/04 deutlicher Aufschwung Quelle: BMELV, 2012 Verschiebungen im Agrarsektor: Zahlungen/Subsidien werden weniger zur Stützung von Einkommen bzw. Erzeuger- und Verbraucherpreisen und mehr zur Vergütung von Gemeinwohlleistungen und der Sicherstellung höherer Standards eingesetzt. Quelle: vti, Baur Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. Kontakt: Prof. Frank Baur IZES ggmbh Altenkesseler Strasse 17 D Saarbrücken/Saarland Tel.: +49 (0) / FAX: +49 (0) baur@izes.de Homepage: Baur