SMART POWER Dezentrale Flexible Erzeugung

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1 Flexible und dezentrale Wärme- und Stromerzeugung mit Bioenergieanlagen 3 WINDENERGIE. SMART POWER Dezentrale Flexible Erzeugung PHOTOVOLTAIK 1 Überblck 0 CUBE? 1 Bioenergie heute und morgen 2 Marktintegration 3 Regionale Erzeugung 4 Praxis Beispiel 5 Zusammenfassung 2

2 Wer ist CUBE? Unabhängiges Ingenieurbüro für erneuerbare Energien, akkreditiert 20 Jahre Erfahrung > 4000 Projekte mit > MW inst. Leistung Hauptsitz in Kassel, weitere Büros in Hannover und Hamburg Enge Kooperationen mit IWES, EMD, deenet, IdE Mitarbeit in Forschungsprojekte zur Energiewende > 65 Mitarbeiter 3 3 CUBE Dienstleistungen für Biogas- Biomethan- und KWK-Anlagen 1. FlexAnalyse, Varianten Berechnung: Modellierung + Simulation mit Zeitreihen optimale Konfiguration der Anlage BHKW Größe Biogasspeicher Wärmespeicher 2. Eigenstromversorgung Modellierung + Simulation mit Zeitreihen optimale Konfiguration der Anlage BHKW Größe Biogasspeicher Wärmespeicher 3. FlexTOP, Optimaler täglicher Fahrplan, Einsatzoptimierung für den tägl. Betrieb (Wärmeprognose, Preisprognose) 4

3 Bioenergie heute und morgen Bioenergieeinsatz 2012 Quelle: 5 Bioenergie heute und morgen Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien 2011 Quellen: 6

4 Bioenergie heute und morgen Bioenergie: Biogasanlagen (Verstromung vor Ort) Biomethananlagen (Aufbereitung und Durchleitung Biogas, Verstromung dezentral verteilt) Biomasseheizkraftwerke (Dampferzeugung -> Strom und Wärme) Quellen: 7 Bioenergie heute und morgen Stromgestehungskosten Erzeugungsanlagen Teuerste EE Staatl. Unterstützung [ /MWh] 8 Biogas-, Biomethan Biomasse Deponie-, Klär-, Grubengas Quellen: und eigene Daten

5 Bioenergie heute und morgen Biogas und Biomethananlagen (Substrateinsatz) 9 Bioenergie heute und morgen Bioenergie Stromeinspeisung (eine Woche ) Bioenergie: Überwiegend unflexible Konstante Einspeisung Stromverbrauch Quelle: Agora Energiewende 10

6 Bioenergie heute und morgen Warum Flexibilisierung von steuerbaren Anlagen, Szenario 2030 GW Fast keine fossilen Kraftwerke GW fossile Kraftwerke Stromnachfrage 80 Photovoltaik 60 Fossile Kraftwerke 40 Wasser 20 Wind Onshore/Offshore Mo Di Mi Do Fr Sa So Biomasse Quelle: Agora Energiewende (2012) 11 Bioenergie heute und morgen Unflexible Erzeugung heute 12

7 Bioenergie heute und morgen Unflexible Erzeugung Flexible Erzeugung (größeres BHKW, Gasspeicher, Wärmespeicher) Quellen: 13 Marktintegration Flexibilisierung durch Direktvermarktung und Flexibilitätsprämie EEG 2012 Beispiel Biogasanlage: Bemessungsleistung 500kWel, inst. Leistung 550kW, Zusatzleistung 500kW, Bösenpreise 2011 Flexibilitätsprämie 130 /kwzusatzleistung über 10 Jahre 14 ct/kwh EEG-Festvergütung Marktprämie Markt- & Flexprämie Direktvermarktung Händler Netzbetreiber Flexprämie Mehrerlös EPEX Managementprämie Gleitende Prämie Referenzmarktwert EEG- Vergütung

8 Marktintegration Steuerbare Erzeugungsanlagen müssen entsprechend Strom-Angebot und Nachfrage einspeisen. 15 Börsenpreis als Indikator für zusätzlichen Strombedarf zu Wind, PV, und Wasserkraft EPEX-Spot Börsenpreis [ /MWh] Quelle EPEX Marktintegration Einfluss Erneuerbare Energie auf den Strompreis (Merit Order Effekt) -Preise Spot-Markt(Base) /MWh: 2008: 65,9, ; 2009: 38,8 ; 2010: 44,5 ; 2011: 51,1 ; 2012: 43,0; : 37,5 Strompreisbildung für jede Stunde im Jahr am Spot-Markt (pay as bid) Nachfrage Erneuerb. Energien Grenzkosten Kraftwerke Quelle: FfE und eigene Darstellungen 16

9 Marktintegration Beispielwoche Direktvermarktung des Stroms gibt Anreize steuerbare Anlagen abzuschalten Stromverbrauch 100 /MWh Strompreis Regionale Erzeugung Regionalen Wärmebedarf mit Wärmespeicher abdecken, Strommarktorientiert Stromeinspeisen Biogas/Biomethan Börsenpreis Wärmebedarf Stromerzeugung Quelle: Wärmespeicher Und eigene Darst. 18

10 Regionale Erzeugung Regionale Wertschöpfung (Substitution fossiler Brennstoffe) Pachteinnahmen Gewerbesteuer Direkte Arbeitsplätze Aufträge für regionale Baufirmen Landwirtschaft Regionale Banken, Indirekte Arbeitsplätze Kommunalwerke Ökonomische Anreize für regionale Vermarktung: Stromsteuerbefreiung Eigenstromabdeckung Grünstromprivileg 19 Quelle MUT Energiesysteme Regionale Erzeugung Beispiel Dänemark: Kommunale Wärmeversorgung Status DK 2008 Maximale Lastspitze: MW Großkraftwerke: Windenergieanlagen: Verteilte KWK Anlagen >200: Gesamte Leistung MW MW MW 8.200MW 20

11 Praxis Beispiel Flexibilisierung und regionale Wärmeversorgung einer Kaserne Biomethananlage: Strom 100% Netzeinspeisung, Wärme 100% regionale Versorgung 420kW 1.166kW 1.562kW 1.948kW 21 Praxis Beispiel Flexibilisierung und regionale Wärmeversorgung einer Kaserne Klassische Auslegung: 420kW, 6800h/Jahr 22

12 Praxis Beispiel Ausgangssituation: Biomethan für 420kWel 6800h Auslegung 45% Wärmeabdeckung (evtl. Rückgang Wärmebedarf) Einspeisevergütung EEG-Festvergütung 20ct/kWh Brennstoffkosten 8ct/kWh, Wärmepreis 3ct/kWh 10 Jahre, 5% Zinsen Variante A-D Direktvermarktung Varianten Flexibilisierung: Variante: A 420kW B 1166kW C 1562kW D 1948kW installierte Leistung BHKW [kw] Bemessungsleistung [kw] el. Wirkungsgrad [%] 41,0 41,3 41,5 41,6 Erzeugte Strommenge [MWh] Erzeugte Wärmemenge [MWh] Wärmeabdeckung durch KWK 45% 87% 94% 94% Betriebsstunden Praxis Beispiel Ökonomische Ergebnisse inkl. Investition in Flexibilisierung: Variante A 420kW B 1166kW C 1562kW D 1948kW Zusatz BHKW [kw] Investition [ ] Annuität Investition [ /a] Stromhandel [ /a] Wartungskosten [ /a] Brennstoffkosten [ /a] Summe betrieblicher Kosten [ /a] Flexbilitätsprämie [ /a] Managementprämie [ /a] Marktprämie [ /a] EPEX [ /a] Wärmeerlös [ /a] Betriebliche Einnahmen [ /a] Stromerlös Referenz [ /a] Wärmeerlös Referenz [ /a] Erlösveränderung [ /a] Betriebsergebnis [ /a] Cashflow [ /a] ROI in % der Investition 9% 21% 26% 29% Mehrerlöse [ct/kwh] -0,15 1,09 1,86 2,53

13 Praxis Beispiel Ergebnisse: /Jahr Betriebsergebnis [ /a] Mehrerlöse [ct/kwh] Zusatzerlöse pro Jahr ct/kwh 8,0 7,0 6, , ,0 3, ,9 2,5 2, ,1-0,2 A 420kW B 1166kW C 1562kW D 1948kW 1,0 0,0-1, Praxis Beispiel Winterwoche Unflexibel (420kW) flexibel (1948kW) 26

14 Praxis Beispiel Sommerwoche Unflexibel (420kW) flexibel (1948kW) Fazit Flexibilisierung von Biogas- und Biomethananlagen ist ein wichtiger Baustein der Energiewende Flexibilisierung bedeutet größere/zusätzliches BHKW, große Wärmespeicher und ggf. Gasspeicher. Marktintegration ist zur bedarfsgerechten Stromeinspeisung notwendig Regionale Wärmesenken sind mit Kraftwärmekopplung zu erschließen Flexibilitätsprämie nach EEG 2012 gibt ökonomisch interessante Anreize zur Flexibilisierung (individuelle Analysen notwendig) Mit der Flexibilisierung ist eine höhere Wärmeabdeckung mit BHKW möglich (Effizienzsteigerung und neue Wärmesenken erschließbar!) Individuelle Analyse mit intelligenten Softwaretools notwendig Anreize für Wärmespeicher im KWKG nutzen Ausweitung auf fossile flexible KWK empfehlenswert

15 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen? 3 Contact: 29

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