Regelenergiemarkt für kleine Gülleanlagen

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1 Das Vorhaben wird bearbeitet von Gefördert durch: Regelenergiemarkt für kleine Gülleanlagen 03KB080: Flex75 Projektträger: Laufzeit: Programmbegleitung: 6. Statuskonferenz, Leipzig, Rolf Jung, Fraunhofer UMSICHT Institutsteil Sulzbach Rosenberg Motivation und Projektziel Motivation o Neu im EEG 2012: Gülleanlagen nach 27b o < 75 kw mit mindestens 80% Gülleanteil o Vergütung mit 25 Cent/kWh o Bislang kaum Zubau solcher Anlagen wegen hoher Anforderungen Forderung nach 150 Tagen Verweilzeit abgedeckte Gärproduktlager o damit Wirtschaftlichkeit nur knapp oder gar nicht darstellbar! Projektziel MEV o Untersuchung der Wirtschaftlichkeit von kleinen Biogasanlagen für verschiedene Szenarien der Direktvermarktung (Marktprämienmodell, Flexible Fahrweise und Regelenergiemarkt) o Klärung der Fragestellung, ob kleine Biogasanlagen (Gülleanlagen < 75 kw) durch Teilnahme an der Direktvermarktung rentabler betrieben werden können 2

2 Projektinhalt Wirtschaftliche Effekte der Direktvermarktung o Ermittlung der notwendigen Investitionskosten für Gasspeicher, Zusatz BHKW, Umweltgutachter und Fernwirkbetrieb zur Teilnahme in der Direktvermarktung o Ertragschancen durch Marktprämienmodell, Flexibilitätsprämie und/oder Zusatzerlöse am Regelenergiemarkt o Möglichkeiten der Erlössteigerung von Gülleanlagen durch die Direktvermarktung o Wirtschaftliche Bewertung der verschiedenen Szenarien in der Direktvermarktung anhand von Wirtschaftlichkeitsberechnungen o Sensitivitätsanalyse der durchgeführten Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Potenzialermittlung für Gülleanlagen o Abschätzung der maximalen Spitzenlastabdeckung o Ermittlung THG Einsparpotenzial 3 Untersuchte Varianten Anlagenspezifikation Variante I 75 kw Variante II kw Variante III kw Anlagenausführung nach 27b EEG - Gülle / Mais Gülle / Mais Gülle Verweilzeit im gasdichten Gärrestlager d Fermenter m³ Gärrestlager m³ Volumen Gasspeicher für flexible Fahrweise (40 /m³) Stromeinspeisung Substrat m³ kwh/a * Rindergülle mit Futterresten (10 % TM) t/a Schweinegülle t/a Maissilage t/a 750/590* BHKW Elektrische Leistung kw 75/67* Zusatzleistung kw 0/8* Elektrischer Wirkungsgrad % 35,2 35,2 32,4 Thermischer Wirkungsgrad % 52,3 52,3 55,4 BHKW- & Trafoverluste % 1,0 1,0 1,0 *flexible Fahrweise 4

3 Möglichkeiten der Direktvermarktung Varianten I III Szenario 1: EEG Vergütung Szenario 2: Marktprämienmodell Szenario 3: Regelenergiemarkt Szenario 4: Flexible Fahrweise 5 Flexible Fahrweise (Szenario 4) Flexible Stromeinspeisung nach Fahrplan für Variante II (50+25 kw) 6

4 Erzielbare Vergütungen Vergütungshöhe in (Ct/kWh) EEG Vergütung (Inbetriebnahme 2014) Monatsmittelwert EPEX Spot ,01 EEG- Einspeisevergütung Marktprämienmodell Regelenergiemarkt Stromverkauf Börse 3,78 4,63 Flexible Fahrweise 3,78 3,78 3,78 Var. I Var. II Var. III 3,86 4,30 4,45 Referenzmarktwert 3,53 3,53 3,53 Managementprämie P M 0,25 0,25 0,25 Aufteilung P M Stromhändler 0,08 0,08 0,08 Marktprämie 20,48 20,48 20,48 Stromvergütung 24,01 24,19 25,03 Var. I Var. II Var. III 24,27 24,71 24,85 7 Erzielbare Vergütungen 8

5 Wirtschaftlichkeitsanalyse Excel Berechnungsmodell nach KTBL Biogasrechner (KTBL 2014) und VDI Richtlinie 2067 (VDI 2010) o Anlagenparameter o Substratkosten o Nutzungsdauer (Abschreibung) o Investitionskosten o Betriebskosten (Wartung, Reparatur, Versicherung) o Kapitalkosten (Annuität) o Erlöse (Strom und Wärmenutzung, Flexibilitätsprämie) Randbedingungen o Abschreibungsdauer 20 Jahre für Bautechnik, 10 Jahre für Maschinen und EMSR Technik und 7 Jahre für den BHKW Motor. o Fremdfinanzierung 100 % o Zinssatz 4 %. 9 Investitionskosten Varianten I III 10

6 Darstellung Betriebskosten gegenüber Kapitalkosten 11 Sensitivitätsanalyse Beispiel Sensitivitätsanalyse für Variante III (40+35 kw) Szenario 2 12

7 Ergebnisse Schlüsselfertige Anlagen oftmals über Euro und damit zu hohe Investitionskosten Die flexible Fahrweise (Szenario 4) weist bei allen untersuchten Varianten das schlechteste Jahresergebnis auf, da die Kapitalkosten der Zusatzinvestitionen (BHKW, Gasspeicher) die Erlöse aus Stromeinspeisung und Flexibilitätsprämie übersteigen Prozentual üben die Kapitalkosten den größten Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit der Anlagen aus Senkung der Investitionskosten durch sogenannte Bauherrenmodelle, bei denen der Betreiber durch vermehrte Eigenleistung Kosten sparen kann Teilnahme am Regelenergiemarkt (negative Regelleistung) führt jeweils zu den höchsten Jahresergebnissen (Gesamtkapitalrendite) aller untersuchten Varianten 13 THG Einsparpotenzial In Deutschland mehr als 200 Millionen Tonnen Gülle pro Jahr Biogasanlagen (Stand 2013) verwenden ca. 48 Millionen Tonnen Gülle Theoretisch stehen damit noch 152 Millionen Tonnen Gülle zur Verfügung Potenzial von über Güllebiogasanlagen (mit 75 kw) Gesamtleistung von MW el Neubau von 10 % Gülleanlagen THG Einsparungen von ca t CO 2 äq/a erreichbar 14

8 Forschungsbedarf Nachteilig ist die strikte Obergrenze der installierten Leistung von 75 kw Flexible Fahrweise kleiner Gülleanlagen wird dadurch stark eingeschränkt Kostengünstige Nachrüstung auch älterer Anlagen mit Fernwirkeinrichtungen Schaffung einer Art Anreizfinanzierung, um Energiehändler zu motivieren auch kleine Anlagen in die Regelenergievermarktung aufzunehmen 15 Zum Schluss Ich freue mich auf Ihre Fragen..! 16

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