Strom aus KWK-Anlagen selbst vermarkten? Klaus Preiser

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1 Strom aus KWK-Anlagen selbst vermarkten? Klaus Preiser

2 Energiecontracting bei badenovawärme rmeplus Incl. Tochtergesellschaften FWV und EVB erzeugen wir bei badenova WÄRMEPLUS ca. 200 Mio. kwh Wärme und 70 Mio. kwh Strom im Jahr Damit versorgen wir ca Haushalte mit umweltfreundlicher und kostengünstiger Wärme und gekoppeltem Strom aus Kraft-Wärme rme- Kopplung (KWK). Aktuell betreiben wir 140 Wärmeerzeugungsanlagen (37 kw und 43 MW) Im Bau sind zur Zeit 10 neue Anlagen 35 mit Kraft-Wärme rme-kopplung (mehr als 50 Motoren, 3 mit Stirlingmotor) 13 Holzenergieanlagen (Hackschnitzel, Pellets, Dampfmotor-BHKW) 4 Wärmepumpen (2 Strom, 2 Erdgas) 2 Biodiesel BHKW, 1 Solarthermische Anlage, 57 Photovoltaikanlagen ( davon 54 im Rahmen regiosonne )

3 Kraft-Wärme rme-kopplung Ist die Umwandlung von Brennstoffenergie (Erdgas) durch die gekoppelte, d.h. gleichzeitige Produktion von Kraft (Strom) und Wärme (Heizwasser) in stationären Verbrennungsmotoren Prinzip Abwärme von Motor und Abgas wird genutzt und über Wärmetauscher an die Heizung abgegeben Ein stationärer Verbrennungsmotor treibt über eine Welle einen Generator zur Stromerzeugung an

4 Primärenergieeinsparung renergieeinsparung BHKW Konventionelle getrennte Energieerzeugung vs. Kraft-Wärme-Kopplung Bei gleichzeitigem Bedarf von Strom und Wärme beträgt die Brennstoffausnutzung eines BHKW min. 87 bis > 90 %. Davon werden min. 34% Strom und min. 53% Wärme W umgewandelt. Müssen die Energien Strom und Wärme getrennt in zentralen Kraftwerken zur Stromerzeugung und in Kesselanlagen hergestellt werden n ist ein Primärenergieeinsatz renergieeinsatz von 159% erforderlich. Der Primärenergiebedarf BHKW liegt gegenüber getrennter und konventioneller Erzeugung von Strom- und WärmeW um mehr als 1/3 niedriger und führt => Senkung der Energiekosten unmittelbar => => Einsparung an CO 2 -Schadstoffemissionen 87

5 Zentrum Oberwiehre,, Freiburg h Wärmeversorgung für Gewerbe- und Einkaufszentrum und Wohnbebauung h Neubau Technische Daten h 2 Erdgaskessel h Erdgas-BHKW h Wärmeerzeugung: h Stromerzeugung: h CO2-Einsparung kw 142 kw el, 230 kw th 2,3 Mio. kwh/a kwh/a 580 t/a

6 BHKW Theater, Innenstadt Freiburg Wärmeversorgung Innenstadt Freiburg über 2 km langes Fernwärmenetz: Theater und Cinemaxx, Geschäftzeilen Bertoldsstraße, Gebäudekomplexe Hauptbahnhof, Gewerbeschulen in Friedrichstraße und neues Zentrum X-Press Technische Daten 2 BHKW-Module h Leistung Gesamt: 700 kw el / kw th 3 Kesselanlagen (Spitzenkessel) h Gesamtleistung: kw th h Jahreswärmeerzeugung: 9,5 Mio. kwh/a h Jahresstromerzeugung: 4,2 Mio. kwh/a h Jährliche CO 2 Einsparung: t/a

7 AOK-Klinik Klinik Stöckenh ckenhöfe, Wittnau h Ersatz einer alten Heizanlage durch Erdgaskessel und BHKW h Umstellung Heizöl auf Erdgas h Ersatzstromversorgung durch BHKW Technische Daten h 2 Erdgaskessel h Erdgas-BHKW h Wärmeerzeugung: h Stromerzeugung: h CO 2 -Einsparung kw 122 kw el, 204 kw th 2,7 Mio. kwh/a kwh/a 310 t/a

8 BHKW Offenburger Straße, Freiburg Wärmeversorgung für 887 Wohneinheiten mit m 2 beheizter Wohnfläche und dem ehem. Areal Autohaus Breisgau Neubau BHKW IBN Neubau einer Tiefgarage mit 53 PKW-St. Erweiterung / Erweiterung Energiezentrale Geplante Fernwärmetrasse Geplante Wohnbebauung ehemaliges Autohaus Breisgau chnische Daten FR- Offenburger Str. mit Nahwärme Areal Autohaus Breisgau 3 Erdgaskessel kw th Erdgas-BHKW 357 kw el, 529 kw th Wärmeerzeugung: MWh/a Stromerzeugung: CO 2 -Einsparung MWh/a 750 t/a

9 Wirtschaftliche Auslegung BHKW Wärmebedarf BHKW werden i.d.r. nach dem Wärmebedarf der/des zu versorgenden Objekte ausgelegt. Es ist in der Planung erforderlich den Jahreswärmeverlauf rmeverlauf und Bedarf zu analysieren. Geordnete Jahresdauerlinie Dimensionierung der Größ öße e und Anzahl der BHKW erfolgt anhand der geordneten Jahresdauerlinie. Rest Wärmemenge W ca. 25% durch Spitzenkesselanlage Winter Sommer Winter Wärmeerzeugung Grundlast BHKW 75% Aufzeichnung des typ. Wärmebedarfs (kwh/a) über den Verlauf eines Jahres (oder mehrer Jahre). Wirtschaftlichkeit steht bei Dimensionierung der BHKW-Anlage im Vordergrund. Ziel: Mit Minimum an installierter Leistung (kw) => Maximum an Nutzen (kwh) erreichen. Wirtschaftliche Auslegung: Laufzeit bis Stunden im Jahr BHKW leistet 20 % - 40 % der Gesamtwärmeleistung => deckt 70 % - 80 % des Gesamtjahreswärmebedarfs rmebedarfs Restwärmebedarf 20% 30% erfolgt durch Zuschaltung und Wärmeerzeugung durch die Spitzenkesselanlage.

10 Stromvergütung tung bei Einspeisung im KWK-Gesetz Vergütung für eingespeisten KWK-Strom (3 Komponenten für Volleinspeisung) 1,50- (5,11) 4,38 1,50 7,38- (10,99) Ct/kWh Ct/kWh Ct/kWh Ct/kWh 1. KWK-Zuschlag (gesetzlich ab 02) nach Größe 1,5 bis (5,11) Cent/kWh 2. Energiepreis EEX (Börse Leipzig) üblicher Preis / Quartalspreis III Vermiedene Netznutzung badenova VNN Netzbetreiber Summe Vergütung für f die Stromeinspeisung ins Versorgungsnetz

11 Stromvermarktung nach Auslaufen des KWK-Gesetz Nach Auslaufen KWK-Gesetz nicht nur keinen KWK-Bonus mehr, sondern Netzbetreiber nimmt Strom nicht mehr bevorzugt ab Eigenstromnutzung (z.b. im Mehrfamilienhaus) Vermarktung über Strombörse (interessant für Anlagen größer 100 kw el ) Vermarktung als Minutenreserve: Pool ab 15 MW nötig in einer der vier Regelzonen Umstellung auf BioErdgas und Wechsel ins EEG

12 Eigennutzung von KWK-Strom (aus Mini-BHKW BHKW) Neues KWK-G fördert Eigennutzung, da jetzt auch KWK-Bonus für selbstgenutzten Strom und nicht nur ins Netz eingespeisten Strom Wirtschaftlichkeit verbessert sich wg. Erlösen (vermiedener Bezug) von ca. 20 ct/kwh gegen ca ct/kwh bei Netzeinspeisung Funktioniert bei sehr kleinen Anlagen Problematik der Eigennutzung in Mietshäusern (Abnahmeverpflichtung, Risikoteilung, GbR, EEG-Umlage, Inkasso-Risiko etc.) Rest-Strom muss evtl. teuer eingekauft werden, weil kein Lastprofil Emissionen, insb. Lärmproblematik in Mietshäusern

13 Strombörse rse - Spotmarkt Zur Vermarktung im Spotmarkt sind Einspeiseprofile notwendig Energiehändler machen je nach deren Können unterschiedliche Angebote (Fahrplanlieferung, day-ahead, peak/offpeak Zeiten, ) Bedingungen am Strommarkt durch BHKW nur schwer zu erfüllen, da Wärmebedarf auch Stromerzeugung steuert, Wartungsintervalle, Störungen ) Bau von Warmwasserpufferspeichern notwendig: bisher z.b. HKW Weingarten 360 m³ Speicher bei 6 MW el, in richtigen KWK-Märkten wie z.b. Dänemark m³ bei 10 MW el

14 Tägliche Auktion Strombörse rse - Minutenreservemarkt Vermarktung immer nur in einer der vier Regelzonen Pool von mindestens 15 MW Sowohl positive (Zuschalten) als auch negative (Abschalten) Reserveleistung möglich Präqualifizierung notwendig (Start/Stop-Zeiten Kommunikationsinfrastrukur, wtc.)

15 Strombörse rse - Minutenreservemarkt

16 Umstellung auf BioErdgas Deutlich höherer Energiepreis (ca. 8 ct/kwh gegenüber 4 ct/kwh) Höhere EEG Erlöse ca ct/kwh wenn NAWARO- und KWK-Bonus Elektrischer Wirkungsgrad entscheidend: Eignet sich für größere Anlage wo Wirkungsgrad über 40% möglich Bilanz muss stimmen: Im BHKW verstromtes BioErdgas muss exakt der Menge des eingekauften entsprechen Höhe der Förderung von Nennleistung, Laufzeit, Alter des BHKW, Inbetriebnahmezeitpunkt abhängig Regionale Wertschöpfung: badenova erzeugt eigenes Bio-Erdgas gemeinsam mit der Landwirtschaft

17 Erste Anlage am Markt Freiburg Weingarten 2 BHKW Module mit je 2900 kw el 3 Gaskessel mit je 9300 kw th 360 m³ Pufferspeicher Wärmenetz versorgt ca Menschen Jährliche Wärmeproduktion ca MWh Jährliche Stromproduktion ca MWh Seit wird diese Anlage aktiv vermarktet

18 Laufende Projekte Friesenheim bisher 2,3 MWel wird neue KWK Anlage Lahr-Mauerfeld, bisher 6,1 MWel 2 Motoren als EEG, 3 Motoren plus Dieselgeneator an Energiehändler Freiburg Landwasser, bisher 3,5 MWel EEG Deponiegas, Umbau auf Biogas

19 Die ersten Schritte Grenzpreis pro MWh für wirtschaftlichen Betrieb der Anlage errechnen Entscheidung ob: - Direktvermarktung - Börsenvermarktung (Fahrplan, Minutenreserve..) - Umstellung auf EEG - oder doch Sanierung, d.h. evtl. neues KWK-Gesetz Festlegen des geeigneten Vertriebsweges Suche nach dem richtigen Partner für die Vermarktung Steuerung für Vermarktung einrichten (Schalten aus der Ferne / Fahrpläne / Speicherbewirtschaftung / Alarmierung) Auf Basis von errechnetem Grenzpreis und Wärmebedarfsberechnungen mögliche Laufzeiten und damit Energieprodukte festlegen und anbieten.

20 Stolpersteine aus der Praxis Aus der Anlage liegen nur unzureichende Messdaten vor, z.b. Stundenwerte des Wärmebedarfs Motoren arbeiten bis zum Stichtag wärmegeführt Steuerung muss angepasst werden Kommunikationsschnittselle nach außen muss geschaffen werden Neue Prozesse definieren: Wann tauscht wer, wie und mit wem Daten aus? Betriebspersonal muss auf die neue Aufgaben vorbereitet werden Frist zur Verlegung eines Zählpunktes sind 4 Wochen

21 Was tut badenova WÄRMEPLUS W zukünftig? Suche von weiteren Partnern zur Vermarktung Software zur Entscheidungsunterstützung Tägliche Vermarktung Zubau von Speicherkapazität Genauere Betrachtung des Eigenbedarfs Entscheidung über Einstieg in den Minutenreservemarkt Nachrüstung von kleinen Anlagen

22 Fazit Status Quo in Deutschland durch KWK-Gesetz und geringe Fernwärmeverbreitung schafft stabile Randbedingungen solange KWK-G gilt Bei Auslaufen des KWK-Gesetz muss Strom aktiv vermarktet werden Eigennutzung des Stroms wo immer möglich, aber Randbedingungen, wie Reservestrom nicht unterschätzen Fehlende Pufferspeicher begrenzen Flexibilität An Strombörse konkurrieren Großkraftwerke mit kleinen flexibleren, aber auch störanfälligeren KWK-Anlagen Minutenreservemarkt sehr fluktuierend, Pooling notwendig Aufwand (und Risiko) steigt enorm gegenüber flat-rate Situation Spannende Zeiten für alle Beteiligten Wir gehen sie aktiv an!