Ergebnispotenzial durch Umstellung von Erdgas- BHKW auf Biomethan

Transkript

1 Ergebnispotenzial durch Umstellung von Erdgas- BHKW auf Biomethan Ein Fachbeitrag über oft ungenutztes Ergebnispotenzial bei bestehenden Erdgas Blockheizkraftwerken. Die Umstellung auf Biomethan kann dabei eine Maßnahme zur Ergebnisoptimierung darstellen. Von Dr. Volker Breisig, André Schnelte, Stephan Tillner und Daniel Beshah

2 Ergebnispotenzial durch Umstellung von Erdgas-BHKW auf Biomethan Das novellierte EEG schränkt die Stromförderung aus Biomasse zwar ein, enthält aber bestandsschützende Vorschriften für Biogasaufbereitungsanlagen und der Verstromung von Biomethan. Der Ausbau von einspeisefähigen Biogas anlagen wurde durch die Novellierung der Gasnetzzugangsverordnung und das Erneuerbare- Energie-Gesetz (EEG) 2009 bzw in den ver gangenen Jahren vorangetrieben. Nach diesen gesetzgeberischen Maßnahmen war ein starker Zubau von Biogasanlagen zu verzeichnen. Dagegen verblieb die Nachfrage auf einem insgesamt niedrigen Niveau, sodass ein Angebotsüberhang an Biogas bestand. Vor allem der niedrige Gaspreis hemmte bislang die Umstellung von Erdgas- auf Biomethan-BHKW. Mit dem Inkrafttreten des EEG 2014 zum 1. August 2014 wird die Förderung von Strom aus Biomasse generell erheblich eingeschränkt. Das EEG 2014 enthält allerdings eine Vielzahl bestandsschützender Vorschriften für Biogasaufbereitungsanlagen sowie der Verstromung von Biomethan. Ungeachtet dessen kann sich eine Umstellung der BHKW auf Biomethan in vielen Fällen nicht nur aus öko logischen, sondern auch aus wirtschaftlichen Gründen rechnen. Für eine wirtschaftlich sinnvolle Umstellung gelten jedoch besondere Voraus setzungen und Fristen, insbesondere mit Blick auf die Novellierung des EEG in Diese sollen im Folgenden genauer betrachtet werden. Einleitung Betreiber von Fernwärmenetzen verfügen meist über ein historisch gewachsenes Portfolio an Erzeugungsanlagen. Vielfach vorhanden und ökologisch sowie grundsätzlich ökonomisch sinnvoll ist eine Kombination von Erzeugungsanlagen für die Grundlast, die neben der benötigten Wärme auch Strom in Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) produzieren, und Erzeugungsanlagen für die Mittel- und Spitzenlast, die zur Abdeckung des Wärmerestbedarfs genutzt werden. Als KWK-Anlagen werden vielerorts Blockheizkraftwerke (BHKW) mit verschiedenen Erzeugungsleistungen und Inbetriebnahmezeitpunkten eingesetzt. Häufig wird ein KWK- Zuschlag für erzeugten Strom aus diesen Anlagen aufgrund des Anlagenalters bzw. der Anlagenbetriebsstundenanzahl nach dem KWK-Gesetz (KWKG) nicht weiter gewährt oder ein Ende der Förderung ist abzusehen. Insbesondere in dieser Situation ist eine wirtschaftliche Neubewertung des Betriebes der Erzeugungsanlage empfehlenswert. Das EEG 2014 sieht Ausbaupfade bzw. Zielkorridore für die verschiedenen Energiequellen vor. Wohingegen ein Ausbaupfad z. B. für die Förderung der solaren Strahlungsenergie von bis MW pro Jahr vorgesehen ist, soll nach dem EEG 2014 der Zubau von Anlagen zur Erzeugung von Strom aus Biomasse nicht mehr als 100 MW installierter Leistung pro Jahr betragen. Die Vergütungssätze für Strom aus Biomasse wurden gekürzt und Boni gestrichen. So besteht unter dem EEG 2014 keine Möglichkeit einer Zusatz vergütung für bestimmte Einsatzstoffe mehr. Für Biomasseanlagen über 100 kw installierter Leistung ist die finanzielle Förderung zudem auf 50 % des erzeugten Stroms beschränkt. Daneben besteht allerdings die Möglichkeit zur Inanspruchnahme einer Flexibilitätsförderung, die sich an der installierten Leistung orientiert. Aufgrund dieser Änderungen hin sichtlich Ergebnispotenzial durch Umstellung von Erdgas-BHKW auf Biomethan 2

3 Vergütungshöhe und -systematik ist eine Umstellung von Erdgas-BHKW in erster Linie dann sinnvoll, wenn diese noch zu den alten Vergütungssätzen aus den Vorgänger fassungen des EEG erfolgen kann. Auf der Zielgeraden zur EEG-Novelle 2014 wurde der Vertrauensschutz für in Planung befindliche Gasaufbereitungsanlagen gestärkt, indem nunmehr auf eine erste Biogaseinspeisung vor dem 1. Januar 2015 abgestellt wird. 1 Unter bestimmten Voraussetzungen kann damit noch eine Umstellung von BHKWs erfolgen, so dass diese noch von alten, hohen Fördersätzen profitieren. Wichtig dabei ist, dass das Biomethan aus einer Gasaufbereitungsanlage stammt, die bereits vor dem 23. Januar 2014 im Sinne des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG)genehmigt wurde und vor dem 1. Januar 2015 zum ersten Mal Biomethan in das Erdgasnetz eingespeist hat. Ab dem 1. Januar 2015 ist auch für ab diesem Zeitpunkt auf Biomethan umgestellte BHKWs notwendig, dass eine andere Anlage, die bereits vor dem 1. Januar 2015 Biomethan bezogen hat, endgültig stillgelegt worden ist. In diesem Artikel sollen insbesondere die Einflussparameter und die wirtschaftlichen Folgen einer Umstellung von bestehenden, erdgasbetriebenen BHKWs auf Biomethan- BHKWs vor dem 31. Dezember 2014 beschrieben werden. Rahmenbedingungen für Biomethan-BHKWs 1. Biomethanmarkt Aufgrund des politischen Ziels, vermehrt erneuerbare Energien in den deutschen Energiemix einzubinden, konnte auch Biomethan in den vergangen Jahren ein großes Wachstum generieren. Ursprünglich wurde durch anaerobe Vergärung von Biomasse entstandenes Gas (Biogas) vornehmlich in dezentralen Hofanlagen erzeugt und in einem ortsnahen, direkt angeschlossenen BHKW in Strom und Wärme umgewandelt. Die mangelnde Wärmenutzung dieser Biogasanlagen war ein Grund für die Förderung von Biomethanaufbereitungs- und -einspeisetechnologie. Die Förderung von auf bereitetem und in das Erdgasnetz eingespeistem Biogas also Biomethan fand vor allem in der Gasnetzzugangsverordnung (GasNZV) und dem EEG aus den Jahren 2009 und 2012 Berücksichtigung. Während die GasNZV den Anschluss von Biogasanlagen und somit die Pflichten und Rechte von Anschlussnehmern, Netzbetreibern und des Marktgebietsverantwortlichen regelt, fördert das EEG u. a. eingespeistes Biomethan durch weitere Boni wie den Gasaufbereitungsbonus. Der Gesetzgeber des EEG 2014 steht der weiteren Förderung von Biogas eher kritisch gegenüber und begründet die Begrenzung des Biomasseausbaus u. a. mit der Erhaltung der biologischen Vielfalt und der Vermeidung von Nutzungskonkurrenzen. Allerdings erkennt er auch an, dass die bereits errichteten und in Betrieb befindlichen Biogasaufbereitungsanlagen schützenswert sind. 2 Darüber hinaus hat der Gesetz geber erkannt, dass eine Biogasaufbereitungsanlage ggf. ein aufwändiges Genehmigungsverfahren vor Errichtung und Betrieb zu durchlaufen hat. Ähnlich wie bei der Übergangsvorschrift des 100 Abs. 3 EEG 2014 für genehmigungsbedürftige Anlagen nach dem BImSchG oder anderer bundesrechtlicher Vorschriften sieht das EEG 2014 in 100 Abs. 2 deshalb Übergangsvorschriften für Biogasaufbereitungs anlagen bzw. daran angeschlossene BHKWs vor. Da Biomethan direkt am Virtuellen Handelspunkt (VHP) nach dessen Einspeisung in das Erdgasnetz gehandelt wird, entstehen hier Analogien zum Handel mit Erdgas. Aufgrund der im Vergleich zu Erdgas relativ geringen gehandelten Mengen ist noch kein vollends liquider Markt entstanden. In den letzten Jahren war ein Überangebot an Biomethan zu beobachten. Dies ist einerseits auf das bisherige Nischendasein von Biomethan und andererseits auf die Komplexität und das Zusammenwirken einzelner Gesetze und Verordnungen zurückzuführen. In Deutschland speisen derzeit 151 Biomethan anlagen in das Erdgasnetz ein, weitere 22 Anlagen befinden sich im Bau Differenzbetrachtung zur Entscheidungsfindung Die Umstellung eines BHKW von einem Erdgas auf einen Biomethanbetrieb hat Auswirkungen auf die dem BHKW zurechenbaren Kosten- und Erlöspositionen. Insbesondere werden die Beschaffungskosten und Stromerlöse durch eine solche Umstellung berührt. Unter der Annahme, dass das Einsatzverhalten durch die Umstellung nicht verändert wird, hat diese Maßnahme i. d. R. jedoch keinen Einfluss auf Kapital-, Wartungs-, Instandhaltungsund Verwaltungskosten. Außerdem sind die Erlöse für die erzeugte Wärme zunächst gleich zu bewerten. Daher kann mithilfe einer isolierten Differenzbetrachtung der veränderten Kostenund Erlöspositionen eine Entscheidungsgrundlage geschaffen werden. Entscheidungen über eine generelle Umstellung, den besten Zeitpunkt der Umstellung oder die zu beschaffende Biomethanqualität in Verbindung mit dem durch das EEG gewährten Erlöspotenzial sind auf Grundlage einer solchen Betrachtung möglich. Auch lässt sich ableiten, bei welchen Erdgasund Biomethanpreisen die jeweilige Alternative vorteilhaft ist. In Abbildung 1 sind die wichtigsten Einflussfaktoren auf die Wirtschaftlichkeit einer solchen Umstellung aufgeführt. 1 Vgl. Deutscher Bundestag Beschlussempfehlung und Bericht des Ausschusses für Recht und Verbraucherschutz vom BT-Drs. 18/2037, S Vgl. BT-Drs. 18/2037, S Vgl. Ergebnispotenzial durch Umstellung von Erdgas-BHKW auf Biomethan 3

4 Abb. 1 Einflussfaktoren bei einer Differenzbetrachtung zur Beurteilung der Vorteilhaftigkeit +/ Differenzbetrag +/ Überschuss Biomethan +/ Überschuss Erdgas + Stromerlöse + zusätzlicher Wärmeerlös Bezug Biomethan + Stromerlöse Bezug Erdgas Qualität des Biomethan + EEX Wärmenutzung (KWK-Bonus) + KWKG el Leistung der Anlage + vermiedene Netzentgelte Vollbenutzungsstunden/a + Eigennutzung + Stromsteuerbefreiung 3. Relevante Kosten- und Erlöspositionen eines Erdgas-BHKW Erdgasbezugskosten und Erlöse aus der Stromproduktion stellen die wichtigsten Einflussgrößen dar. Für das BHKW werden in der Praxis Erdgasmengen aus einem gesamten Erdgasbezugsportfolio bereitgestellt oder back-to-back beschafft. Die Erlöse aus der Stromerzeugung bestehen in der Regel aus mehreren Bestandteilen, welche im Zeitablauf Schwankungen unterworfen sind. Die erzeugte Strommenge kann z. B. über die EEX verkauft oder im eigenen Stromportfolio verwertet werden. In jedem Fall ist eine Bewertung zu Strombörsenpreisen zweckdienlich. Zusätzlich wird unter Umständen noch der KWK- Zuschlag nach dem KWKG gezahlt. Die Bewertung der Stromeigennutzung und eine Stromsteuerbefreiung bei Erdgas-BHKW können im Einzelfall Einfluss auf den Vergleich haben, werden hier jedoch nicht weiter behandelt (Vgl. Abbildung 1). 4. Relevante Kosten- und Erlöspositionen eines Biomethan- BHKW Die Bezugskosten von Biomethan sind abhängig von der jeweils zu beschaffenden Biomethanqualität nach dem EEG und liegen aktuell deutlich über den Kosten von Erdgas. Die Beschaffung findet am VHP statt. Marktgängig sind Festpreise mit einem fixen jährlichen Preisanstieg und Vertragslaufzeiten von bis zu zehn Jahren. Die Stromerlöse sind im Vergleich zu einem Erdgas-BHKW deutlich höher und werden maßgeblich durch die Regelungen im EEG bestimmt. Die Höhe der Stromvergütung ist gemäß den Regelungen im EEG von der Qualität des Biomethans, der Abwärmenutzung, der elektrischen Leistung und den Vollbenutzungsstunden (VBh) je Jahr abhängig. In dem EEG 2014 wurden die Vergütungssätze für Strom aus Biomasse im Vergleich zu den beiden vorherigen EEG-Versionen deutlich gesenkt (Vgl. Abbildung 2). Beispielhafte Wirtschaftlichkeit Im Folgenden soll ein Beispiel das Vorgehen zur Differenzbetrachtung verdeutlichen und Grundlage für die weitere Diskussion sein. In der Tabelle 1 sind die wichtigsten Kenngrößen zusammengefasst und der sich daraus ergebene Ergebnisvorteil bei einer Umstellung auf Biomethan vor dem 31. Dezember 2014 dargestellt, sodass eine Vergütung nach dem EEG 2009 gewährt wird. Ergebnispotenzial durch Umstellung von Erdgas-BHKW auf Biomethan 4

5 Das betrachtete BHKW wurde Anfang 2010 in Betrieb genommen. Die Umstellung auf Biomethan wurde im Jahr 2014 vollzogen. Gemäß der Übergangsvorschriften im EEG 2014 findet für das BHKW das fossile Inbetriebnahmejahr Anwendung. Die Einspeisevergütung ermittelt sich deshalb nach dem EEG Kosten und Erlöse des Erdgas-BHKW wurden für das Jahr 2014 unterstellt. Dabei sind Stromerlöse von 3,72 Ct/kWh (Baseloadpreis EEX Cal %) zzgl. vermiedener Netzentgelte i. H. v. 0,50 Ct/kWh zu Grunde gelegt worden. Beim Biomethan-BHKW wurde die Nutzung von Biomethan aus nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo), welches in einer Aufbereitungsanlage mit einer Leistung von mehr als 700 Nm³ aufbereitet wurde, angenommen. Es wird KWK-Strom nach Maßgabe der Anlage 3 EEG 2009 erzeugt. Die Höhe und Dauer der Stromvergütung ergibt sich aus den Vorschriften des EEG Abbildung 3 zeigt die Ergebniswirkungen der unterschiedlichen Erdgas- und Biomethanbezugskosten und Strom erlöse im Zusammenhang mit nicht veränderten Bestandteilen wie z. B. Wartungskosten und Wärmeerlösen. Wesentliche Einflussfaktoren auf die Wirtschaftlichkeit Bei jedem BHKW ist eine Einzelfallbetrachtung und eine separate Differenzberechnung vorzunehmen. Generell lassen sich jedoch Tendenzen, ausgehend von dem oben genannten Beispiel, feststellen. So erhöht sich die Vorteilhaftigkeit von Biomethan bei einer kleinen Anlagengröße oder bei geringeren Vollaststunden im Jahr und vice versa, da mit abnehmender Größe der Anlage die Stromvergütung nach dem EEG steigt. Da bei einem Biomethan-BHKW die Stromvergütung im Vergleich zur Wärmevergütung ungleich höher ist, steigt die Vorteilhaftigkeit der Befeuerung mit Biomethan bei einem BHKW mit höherem elektrischem Wirkungsgrad im Vergleich zu einer Befeuerung mit Erdgas. Abb. 2 EEG-Vergütungen im Vergleich zur jeweiligen Anwendbarkeit Ct/kWh 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 KWK-Bonus Techn.-Bonus NawaRo-Bonus Grundvergütung Tab.1 Beispiel einer Differenzbetrachtung zur Beurteilung der Wirtschaftlichkeit Biomethan-BHKW Erdgas-BHKW (EEG 2009) Jahr der Inbetriebnahme Umstellung bzw. Jahr der Betrachtung elektrische Leistung 300 kw 300 kw thermische Leistung 416 kw 416 kw elektrischer Nutzungsgrad Hs 33,50% 33,50% thermischer Nutzungsgrad Hs 46,40% 46,40% Vollbenutzungsstunden h/a h/a Stromproduktion 2,1 Mio. kwh/a 2,1 Mio. kwh/a Gasbezugsmenge Hs 6,3 Mio. kwh/a 6,3 Mio. kwh/a Stromerlöse 3,72 Ct/kWh 20,66 Ct/kWh Gasbezugskosten Hs 2,53 Ct/kWh 7,20 Ct/kWh Stromerlöse 89 TEUR/a 433 TEUR/a Gasbezugskosten 159 TEUR/a 451 TEUR/a Ergebnisvorteil 53 TEUR/a Der entscheidende Einflussfaktor ist jedoch die Höhe der Bezugskosten von Erdgas und Biomethan. Auch eine Entwicklung der Strompreise muss in der Analyse berücksichtigt werden. Während bei einem Erdgas- BHKW die Stromerlöse durch den Verlauf der Marktpreise bestimmt werden, können bei einem Biomethan- Gasaufb.-Bonus EVK I (90 %) EVK II (10 %) Grundvergütung Flexibilitätszuschlag Vergütung EEG EEG EEG Annahmen: Muster-BHKW (300 kwel); Vbh= 7.000; Bemessungsleistung= 240 kwel; Biomethan qualität: Basis EEG 2009 [Grundvergütung, NawaRo-, KWK- und Technologie-Bonus (1,0) EVK=Einsatzstoffvergütungsklasse BHKW die Stromerlöse durch die EEG-Einspeisevergütung langfristig abgesichert werden. Seit dem EEG 2012 ist neben der fixen Einspeisevergütung auch ein Wechsel in die Direktvermarktung möglich, welche BHKW- Betreibern neue Möglichkeiten der Stromvermarktung bietet. Ergebnispotenzial durch Umstellung von Erdgas-BHKW auf Biomethan 5

6 Eine Vielzahl von Erdgaslieferverträgen hat eine Vertragslaufzeit von 1 bis 2 Jahren. Aufgrund der volatilen Gas großhandelspreise ist im Hinblick auf die Vertragslaufzeit eine Bewertung nach einer Umstellung eines BHKW auf Biomethan fortlaufend durchzuführen. Langfristige Biomethanbezugsverträge (> 5 Jahre) bergen hierbei das Risiko, bei einer starken Reduzierung der Gaspreise nach einer Preisverhandlung nicht mehr vorteilhaft zu sein. Bei einem Biomethanbezug von einem Biomethanhändler sind Lieferzeiträume von ein bis zehn Jahren möglich. So ist es etwa denkbar, dass in kürzeren Abständen entschieden werden kann, ob der Betrieb mit Biomethan weiterhin die beste Möglichkeit ist. Die jeweils benötigten Biomethanmengen müssten dann für den jeweiligen Lieferzeitraum neu beschafft werden. 5. Fazit und Ausblick Die Entwicklung des Biomethanmarktes wurde vor allem durch die GasNZV und das EEG 2009 sowie das EEG 2012 gefördert. Daraufhin war ein starker Zubau von Anlagen bei gleichzeitigem Überangebot zu verzeichnen. Die Komplexität der Vergütungsregelungen und die finanziell unattraktive Nutzung im Wärmemarkt können als Gründe für die derzeit geringe Nachfrage angeführt werden. Weitere Gründe liefern die aktuellen Entwicklungen an den Gasmärkten, welche den Gaspreis in Mitte 2014 auf ein äußerst niedriges Niveau gebracht haben. Gleichzeitig ist auf den Strommärkten ebenfalls ein Preis rückgang in den letzten Jahren zu beobachten, welche den Stromerlös von BHKW-Betreibern ebenfalls tangiert. Der Biomethanpreis hingegen ist im Vergleich zu Erdgas weniger volatil und reagiert dementsprechend weniger auf politisch bedingte Preisschwankungen auf den Energiemärkten. Eine Umstellung eines Erdgas-BHKW auf Biomethan kann vorteilhaft sein. Hierbei ist eine Vielzahl von technischen und wirtschaftlichen Parametern für einen Vergleich notwendig. Vor allem die Gewährung des KWK-Zuschlags sowie Abb. 3 Verhältnis von Stromerlösen und Bezugskosten des Beispiels Erdgas ohne KWKG die Bezugspreise von Erdgas und Bio methan spielen hierbei eine wesentliche Rolle. In Hinblick auf eine Umstellung sollte auch der mögliche zukünftige Preisverlauf einbezogen und dementsprechend die Laufzeiten von Biomethanlieferverträgen in die Entscheidung einbezogen werden. Ebenfalls hat die finanzielle Förderung gemäß dem EEG 2014 wesentlichen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit einer Umstellung. Durch die erheblichen Kürzungen der Biomassevergütung im EEG 2014 scheint eine Wirtschaftlichkeit kaum noch gegeben zu sein, soweit das EEG 2014 Anwendung findet. Wenn allerdings bestehende Erdgas-BHKWs vor dem 31. Dezember 2014 umgestellt werden, dann kommt ggf. eine Vorgänger fassung des EEG 2014 zur An wendung. Diese dann vermutlich deutlich höhere EEG-Vergütung hat wiederum großen wirtschaftlichen Einfluss auf die Umstellung eines Erdgas-BHKW auf den Betrieb mit Biomethan. Bedingt durch die aktuellen Entwicklungen an den Energiemärkten ist ein wirtschaftlicher Betrieb von Erdgas- BHKW, welche nicht mehr nach dem KWKG gefördert werden, immer seltener gegeben. BHKW-Betreiber stehen vor der Entscheidung, das BHKW ggf. abzuschalten. Vor dem Hintergrund einer wirtschaftlichen Optimierung des Biomethan EEG 2009 Differenz Stromerlöse Konstante Bestandteile Gasbezugskosten 0 BHKW-Betriebs sollte neben einer Umstellung auf Biomethan zudem eine flexiblere Fahrweise des BHKW bzw. weitere Vermarktungsmöglichkeiten (z. B. Regelenergie) geprüft werden. Ergebnispotenzial durch Umstellung von Erdgas-BHKW auf Biomethan 6

7 Autoren Dr. Volker Breisig Partner Tel: Daniel Beshah Senior Consultant Tel: André Schnelte Manager Tel: Stephan Tillner Senior Consultant Tel: Literatur (1) Deutscher Bundestag Beschlussempfehlung und Bericht des Ausschusses für Recht und Verbraucherschutz vom 3. Juli 2014 BT-Drs. 18/2037, S. 10. (2) Danksagung An dieser Stelle möchten wir Herrn Rechtsanwalt Dominik Martel und Herrn Rechtsanwalt Tim-Oliver Neumann von PwC Legal für ihre Unterstützung danken. Oktober 2014 PricewaterhouseCoopers Aktiengesellschaft Wirtschaftsprüfungsgesellschaft. Alle Rechte vorbehalten. PwC bezeichnet in diesem Dokument die PricewaterhouseCoopers Aktiengesellschaft Wirtschaftsprüfungsgesellschaft, die eine Mitgliedsgesellschaft der PricewaterhouseCoopers International Limited (PwCIL) ist. Jede der Mitgliedsgesellschaften der PwCIL ist eine rechtlich selbstständige Gesellschaft.