Biogasanlagen Wirtschaftlichkeit unter den Bedingungen des EEG 2009

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1 Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Naumburger Str. 98, Jena Biogasanlagen Wirtschaftlichkeit unter den Bedingungen des EEG Treffen BioMethanKuratorium BBK FEE Körnern am EEG Orientierung: Biogas als Multitalent WD + Reststoffe Biogas ermöglicht alle Nutenergieformen Strom u. Wärme gasnetz-abhängig u. unabhängig über BHKW,... Kraftstoff Höchste Effizienz Wertschöpfung Substitution Biogas hat höchste Flächeneffizienz Erdgas-Ersatz Rohstoff Methan Höchste Energie- Substitution Biogas liefert den landwirtschaftliche Rohstoff Biogasgülle - Dünger (N,P,K,...) - Humus (C, org. Substanz,...)

2 Anteile Aufteilung der Stromproduktion und der EEG Vergütung (50Hertz Transmission GmbH 2009, Umfang 23 Mio MWh; 2,7 Mrd 80% 67% 70% 60% % Strom 52% % Vergütung 50% 40% 36% EEG Umlage ,047 ct/kwh 28% 30% Prognose ,530 ct/kwh 20% 10% 10% 2% 2% 2% 0% Wind Biomasse Solar Wasser Vergütung / kwh = 1 : 0,8 1 : 1,3 1 : 4 1 : 0,8 EEG Einspeisung gesamt 2750 MW Mittel 9000 MW Spitze Davon: 800 MW Biomasse MW Photo 50 MW Wasser MW Wind- (Leistungsspitzen) Photovoltaik Biomasse

3 Quelle: Biogasanlage Großrudestedt Betreiber: AgroPower GmbH Co. KG - Standortangepasste BGA (20 kw bis kw), - 70 % Mehrreaktoranlagen mit bis m³ -kaum NAWARO/Trockenvergärungsanlagen - bisher kaum Gaseinspeisung - >75 % Wirtschaftsdünger am Substratmix - > 95 % GOM, zunehmende Wärmenutzung -> 95 % d. BGA im lw. Betrieben (mit 95 % Pachtfläche, 0,45 GV/ha) kaum Substrathandel, kein Einfluss auf Pacht Substrat: Rindergülle, Stallmist Sonstiges: Reine Wirtschaftsdüngervergärung Planer/Errichter: AgroPower GmbH Co. KG Inbetriebnahme: 2008 Größe: 1200 m³ Rührkessel 1200 m³ Nachgärer BHKW: 100 kw MAN BHKW (Gas-Otto- Motor) 140 Standorte 147 BGA nach EEG ca. 500 kw/standort 70 MW installiert Nutzung der Wirtschaftsdünger zur Biogaserzeugung (Thüringen 2010) Thüringen 2010 Wirtschaftsdüngerart T S-Gehalt Anfall in kt/a Nutzung in BGA Rindergülle 1) 8% % Schweinegülle 5% % Gülle gesamt 7% % Trockenkod und Tiefstreu 2) 60% % Stallmist 1) 25% % 1) incl. 50 % des Jaucheanfalls 2) Nutzung > 100 % durch Importe Deutschland Quelle: Anfall Nutzung in Hölker 2010 (ergänzt) TS-Gehalt in kt/a BGA 2009 Rindergülle 1) 8% ,6% Schweinegülle 5% ,3% Gülle gesamt 7% ,6% Trockenkod und Tiefstreu 2) 60% % Stallmist 1) 25% ,6%

4 elekt. Leistung MW max. Fächensubstition durch Wirtschaftsdüngereinsatz in BGA (90 % Nutzung, 38 % Wirkungsgrad, Deutschland 2007) 381Tha 137Tha 271Tha Leistung (MW) ersetzbare (Mais- )Fläche (Tha) Rindergülle Schweinegülle Stallmist Geflügel 30Tha Flächensubstition Tha LF Biogas-Einspeiseanlagen Thüringen Kannawurf (700 Nm³/h) In Betrieb Lehma (600 Nm³/h) Im Bau In Planung Grabsleben (350 Nm³/h) Schorba (700 Nm³/h)

5 Wirtschaftlichkeitsfragen Einführung Biogasanlagen in Thüringen Wirtschaftlichkeitsfaktoren Substrat (bis 10 ct/kwh) Investitionshöhe (afa bis 5 ct/kwh, Zins bis 2 ct/kwh) Technik, Volllaststunden, Wirkungsgrad... Standort Anlagengröße, Güllenutzung, Wärmenutzung,... Leistungen Rohgaslieferung Zusammenfassung Wirtschaftlichkeitsfaktoren Kapital Arbeit Fläche T /kw ca. 0,5...1 AK/BGA 0,5 ha/kw (5...8 GV/kW) (2 kw/ha (0,14...0,18 kw/gv) Substrat: Elektroenergie WD (Gülle Mist, HTK,...) NAWARO (Mais, GPS, AWS,...) Energie Material Vorgrube Fermenter Ökon. Ergebnis Biogas Biogasgülle öff. Netz (EEG) Wärme Eigenbedarf Verkauf Biogasgülle Faktorentlohnung, Gewinnbeitrag, Rentabilität, Liquidität ordentliches Ergebnis + Personalaufwand

6 BZA Biogas Veranlassung - Bedarf an Praxisergebnissen - verfahrenstechnische und ökonomische Richtwerte prüfen - ausreichende Betriebszeit vorhanden - EEG Novellierung in Sicht Methode - Fragebogen an 100 BGA Rücklauf 20 % - basierende auf DLG Schema BZA Biogas (modifiziert) - Datenprüfung läuft zur Zeit Ergebnisse : Leistungsabhängikeit der EEG Vergütung 25,00 24,00 23,00 Strom-Vergütung ct/kwh 22,00 21,00 20,00 19,00 18,00 17,00 16,00 15, Realisierte Leistung Ausnutzung der Boni optimieren (KWK, Lustreinhaltung,...) Güllebonus als SP für kleinere Anlagen

7 W/m³ Faulraum bzw. % der Erzeugung 20,00 15,00 10,00 5,00 0, Mittelwerte: 8,3 W/m³ FR bzw. 8,1 % der Erzeugung 0,9 ct/kwh = 5 % der Vergütung /138 Prozessstrombedarf BGA Prozessstrombedarf W/m³ Faulraum Prozessstrombedarf % der Erzeugung n Mittel Personalaufwand (h/kw Inst.) 14,0 12,0 10,0 h / kw inst. 8,0 6,0 4,0 2,0 0, / BGA n Mittel Mittelwert 29 h/woche, 4,4 AKh kw.a bzw. 0,98 ct/kwh Stromverkauf

8 Wirtschaftlichkeitsfaktoren für BGA Substratkosten Investitionshöhe Anlagenauslastung (VLh d. BHKW, Gasausbeute, ) Wirkungsgrad Prüfung der Wirkung auf die Kosten bei 10 % Veränderung Umgang mit Prämie Preisgrundlagen Maissilage Herstellungs- Stapelhöhe m??? Kosten Gewinngleichheit zur alternativen Marktfrucht Preis von Maissilage Grenzkosten ökonomische Sicht der BGA TS, ots, Qualität, Gasertrag Foto: U. Jäckel SLL

9 Ökonomische Wirkungen - Substrat Substratkosten (35 /t) Anlagengröße +10 % Reduzierung d. Ergebnisses (auf %) 150 kw 62% 300 kw 62% 500kW 64% Kostenanstieg ct/kwh 150 kw 0, kw 500kW 0,80 0,78 Substrateinsatz in der mittleren BGA 60% 50% Thüringen (n=140, 500 kw) WD = 78 % 40% 30% HÖLKER 2009 (n=1000, 401 kw) WD = 45 % 20% 10% 0% RG SG HTK StM Mais AWS G GPS ZF, ZR, R- Futter Großräumige Struktur Integration der BGA in LW WD- und Reststoffnutzung

10 Substratkosten Winkung von Gülle aus 35 /t Mais 115 /t ots mit 338 m³ CH4/t ots 34 ct/m³ CH4 mit 38 % Wirkungsgrad 8,9 ct/kwh Strom CH4 Menge m³/t FM Wirkung von Maisersatz durch Rindergülle 120 Wirkung Gasmenge von m³ CH4/t Getreideersatz FM 100% durch Rindergülle 100 Gasanteil dergülle 400 Gasmenge 80% m³ CH4/t FM 100% Gasanteil dergülle 60% 80% % 60% % 20 20% % % 0% 25% 0 50% 75% 100% 0% 0% 25% Gülleanteil 50% 75% 100% Gülleanteil CH4 Menge m³/t FM CH4 Anteil aus Gülle CH4 Anteil aus Gülle Einfluss WD Anteil auf Verweilzeit Verweilzeit d % 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% WD Anteil an der FM z.t. zu niedrige Verweilzeit bei hohen Gülleanteil Belastung (Problem Substratausnutzung und Gärrestlagerabdeckung)

11 Ökonomische Wirkungen - Auslastung Anlagengröße Reduzierung d. Ergebnisses (auf %) 150 kw 300 kw 500kW Kostenanstieg ct/kwh 150 kw 300 kw 500kW Substratkosten 35 /t +10 % 62% 62% 64% 0,80 0,80 Investition 3,6/3,0/2,6 T /kw +10 % 76% 80% 83% 0,51 0,42 0,37 Wirkungsgrad 35/38/40 % -10 % 22% 42% 42% 1,61 1,46 1,37 Volllaststunden 7500 h -10 % 70% 73% 76% 0,63 0,56 0,51 Strukturelle Wirtschaftlichkeitsfaktoren Wärmenutzung Standort bestimmt Höhe und Struktur der Wärmenutzung Hoher Gülleanteil reduziert Wärmeanfall (besonders im Winter) BGA an der Wärmesenke führt oft zu erhöhten Transportaufwand (Substrat u. Gärrest) Suche nach ganzjähriger Wärmenutzung

12 Ökonomische Wirkung der Wärmenutzung 50 kw Wärmenutzung = kw Kessel bei Heizung, = ca l Heizöl BGA 150 Milchkühe + Maissilage 150 kw 300 kw 500 kw Prozesswärme 30 kw 41 kw 54 kw % der Erzeugung 21 % 15 % 13 % Wärmenutzung 43 % 22 % 13 % Wärmewert (4ct/kWh) Leistungssteigerung auf: (Ohne KWK) 17,5 T /a (+ 13,1 T /a KWK-Bonus) 107 % 104 % 102 % Gülleeinsatz reduziert Wärmeanfall Gefahr der ökonomische Überschätzung der Wärmekonzepten Potential für Gaseinspeisung Zwischen-Fazit Wesentliche Wirtschaftlichkeitsfaktoren sind: Standortwahl entscheidend für: Gülleanteil, Wärmenutzung, Anlagengröße,... Düngewert und Biogasgülleverwertung Substratkosten Anlagentechnik: Wirkungsgrad, Anlagenauslastung, Prozessstrombedarf, Arbeitszeitbedarf, IH-Aufwand Investitionshöhe

13 Gaseinspeisung Quelle: Landwirt Gas Lösungsweg Projektgemeinschaft Transparenz und Teilung d. Risiken und d. Chancen Substratverkauf/-lieferung Effekte und Risiken kalkulierbare Vergütung (bei Preisgleitklausel) Gesicherter Absatz Verringerter Getreideanteil Ausgleich von Marktpeisschwankungen Keine Marktwirkung Flächenbindung Unklarheiten über Preis (z.b. Direktzahlungen ab 2013?) weniger Entscheidungsmöglichkeiten Lieferpflicht auch bei Flächenverlust und Minderertrag GPS kleines Zeitfenster Verlust an Wertschöpfungspotential Lange Flächenbindung

14 Prioritätenfolge bei Flächennutzung für Biogas aus Sicht der LW Eigene BGA mit Wärmekonzept Hoher Kapitalbedarf Eigene BGA oder lw. Gemeinschafts-BGA zur Rohgaserzeugung Flächenbindung im Gesamtbetrieb beachten Projektgemeinschaft Landwirt-BGA-EVU Silagelieferung siehe Vertragsgestaltung Verkauf ab Halm Deutlicher Wertschöpfungsverlust Rohgaspreis Berechnungsgrundlagen?? Herstellungskosten Methan oder Preisgleichheit zur eigenen BGA

15 Trends / Zusammenfassung Neue Fruchtarten haben nur Chancen, wenn sie die Stück-Kosten von Mais unterschreiten (Zusatzeffekte) Verstärker Bau von Kleinanlagen auf WD Basis (150 kw) zur Erschließung von WD (Stallmist, HTK und Gülle) sowie Nebenprodukten als Substrate seit 2009 Bau von Gaseinspeiseanlagen (Abhängigkeit vom Substrat- Preis und Flächenbereitstellung aus der LW) Flächeninanspruchnahme für BGA (Abhängigkeit vom Getreide-Preis) auf sinnvolles Maß einstellen Substratlieferverträge gewissenhaft prüfen bzw. selbst erarbeiten

16 weitere Infos Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!