Eigenstromerzeugung im Gartenbaubetrieb

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1 Eigenstromerzeugung im Gartenbaubetrieb Dr.-Ing. Hagen Hilse, GICON GmbH GICON

2 AGENDA Hintergrund Photovoltaik Rahmenbedingungen Auslegung/ Dimensionierung Wirtschaftlichkeitsabschätzung anhand praktischer Beispiele Kraft-Wärme-Kopplung (BHKW) Rahmenbedingungen Auslegung/ Dimensionierung Wirtschaftlichkeitsabschätzung anhand eines praktischen Beispiels FAZIT GICON 2

4 Strompreisentwicklung der letzten 45 Jahre TREND* inflationsbereinigt * außer Sonderabnehmer (Großverbraucher) Quelle: EnergieAgentur NRW auf Basis statistischer Daten Insbesondere in den letzten Jahren deutlicher Anstieg der Strompreise Stromeigenerzeugung zunehmend wirtschaftlich GICON 4

5 Zusammensetzung Strompreis Beispiel: Landwirtschaftsbetrieb kwh/ a im Jahr 2015 nur ca. 30% Strompreis (Lieferantenpreis EVU) Rest: Steuern Umlagen Abgaben Kosten Netznutzung GICON 5

7 Rahmenbedingungen für PV-Dachanlagen nach EEG 2017 Parameter Kleinanlagen bis 10 kwp Anlagen > 10 bis 100 kwp Anlagen über 100 kwp (bis 750 kwp) Einspeisevergütung allgemein fix fix (bis 40/ > 40 kwp) (Direktvermarktungspflicht) derzeit gültig 11,83 ct/ kwh 11,5/ 10,28 ct/ kwh ca. 10,68 ct/ kwh EEG-Umlage auf eigenverbrauchten Strom allgemein keine* (bis 10 MWh Eigenverbrauch, darüber hinaus: 40%) 40% der vollen EEG-Umlage derzeit anzusetzen 0 ct/ kwh* 2,7 ct/ kwh weitere Hinweise ab ca. 7,7 kwp Eigenverbrauchszähler Pflicht bis ca. 30 kwp i.d.r. Einbindung über Hausanschluss i.d.r Einbindung über separaten Anschlusspunkt GICON 7

8 Entlastungen für PVA-Betreiber mit Eigennutzung (Mittelfristperspektive) Quelle: pv-magazine.de Verbesserungen zu erwarten aber: Zeitpunkt/ konkrete Umsetzung offen GICON 8

9 Elektrische Lastprofile von Gartenbaubetrieben hier: 3 Betriebe mit Registrierender Leistungsmessung (RLM) Es gibt nicht dentypischen elektrischen Lastgangeines Gartenbaubetriebes! Bedarfsverhalten immer betriebskonkret ermitteln (ggf. temporäre Messungen) GICON 9

10 Elektrischer Lastgang Gartenbaubetriebe nach KTBL Gesamtjahr Gesamtjahr (Werte geordnet) Juliwoche Januarwoche GICON 10

11 Anlagengröße vs. Eigenverbrauchsdeckung Eigenverbrauchsanteil: Anteil eigengenutzter PV-Strom an der gesamten Stromerzeugung der PV-Anlage Solarer Deckungsanteil: Anteil eigenerzeugter PV-Strom am Gesamtstromverbrauch des Betriebes Quelle: KTBL, ergänzt Faustzahl optimaler Stromertrag: kwh pro kwp und Jahr GICON 11

12 Beispiele untersuchter PV-Varianten für die Praxisbetriebe GICON 12

13 Einzelhandelsgärtnerei PV-Dachanlage 6,6 kwp auf Nebengebäude, Südausrichtung Abrechnung Stromverbrauch über SLP, keine Messdaten Kennwert Stromverbrauch Wert ca kwh/ a Investitionskosten ca Stromgestehungskosten 9 ct/ kwh Eigenverbrauchsanteil 95,3% Solarer Deckungsanteil 10,9% Amortisationszeit Gesamtkapitalrendite 7,7 Jahre 12,47% p.a. Berechnung mit KTBL- Standardard -Lastprofil GICON 13

14 Jungpflanzenbetrieb PV-Dachanlage 175 kwp auf Verladehalle (West-Ost-Ausrichtung) und Heizhaus(Südausrichtung) Registrierende Leistungsmessung (RLM) Kennwert Stromverbrauch Wert kwh/ a Investitionskosten Stromgestehungskosten 10 ct/ kwh Eigenverbrauchsanteil 61,9% Solarer Deckungsanteil 18,9% Amortisationszeit Gesamtkapitalrendite 11,3 Jahre 6,82% p.a. Berechnung mit realem Lastprofil GICON 14

15 Einzelhandelsgärtnerei/ Jungpflanzenbetrieb PV-Freiflächenanlage 11 kwp, Südausrichtung (keine geeignete Dachflächen!) Abrechnung Stromverbrauch über SLP, keine Messdaten Kennwert Stromverbrauch Wert ca kwh/ a Investitionskosten ca Stromgestehungskosten 10 ct/ kwh Eigenverbrauchsanteil 62,2% Solarer Deckungsanteil 17,6% Amortisationszeit 11,3 Jahre Gesamtkapitalrendite 7,3% p.a. Kleinere Anlagengröße wäre wirtschaftlicher! Berechnung mit KTBL- Standardard -Lastprofil GICON 15

16 Produktionsbetrieb Gemüse/ Zierpflanzen PV-Dachanlage 50 kwp auf Betriebsgebäude, Südausrichtung Registrierende Leistungsmessung (RLM) Kennwert Stromverbrauch Wert ca kwh/ a Investitionskosten Stromgestehungskosten 8 ct/ kwh Eigenverbrauchsanteil 75% Solarer Deckungsanteil 27% Amortisationszeit Gesamtkapitalrendite 10,9 Jahre 7,6% p.a. Berechnung mit realem Lastprofil Abbildung: geeignete Dachflächen für ca. 200 kwp GICON 16

17 Ist der Einsatz von Stromspeichern derzeit schon wirtschaftlich? Beispiel Produktionsbetrieb Gemüse/ Zierpflanzen, PVA 50 kwp Parameter Variante ohne Speicher mit Speicher 26,4 kwh mit Speicher 52,8 kwh Investitionskosten Stromgestehungskosten 8ct/ kwh 11 ct/ kwh 12 ct/ kwh Eigenverbrauchsanteil 75% 84,3% 90,4% Solarer Deckungsanteil 27% 30,1% 32,1% Amortisationszeit 10,9 Jahre 14,2 Jahre 16,6 Jahre Gesamtkapitalrendite 7,6% p.a. 4,6% p.a. 3,1% p.a. Nein Optionen zur Prüfung: Einsatz Speicher für aktives Lastmanagement GICON 17

18 Rechnen sich PV-Anlagen zur Eigenbedarfsdeckung? grundsätzlich ja (Nutzungsdauer: Jahre) Voraussetzungen: geeignete Dachflächen (Südausrichtung) hinreichender Strombedarf im Sommer (Tagzeit) angepasste Anlagendimensionierung (hoher Eigenverbrauchsanteil kleinere Anlagen wirtschaftlicher) Vorteil Kleinanlagen (<10 kwp): keine EEG-Umlage auf eigenverbrauchten Strom höhere (Eigen)kapitalrenditen bei Fremdfinanzierung GICON 18

20 KWK-Zuschläge Rahmenbedingungen für den Betrieb von Blockheizkraftwerken (BHKW) nach KWK-G 2017 Zuschlag für eingespeisten + selbst verbrauchten KWK-Strom Max. bis Vollbenutzungsstundenzahl (leistungsabh / Vbh) KWK-Zuschlag nur, wenn keine Verdrängung von Nah- oder Fernwärme neu: ab 1 MW el : Ausschreibungsverfahren Weitere gesetzliche Rahmenbedingungen: auf eigenverbrauchten Strom 40% des gültigen EEG-Umlagesatzes zu entrichten (2,7 von derzeit 6,8 ct/ kwh) ( 61 EEG 2017) Möglichkeit der vollständigen Rückerstattung der Energiesteuer nach 53a Abs. 6 EnergieStG Anspruch auf Zahlung vermiedener Netzentgelte (Berechnung: Netzbetreiber) GICON 20

21 KWK-Zuschläge nach KWK-G 2017 Kleinanlagen bis 2 kw el ( Mini-BHKW ) 4 ct/kwh (für Vbh) als Einmalpauschale (= Euro für 2 kw el -Anlage) Kleinanlagen >2 bis 50 kw el eingespeister KWK-Strom: 8 ct/kwh (für Vbh) selbst verbrauchter KWK-Strom: 4 ct/kwh (für Vbh) Anlagen > 50 kw el bis 1 MW el eingespeister KWK-Strom: 8-4, 4 ct/kwh (leistungsgestaffelt, für Vbh) selbst verbrauchter KWK-Strom (bis 100 kw el ): 4 3 ct/kwh (leistungsgestaffelt, für Vbh) Kohleersatzbonus : 0,6 ct/ kwh auf KWK-Zuschlag für eingespeisten Strom GICON 21

22 Grundlegende Anforderungen für den wirtschaftlichen Betrieb von Kraft-Wärme-Kopplungs-(KWK)-Anlagen zeitgleicher Strom- und Wärmebedarf (mindestens 1:1 bis 1: 2) möglichst langer Heizwärmebedarf (optimal: ganzjährig) hohe Stromkosten hohe Brennstoffkosten Bestandsanlage geringe Brennstoffkosten für BHKW-Anlage lange Wartungszyklen + lange Nutzungsdauer BHKW GICON 22

23 Praxisbeispiel: Eigenerzeugung Strom mittels Klein-BHKW (1) grün: elektrischer Leistungsbedarf Gewächshaus blau: Wärmebedarf laut Simulation HORTEX mit Speicherladebetrieb könnte Klein- BHKW fast ganzjährig Strom erzeugen (vorausgesetzt, Wärmelasten verhalten sich wie simuliert) GICON 23

24 Praxisbeispiel: Eigenstromerzeugung mittels Klein-BHKW (2) grün: elektrischer Leistungsbedarf (Fläche unter der Kurve: Strombezug) gestrichelte Fläche: Überschusseinspeisung oder keine Erzeugung bei stromgeführt modulierender Betrieb rote Fläche: Stromerzeugung eines Klein-BHKW 50 kw el : 65% des Gesamtstrombedarfs GICON 24

25 Praxisbeispiel: Eigenstromerzeugung mittels Klein-BHKW (3) Überschlägige Wirtschaftlichkeitsabschätzung Ansätze gesamte BHKW-Abwärme kann im Betrieb produktiv genutzt werden BHKW 50 kw el (eta el : 35%, eta ges : 94,4%) Volllastbetrieb mit Überschusseinspeisung Betrieb mit HEL (5 ct/ kwh Hi ), da kein Erdgas anliegend wenige Module dieser Baugröße für HEL-Betrieb am Markt erhältlich Wärme substituiert Wärme aus Kohle + HEL (Wärmepreis ca. 3,7 ct/ kwh) Gesamtinvestitionskosten ca technische Nutzungsdauer: ca Jahre (ca Bh) Wirtschaftliche Kennzahlen Amortisationsdauer ca. 3 Jahre Interne Verzinsung: 32% p.a Wirtschaftlich! GICON 25

26 Praxisbeispiel: Eigenstromerzeugung mittels Klein-BHKW (4) Sensitivitätsbetrachtungen: Was wäre, wenn.? I. BHKW läuft mit Flüssiggas, derzeitige Wärmeversorgung wie bisher (Kohle/ HEL) (mehr Module am Markt in dieser Leistungsgröße) Amortisationsdauer: ca. 13 Jahre (< technische Lebensdauer) Interne Verzinsung: - 4% p.a Nicht wirtschaftlich! II. (fiktiv): Erdgas liegt an, derzeitige Wärmeversorgung auf Basis von Erdgas Amortisationsdauer < 2 Jahre Interne Verzinsung: 57% p.a Wirtschaftlich! KWK-Nutzungskonzepte müssen einzelbetrieblich bewertet werden! Energiepreise/ -preisentwicklung wesentlichste Einflussgröße GICON 26

28 FAZIT Eigenstromerzeugung mittels Photovoltaikanlagen grundsätzlich wirtschaftlich, Voraussetzungen: geeignete Dachflächen hinreichender Strombedarf im Sommer angepasste Anlagendimensionierung (hoher Eigenverbrauchsanteil) reales elektrisches Lastprofil als Bemessungsgrundlage (ggf. messen!) Wirtschaftliche Randbedingungen für Eigenstromerzeugung mittels BHKW derzeit schwierig KWK-Nutzungskonzepte nur einzelbetrieblich bewertbar, keine allgemeingültigen Aussagen zur Wirtschaftlichkeit möglich GICON 28

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