Betriebsdaten geförderter bayerischer Biomasse-Heizwerke. Auswertung Jahresberichte 2010

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1 Straubing, cahs/eval 2010.docx Tel Fax Betriebsdaten geförderter bayerischer Biomasse- Auswertung Jahresberichte 2010 Betreiber von Biomasseheizwerken sind im Rahmen der Förderung ihres s durch den Zuwendungsbescheid verpflichtet, einen gewissen Zeitraum lang jährlich über den Betrieb ihres s zu berichten. Die Jahresberichte sind bei der Bewilligungsstelle, dem Technologie und Förderzentrum, einzureichen, die diese zur Überprüfung der Auflagen gemäß der Zuwendungsbescheide heranzieht. Aufgabe von C.A.R.M.E.N. ist die Auswertung der Berichtsdaten hinsichtlich wichtiger Kennzahlen, um den derzeitigen Stand der Biomasseheizwerke sowohl in technischen als auch betriebswirtschaftlichen Bereichen aufzuzeigen und ggf. Empfehlungen für zukünftige Projekte abzuleiten. Für das Betriebsjahr 2010 lagen C.A.R.M.E.N. 132 auswertbare Jahresberichte vor. Kennwerte wurden für drei nach der Größe der Biomassekessel definierte Heizwerksklassen ermittelt, die in nachfolgender Tabelle zusammengefasst sind. Im Anschluss an die Tabelle finden Sie eine kurze Erläuterung oder Ergänzung zu den einzelnen Punkten. Folgende Seite: Zusammenfassung der Auswertungsergebnisse. C.A.R.M.E.N. e.v. Centrales Agrar- Rohstoff- Marketing- und Entwicklungs-Netzwerk Schulgasse Straubing Postfach Straubing contact@carmen-ev.de im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe Straubing Geschäftsführer: Edmund Langer Vorstandsvorsitzender: Hermann Meyer Stellvertretende Vorsitzende: Dr. Friedrich von Hesler, Franz Kustner Vorstandsmitglieder: Werner Dehmel, Georg Höhensteiger, Max Wohlmannstetter Bankverbindung: Raiffeisenbank Straubing eg BLZ Kto-Nr Amtsgericht Straubing Vereinsregister Nr. 894

2 1 Ø kleine Ø mittlere Ø große Durchschnitt Wertezahl 2 Jahresberichte [Anzahl] Jahr der Inbetriebnahme Leistung Biomassekessel [kw] Leistung Spitzenlastkessel [kw] Biomasseenergieinput [MWh] davon Waldhackgut [%] 91% 82% 80% 80% Energiebereitstellung BM-Kessel [MWh] Energiebereitstellung Spitzenlastkessel [MWh] Biomassequote [%] 86% 90% 86% 89% Volllaststunden Biomassekessel [h] Jahresnutzungsgrad Biomassekessel [%] über alle Jahresberichte 81% 82% 83% 82% 116 Jahresnutzungsgrad Biomassekessel [%] Wassergehaltsmessung Brennstoff 79% 80% 80% 79% Jahresnutzungsgrad fossile Kessel [%] 81% 82% 86% 82% Wärmebedarf der Verbraucher [MWh/a] davon Wärmeverkauf an Dritte [%] % 73% 74% 64% Heizwerk zur Objektversorgung [Anzahl] Heizwerk mit kurzem Netz [Anzahl] Netzlänge [m] Wärmeverteilungsverlust [%] 1,8% 2,1% 1,0% 1,8% bei Wärmebedarfsdichte [MWh/(m*a)] Hilfsenergiebedarf [%] 2,2% 1,4% 1,3% 1,4% Heizwerk mit Wärmenetz [Anzahl] Netzlänge [m] Wärmeverteilungsverlust [%] 16,7% 11,9% 14,6% 14,4% bei Wärmebedarfsdichte [MWh/(m*a)] 2,7 3,3 3,3 3, Hilfsenergiebedarf [%] 2,1% 2,1% 2,2% 2,1% Preis Waldhackgut [ /MWh] 23,2 23,1 23,1 23, Preis Sägerestholz [ /MWh] 21,2 22,3 21,5 21,9 22 Preis Wärme nach dem Biomassekessel [ /MWh] 28,6 24,9 26,7 26, Wärmegestehungskosten [ /MWh] 80,5 70,2 67,6 71, kapitalgebundene Kosten [%] 37,5% verbrauchsgebundene Kosten [%] 50,4% betriebsgebundene u. sonstige Kosten [%] 12,1% Eigenkapitalquote [%] 38% 46% 33% 41% Wärmeerlös [ /MWh] 74,2 71,4 68,1 70, Mischpreis Wärme: Abnahmefall 15 kw 75,9 72,6 77,4 75,4 38 Mischpreis Wärme: Abnahmefall 160 kw 72,8 71,2 71,7 71, Mischpreis Wärme: Abnahmefall 600 kw 76,8 65,8 68,0 68, Arbeitszeitbedarf [h/(kw Biomassekessel*a)] 0,91 0,89 0,62 0, Arbeitszeitbedarf [h/(mwh Wärmeabnahme*a)] 0,31 0,24 0,16 0, Ascheentsorgungskosten [ /t] C.A.R.M.E.N. e.v. 2

3 Zu 1 Zu 3 Zu 4 und 5 Zu 6 und 7 Die Projekte wurden nach der Leistung des Biomassekessels in die Klassen klein ( 450 kw), mittel (450 < x < 900 kw) und groß ( 900 kw) eingeteilt. Aufgrund fehlender Angaben konnte in spezifischen Auswertungen nicht immer die Gesamtzahl der eingereichten Berichte herangezogen werden. Ebenso wurden nicht plausible Angaben eliminiert. Die berichtspflichtigen gingen mit Ausnahme von 3 älteren Projekten zwischen 2002 und 2010 in Betrieb. Für 18 Biomasseheizwerke war das Jahr 2010 das erste Betriebsjahr. Von 132 n werden 5 Anlagen monovalent, d.h. ohne fossilen Spitzen- bzw. Schwachlastkessel betrieben. Der Leistungsbedarf wird hierbei allerdings auf zwei Biomassekessel aufgeteilt. Unter den bivalenten Biomasseheizwerken arbeiten weitere 5 Projekte mit jeweils zwei Biomassekesseln. In der Regel müssen Heizwerksbetreiber laut Förderauflagen ein Viertel des gesamten Biomasseinputs aus Holz gemäß Positivliste 1 (Waldhackgut) decken. Mit einem Anteil von 80% ist der Waldhackguteinsatz 2010 erneut angestiegen, wobei der Anteil der Industriehackschnitzel in der gleichen Größenordnung sank. 28 setzen das technisch anspruchsvolle Landschaftspflegematerial ein. In Summe nimmt es einen Anteil von 5% am Biomasseenergieinput ein, allerdings mit steigender Tendenz. Hackschnitzel aus Kurzumtriebsplantagen spielen bei den betrachteten n bislang keine Rolle. 6 Anlagen sind reine Holzpelletfeuerungen, in weiteren 3 Biomasseheizwerken wurden Industriepellets mitverbrannt. Biomasseeinsatz 2010: gesamter Biomasseenergieinput: MWh/a 2% 5% Waldhackschnitzel 13% Holzpellets Landschaftspflegematerial 80% Industriehackschnitzel n=132 Abbildung 1: Biomassefraktionen am gesamten Bioenergieinput im Jahr 2010 Zu 8 Zu 10 In 4 Nahwärmenetze wird zusätzlich Biogasabwärme eingespeist. Die Biomassequote stellt den Anteil der produzierten Wärme aus Biomasse an der gesamten Wärmeerzeugung des s dar. Von der Auswertung ausgeschlossen wurden monovalente Anlagen, Jahresberichte, die das erste, meist unvollständige, Betriebsjahr umfassten, sowie Biomasseheizwerke, die nicht zur Abdeckung der vollen Grundlast ausgelegt sind. Alle betrachteten wurden in der Planungsphase so konzipiert, dass der Biomassekessel mindestens 80% der benötigten Wärme bereitstellen kann. Im Jahr 2010 deckte er durchschnittlich 89% ab. Allerdings gibt es auch einige, die den Zielwert, mindestens 80% Biomasseanteil, nicht erreicht haben. Niedrige Biomassequoten sind häufig die Folge von hohen Ausfallzeiten der Biomassekessel. Darüber hinaus machen sich Fehlplanungen auf Grundlage falscher Wärmebedarfsannahmen, sowie Mängel beim hydraulischen Abgleich im Netz bemerkbar. C.A.R.M.E.N. e.v. 3

4 Zu 11 Die Volllaststunden kennzeichnen die Auslastung der Biomassekessel und werden aus dem Verhältnis von produzierter Wärme in kwh zur Nennwärmeleistung des Kessels in kw bestimmt. In dieser Auswertung unberücksichtigt blieben Jahresberichte über das erste Betriebsjahr Volllaststunden [h/a] n=112 0 Kleine Mittlere Große alle Abbildung 2: Volllaststunden der Biomassekessel mit Standardabweichungen und Minimal- und Maximalwerten im Jahr 2010 Zu 12 Zu 13 Zu 14 Der Jahresnutzungsgrad errechnet sich aus dem Quotienten der vom Biomassekessel bereit gestellten Wärmemenge und der Energie im Brennstoff, die der Feuerung im Betrachtungszeitraum zugeführt wurde. Der Hilfsenergieeinsatz in Form von Strom blieb unberücksichtigt. Sofern die Angaben in den Jahresberichten Jahresnutzungsgrade von über 100% ergaben oder Kenntnisse über den Defekt des Wärmemengenzählers vorlagen, wurden die Angaben nicht zur Auswertung herangezogen. Um Aussagen über den Jahresnutzungsgrad der Anlagen treffen zu können, ist es wichtig, den Biomasseenergieinput genau zu erfassen. Lediglich 41% der Betreiber gaben an, den Wassergehalt der gelieferten Holzbrennstoffe regelmäßig zu messen. Die Aussagekraft des Jahresnutzungsgrades über alle (siehe Punkt 12) muss daher relativiert werden. Näher an der Realität dürfte der Mittelwert ausschließlich über die sein, bei denen die Energieinhalte der Holzbrennstoffe mittels Wassergehaltsbestimmung hinreichend genau bekannt sind. Hier ergab sich im Vergleich zum Mittelwert aller ein um 2% geringerer Jahresnutzungsrad in Höhe von 79%. Sofern die Angaben in den Jahresberichten Jahresnutzungsgrade von über 100% ergaben, wurden sie in der Auswertung nicht berücksichtigt. Zu 15 Alle 132 Biomasseheizwerke haben im Jahr 2010 in Summe einen Wärmebedarf von MWh abgedeckt. Hauptabnehmer sind dabei öffentliche Gebäude. 70% 60% Struktur der Wärmeabnehmer (2010) 62% 50% 40% 32% Anteil an Gebäudeanzahl Anteil am Wärmebedarf 37% % 20% 10% 0% 16% 18% 12% 9% 9% 3% 3% EFH/DHH MFH Kirchliche Einrichtung Gewerbe Öffentliche Gebäude Abbildung 3: Auswertung der Wärmeabnehmerstruktur im Jahr 2010 C.A.R.M.E.N. e.v. 4

5 Zu 16 Von 132 Anlagen werden 50 Anlagen zur reinen Eigenversorgung betrieben. 67 Biomasseheizwerke verkaufen 100% ihrer Wärme. 15 liefern sowohl Wärme für den Eigenverbrauch als auch zur Versorgung Dritter. Zu 18 Berücksichtigt wurden hier Biomasseheizwerke mit einem Nahwärmenetz < 200 Trassenmeter und weniger als 3 Übergabestationen. Zu 20 Zu 21 Zu 22 Die Wärmeverteilungsverluste wurden auf die dem Netz zugeführte Wärme bezogen. Das erste Betriebsjahr wurde nicht berücksichtigt. Die Wärmebedarfsdichte des Netzes setzt die jährliche Wärmeabnahme ins Verhältnis zur Länge der Wärmetrasse. Daten aus dem ersten Betriebsjahr wurden bei dieser Auswertung ebenfalls nicht herangezogen. Der Hilfsenergieeinsatz in Form des Strombedarfes der gesamten Wärmeversorgungseinheit wurde ins Verhältnis zur tatsächlich abgenommenen Wärmemenge gesetzt. Er schwankte nach Angaben der Heizwerksbetreiber zwischen 0,3% und 3,6%. Zu 23 Berücksichtigt wurden hier Biomasseheizwerke mit einem Nahwärmenetz > 200 Trassenmeter und mindestens 3 Übergabestationen. Zu 25 Berücksichtigt wurden nur Biomasseheizwerke, bei denen der Spitzenlastkessel unmittelbar beim Biomassekessel installiert ist und zu diesem in direktem hydraulischen Zusammenhang steht. Zu 26 Siehe Punkt 21 Zu 27 Zu 28 und 29 Der Hilfsenergieeinsatz in Form des Strombedarfes der gesamten Wärmeversorgungseinheit wurde ins Verhältnis zur tatsächlich abgenommenen Wärmemenge gesetzt. Er schwankte nach Angaben der Heizwerksbetreiber zwischen 0,6% und 4,6%. Die in den Berichten angegebenen Brennstoffpreise in /t bzw. /srm wurden mit dem mittleren Energieinhalt der Brennstofffraktionen zu einem Brennstoffpreis in /MWh Brennstoffenergie umgerechnet. 20% der Heizwerksbetreiber, die mit den Holzlieferanten nach Schüttraummeter oder Tonnen abrechneten, gaben an, dass die fachgerechte Entsorgung der Holzaschen eingepreist sei. Im Vergleich zum Jahr 2009 haben sich das Restholz aus dem Wald um 2 /MWh verteuert, die Sägeresthölzer um knapp 3 /MWh. Preis für Waldhackschnitzel bei Bezahlung nach srm oder t (netto) Preis für Sägerestholz bei Bezahlung nach srm oder t (netto) Holzpreis in /MWh Mittelwert: 23,1 /MWh Holzpreis in /MWh Mittelwert: 21,9 /MWh BM-Kesselleistung [kw] n= n= 36 BM-Kesselleistung [kw] Abbildung 4: Preise der Holzbrennstoffe im Jahr 2010 C.A.R.M.E.N. e.v. 5

6 Zu Ausgewiesen sind die Mittelwerte der Berichtsangaben für Holzbrennstofflieferungen, die entsprechend der vom Biomassekessel bereitgestellten Wärme abgerechnet wurden. In 70% der Fälle war die Entsorgung der Holzaschen im Preis inbegriffen. 40 Preis für Hackschnitzel bei Bezahlung nach MWh nach dem Biomassekessel (2010) 35 Holzpreis in /MWh 25 Mittelwert: 26,4 /MWh n= 47 BM-Kesselleistung [kw] Abbildung 5: Preise für Hackschnitzel bei Bezahlung nach der vom Biomassekessel bereitgestellten Wärme in /MWh im Jahr 2010 Abrechnung der Hackgutlieferungen (2010) 16% nach Tonnen (WG-Messung 95%) 39% nach Schüttraummeter (WG-Messung 41%) 45% nach Energiebereitstellung des Biomassekessels (WG-Messung 23%) Abbildung 6: Abrechnungsmodus bei Holzbrennstoffen in 2010 Zu 31 Die mittleren Wärmegestehungskosten in pro MWh errechnen sich aus der Summe der Aufwendungen im Berichtsjahr geteilt durch die von den Verbrauchern abgenommene Wärmemenge (Jahres-Energiebedarf). Angaben zum ersten Betriebsjahr der flossen nicht in die Auswertung mit ein ,1 56,8 58,6 56,9 59,3 62,9 68,3 70,9 72,6 71,5 mittlere Wärmegestehungskosten Gaspreis [ /MWh] Ölpreis (n=47) 2002 (n=48) 2003 (n=51) 2004 (n=51) 2005 (n=61) 2006 (n=68) 2007 (n=61) 2008 (n=65) 2009 (n=66) 2010 (n=69) Preis Waldhackgut in /MWh Energieinhalt des Brennstoffes Preis für Industriehackgut in /MWh Energieinhalt des Brennstoffes Abbildung 7: Entwicklung der Wärmegestehungskosten in pro MWh Nutzwärme (netto, arithmetische Mittelwerte) mit Standardabweichung und Entwicklung der Brennstoffpreise nach Angaben der Heizwerksbetreiber bei Biomasseheizwerken C.A.R.M.E.N. e.v. 6

7 Obwohl im Jahr 2010 eine deutliche Steigerung der Brennstoffpreise zu verzeichnen war, errechnen sich aus den Angaben der Heizwerksbetreiber im Vergleich zu 2009 wider Erwarten leicht gesunkene Wärmegestehungskosten. Zu 32 Zu 33 Zu 34 Zu 36 Der Anteil der kapitalgebundenen Kosten setzt sich zusammen aus den Anteilen der Abschreibung, der Zinsaufwendungen und der Instandhaltungskosten. Der Anteil der verbrauchsgebundenen Kosten setzt sich zusammen aus den Anteilen der Brennstoffkosten, der Fremdenergiekosten (Strom), der Ascheentsorgungskosten und der Kosten für sonstige Betriebsstoffe. Unter diesem Punkt wurden die betriebsgebundenen Kosten, wie Personalaufwand, Wartungsvertrag oder Kaminkehrer, sowie sonstige Kosten zusammengefasst. Die mittleren Wärmeerlöse pro MWh errechnen sich aus den Einnahmen aus dem Wärmeverkauf geteilt durch die verkaufte Wärmemenge. 90 Nahwärmeerlöse Biomasseheizwerke (arithmetischer Mittlewert) AGFW Fernwärmepreis (15 kw) [ /MWh] ,3 AGFW Fernwärmepreis (160 kw) 56,1 56,4 55,8 AGFW Fernwärmepreis (600 kw) 70,6 66,1 61,7 58,2 72,4 70, (n=49) 2002 (n=49) 2003 (n=54) 2004 (n=64) 2005 (n=59) 2006 (n=57) 2007 (n=63) 2008 (n=59) 2009 (n=74) 2010 (n=76) Abbildung 8: Entwicklung der Wärmeerlöse bayerischer Biomasseheizwerke in pro MWh (netto, arithmetischer Mittelwert) mit Standardabweichung im Vergleich zu Fernwärmepreisen (netto, bis 2005 gewichtet nach Anschlusswert, ab 2006 arithmetischer Mittelwert, Quelle: Fernwärme-Preisvergleiche der AGFW verschiedener Jahre; An der Fernwärmepreiserhebung der AGFW beteiligen sich zu einem Großteil Versorungsunternehmen, die Gas- oder Kohleheiz(kraft)werke betreiben. Zu 37 38, 39 Zu 40 und 41 Zu 42 Die Berechnung der Mischpreise für die drei verschiedenen Wärmeabnahmefälle erfolgte aus den angegebenen Leistungs-, Arbeits- und Messpreisen. Ein Großteil der Heizwerksbetreiber machte in den Jahresberichten keine Angaben zum Arbeitzeitbedarf. Zudem weisen die Werte eine große Streuung auf. Auf die Leistung des Biomassekessels bezogen schwankte der Arbeitszeitbedarf zwischen 0,2 und 3,3 Stunden je kw. Die Entsorgungskosten der Asche schwanken nach Angaben der Betreiber zwischen 45 /t und 336 /t. Der Berichtsvordruck lässt keine getrennte Auswertung nach Brennraum- und Filteraschen zu. C.A.R.M.E.N. e.v. 7

8 Die Befragung der Heizwerksbetreiber nach verschiedenen Aspekten des Anlagenbetriebes, die entsprechend dem Schulnotensystems bewertet werden konnten, ergab folgendes Bild: Abbildung 9: Subjektive Berwertung durch die Heizwerksbetreiber im Jahr 2010 C.A.R.M.E.N. e.v. 8