und für die Geothermie? Dr. Erwin Knapek 7.NRW_Geoth.Konf

Transkript

1 EEG Erfahrungsbericht und EEG Novelle 2012 Durchbruch für die Geothermie? Dr. Erwin Knapek

2 Status Das EEG hat zweifelsohne das hohe Niveau der Erneuerbaren Energien und die Dynamik in Investitionen für alternative Energien sehr stark gefördert. Es ist -aus heutiger Sicht noch umso mehr das richtige Gesetz für die Markteinführung der EE und muss erhalten, aber auch den Gegebenheiten neu angepasst werden. Ohne EEG gäbe es noch keine Geothermiekraftwerke in Deutschland und keine Weiterentwicklung der Bohrindustrie

3 EEG und Tiefe Geothermie Geothermiekraftwerk: Produktions und Reinjektionsbohrungen Thermalwasserleitungasserleit Förderpumpe Kraftwerk mit Rückkühlung (Obertageanlagen, Wärmetauscher) Bis auf die Thermalwasserleitung (ausgenommen GFK) unterliegen die Komponenten noch hohen technischen und finanziellen Risiken. Es gibt noch keinen reproduzierbaren Standard für hohe Anlagenzahlen, sondern nur Pilotanlagen mit unterschiedlicher Technik. Weiterentwicklung nur über den Betrieb dieser Anlagen. Eine EEG Novellierung sollte dies besonders berücksichtigen

4 WFG Studie Titel: Stand- und Entwicklungspotenziale geothermischer Stromerzeugung im Energiemarkt unter Berücksichtigung angemessener Förderwerkzeuge Rechtliche Rahmenbedingungen Ermittlung der Strom- / Wärmegestehungskosten bestehender Anlagen EEG Erfahrungsbericht Wirtschaftlich/technische Betrachtung der Geothermie in Deutschland Strategische Betrachtung der zukünftigen Entwicklung Monitoring des Geothermiemarktes in Deutschland

5 Schritte in der WFG Studie EEG 2012 Novellierung Konzept Projektantrag Fragebogen Stromprojekte Workshops EEG Erfahrungsbericht WFG Studie Bericht Fragebogen Geothermie Branche Fragebogen Claiminhaber

6 Studie zu Gestehungskosten für Strom Forschungsvorhaben im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit als Grundlage und Begleitung des EEG Erfahrungsberichts. Unterhaching, Landau, Bruchsal, Neustadt Glewe (Pilotprojekte) Dürrnhaar, Sauerlach, Kirchstockach (Bohrungen vorhanden) Bernried, Kirchweidach, Utting (abgeschlossene Planung mit Voruntersuchungen) Fragebogen IER Uni Stuttgart, gec-co, co, GTN, SWM, WFG

7 Inbetriebnahmen Standort / Projekt Typ Inbetriebnahme Neustadt-Glewe KWK 11/2003 Probebetrieb ORC 08/2004 Dauerbetrieb b Landau KWK Okt 07 Unterhaching KWK 10/2007 Wärme 04/2009 Strom Sauerlach KWK Ende 2011 Dürrnhaar Strom geplant ORC Kalina ORC ORC Kirchstockach Strom geplant ORC Bruchsal Strom /KWK Strom Inbetriebnahme läuft seit Anfang 2010, Wärme bisher nur geplant Kalina

8 Aufteilung der Gesamtkosten für ein Kraftwerk Projekt A Bohrkosten Kraftwerk Planung Projekt D Projekt B Projekt C Projekt E 0% 20% 40% 60% 80% 100%

9 Abweichung von kalkulierten Bohrkosten 4 3,5 realisi ierte Bohrkosten gegenüber Plan nungskos 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Projekt A Projekt B Projekt C Projekt D -0,

10 Schüttung aktuell bzw. erwartet Projekt F Projekt E Projekt D Projekt C Projekt B Projekt A Flussrate [l/s]

11 Temperaturspreizung bei Kraftwerken 200 Temperatur Produktion Temperatur Injektion ,8 135,5 ur [ C ,4 Temperat , ,3 50,3 0 Carnot Projekt A Projekt B Projekt C Projekt D Projekt E Projekt F 7 % 22,9 % 15,3 % 22,5 % 21,3 % 21 %

12 Installierte elektrische Leistung Projekt F Projekt E Projekt D Projekt C Projekt B Projekt A Elektrische Leistung [kw]

13 Kosten pro installiertes kw (nur Kraftwerk) Projekt F Projekt E Projekt D Projekt C Projekt B Projekt A Leistungsspez. Kosten der Stromerzeugungsanlage [ /kw]

14 Stromgestehungskosten der untersuchten Projekte 30 27,9 25, ,7 Stromges stehungskoste en [Ct/kWh] ,6 18,8 18,9 5 0 Projekt A Projekt B Projekt C Projekt D Projekt E Projekt F

15 Gestehungskosten und EEG Vergütung Die Bandbreite der Gestehungskosten liegt: zwischen 17,6 und 27,9 ct/kwh im Mittel bei: 21,18 ct/kwh Die derzeit dafür geleistete EEG Vergütung liegt im Mittel bei 19,872 ct/kwh Beachtenswert sind hierzu noch steigende Kosten für Betriebsmittel wie z. B. elektrischer Strom für die Förderpumpe p

16 Bemerkungen zu den vorliegenden Daten Die Anzahl der Projekte war bisher nicht ausreichend, um signifikante Lernkurveneffekte zu erhalten. Die realisierten Projekte sind eher einfacher zu realisierende Projekte gewesen. Erste Kostensenkungspotenziale sind erkennbar (Bohrkosten) Die EEG 2009 Vergütung ist nicht ausreichend, um die Realisierung einer hohen Anzahl von Projekten zu motivieren. Das Risiko des Misserfolgs oder Erfolgs ist zu hoch. Eine Überförderung durch das neue EEG ist nicht möglich

17 Bemerkungen (2) Erstmals konnten die Berechnungen der Stromgestehungskosten g anhand von Echtdaten aus bereits laufenden Projekten oder im Bau befindlichen Projekten erfolgen. Zu den wichtigsten t Themen der Entwicklung von Projekten der Tiefen Geothermie wurden Workshops abgehalten. Es gab Expertengespräche (Einbindung von Instituten)

18 Vorschlag für die EEG Novellierung Strom in ct/kwh alt neu Degression Grundvergütung: ab 2019: 1%/a Frühstarterbonus: 4 7 ab 2019: 10%/a Wärmebonus: 3 3 ab 2019: 1%/a Technologiebonus: 4 4 ab 2015: 1%/a Da zukünftig für einen signifikanten Beitrag zur Grundlastsicherung möglichst große Geothermiekraftwerke realisiert werden müssten, sollte die Vergütung nach Leistungsklassen (z. B. > 10 MW) gestrichen werden

19 Entwicklungsszenario Tiefe Geothermie Erwartung bei entsprechender EEG Vergütung: Positive Entwicklung bei der hydrothermalen Geothermie: bis 2025 werden ca.120 Projekte realisiert, das entspricht einer Leistung von ca. 580 MW el. Verglichen mit anderen Erneuerbaren Energieträgern würde dies einer installierten Leistung bei Wind-onshore von ca MW und bei Photovoltaik von ca MW entsprechen. Mit den vorgeschlagenen Vergütungssätzen würden im Jahr 2020 etwa 3,6% der gesamten EEG Vergütung auf die hydrothermale Geothermie entfallen. Eine massive Kostenüberschreitung ist systembedingt ausgeschlossen

20 Vorläufiges Ergebnis EEG Novelle Grundvergütung: 25 ct/kwh Keine Bonus Regelung wie z. B. Frühstarterbonus t oder Wärmeauskopplung Technologiebonus für EGS: 5 ct/kwh Keine Vergütung nach Leistungsklassen Degression ab 2018 für alles: 5 % / a Bohrkostenzuschuss aus MAP: 30% für alle Bohrungen (geplant; jedoch Haushalts abhängig)

21 Erweiterter Verbändevorschlag (WFG GtV) Bohrkostenzuschuss von 30% über MAP ist abhängig vom Bundeshaushalt und damit kurz bis mittelfristig immer wieder diskutabel Alternative: Grundvergütung auf 27 ct/kwh erhöhen (ev. durch Entwicklungsbonus von 2ct/kWh) 30 % Bohrkostenzuschuss beibehalten, aber als rückzahlbaren Zuschuss (bei Erfolg und nach Inbetriebnahme) b ausweisen. Dieser Vorschlag wurde bereits abgelehnt

22 Entwicklung der Geothermie installierte Leistung Leistung [M MW] bis Jahr

23 Ausbauszenario Geothermie Ausbau bis 2025 durch ca. 120 hydrothermale Projekte ca. 580 MWel, dies bedeutet: 4,6 TWh Stromproduktion pro Jahr zuzüglich der petrothermalen Projekte Vergleich Volllaststunden: Photovoltaik: Windkraft (Mix): Geothermie: 920 h h h Flächenbedarf (relativ zur Geothermie) Geothermie Faktor: 1 Photovoltaik Faktor: 50 Windkraft. Faktor: 60 Biomass to Liquid Faktor: Biomasse to Biodiesel Faktor: Mais zu Biogas Faktor: PV Wind on Wind off Bio liqu MWh/m²/a pro 1 MW installierter elektrischer Leistung 850 Kühe (9km²) Geotherm Pro Jahr entspricht die Methanemission einer Kuh PkW - km

24 Petrothermale Geothermie Die Zukunft der Tiefen Geothermie liegt in EGS Systemen Das Potential ist nahezu flächendeckend vorhanden Allein in Bayern wären vorsichtig geschätzt etwa 350 EGS Kraftwerke bis 2050 technisch realisierbar Durch höhere Eingangstemperaturen können bei Kraftwerken höhere Wirkungsgrade erzielt werden Das EGS Gesamtpotential an elektrischer Nutzenergie liegt in Deutschland bei 1200 Exa Joule im Vergleich zu einem Jahresbedarf von 2 Exa Joule Für eine dynamische Umsetzung müssen neben dem EEG noch andere Fördermöglichkeiten ö it für EGS eingerichtet i t werden

25 Entwicklung der Geothermie Neue Projekte Jahr Anz zahl neu uer Proje ekte pro Petrothermale Projekte > Projekte > 100 TWh/a Hydrothermale Projekte ~ Projekte ~ 4,6 TWh/a Zeit

26 Benefit: Klimaschutz, Grundlastsicherung und dezentrale Nahversorgung CO 2 Emissionen bei gleicher Leistung 2,25 2,00 Geothermie Steinkohle Emissionsminderung 1,75 CO2 Äquivale entemissionen in Mio 150 1,50 1, ,00 0, ,50 0, , Jahre

27 Kostensenkungspotenziale Bohrkosten Neuentwicklungen (z. B. gebo Forschungsverbund Niedersachsen, Elektroimpulsverfahren Uni DD) Bessere Reservoirkenntnis (Erkundung, Erfahrung) Anzahl der Bohrungen zu gering Finanzierung Realisierungszeiten, administrative Entscheidungen, Akzeptanz, derzeit nur durch Eigenkapital finanzierbar, höchste Anfangsinvestitionen, rasche Vermarktung, Versicherungen Förderpumpe Leistung, Lebensdauer, Scalingeffekte, Beschichtungstechnik, Anzahl Kraftwerk Betriebskosten, t Anzahl, Scalingeffekte, Beschichtungstechnik, ht t h ik Wärmetauscher, Lebensdauer, Gebäude Eigenstromverbrauch Erfahrung im Betrieb ist notwendig!

28 Eigenstromverbrauch Stromverbraucher: Kraftwerk Kraftwerkskühlung Förderpumpen Senkung ng des Stromverbrauchs: Neu entwickelte Kraftwerksprozesse: ORC, Kalina Größere Kraftwerke (economy of scale) Verbesserte Kühlleistung Verbesserte Förderpumpentechnik (größerer Durchmesser, größere Pumpen) Andere physikalische Förderprinzipien (Direktverdampfung, Luft Hebe Verfahren)

29 Optimierung Anlagenkosten /kw /kw /kw /kw Invest, gesamt: 37,5 Mio. Invest, gesamt: 25,5 Mio. 700 /kw 700 /kw Bohrung [ /kw] Planung [ /kw] Kraftwerk [ /kw] Bezogen auf 4 MW el Quelle: WFG

30 Bohrkosten Quelle: nach Wood MacKenzie 2009, WFG

31 Leistungsspezifische Anlagenkosten Quelle: nach IER 2010, WFG

32 Mittlere Stromgestehungskosten Quelle: nach IER 2010, WFG

33 Wärmekosten Quelle: nach Kruck et al

34 Zusammenfassung Geothermie ist grundlastfähig EGS gestattet Energieerzeugung g g praktisch deutschlandweit Geothermiestrom ist nicht der teuerste EE-Strom Wärmegestehungskosten t sind wettbewerbsfähig b Wertschöpfung in Deutschland Demonstrationsstadium abgearbeitet Kostenreduktionspotentiale vorhanden und erschließbar Die EEG Novelle trägt zur weiteren Markteinführung der Tiefen Geothermie bei

35 Danksagung Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit IER, Uni Stuttgart GTN Geo-x Landau, Geothermie Unterhaching, EnBW, Geothermie Neustadt-Glewe, SWM, SGG, Geoenergie Bayern GGSC gec-co