Thorsten Breitschuh / , 0177/ Mail: Nossen Groitzsch, Realität: Zubau Biogas

Transkript

1 Praxiserfahrungen zur Flexibilisierung güllebetonter Biogasanlagen Vorschläge für ein Gülle-Biogas-Bürger- EEG Thorsten Breitschuh / , 0177/ Mail: Nossen Groitzsch, Realität: Zubau Biogas Das EEG 2017 wirkt. 13 Neuanlagen mit 29 MW Zuschlag Ausschreibung Prognose Zubau 2017: 134 BGA, davon 128 mit 75 kw, ges. 9,6 MW (ohne Abfall und Methan BHKW) Zubau Sachsen-Anhalt 2017: 2 x 75 kw = 150 kw Datenquelle: Datenquelle: Fachverband Fachverband Biogas Biogas,, eigene BNetzA, Berechnungen eigene Berechnungen BELANU 10/ /2017 1

2 Auswertung von 58 landwirtschaftlichen Biogasanlagen kw, im Mittel 407 kw elektr. Leistung, ges. 23,6 MW inst. / 21,8 MW HBL Baujahre genehmigt nach Baurecht (45%) und BImsch (55%) zu 95% Nutzung eigener Rohstoffe bzw. Zukauf von festen Partnern Flächenbasis: ha Betriebsfläche, das entspricht 0,28 kw inst je ha LN Auswertung 58 Biogasanlagen 2017 BELANU 10/2018 Flexprämie Inanspruchnahme in 58 ldw. BGA Jahr Plan 2018/19 Anlagen mit Flexprämie Zubau Flexleistung je Anlage 1 (2%) 3 (5%) 110 (+25 %) 110 (+20 %) 102 (+12 %) 75 (+22 %) 7 (12%) kw ( %) Mittel: 176 kw 17 (29%) kw ( %) Mittel: 445 kw Zubau kum. Flexleistung bei 58 Anlagen (Bezugsleistung 22 MW) Leistungszubau kumulativ zum Vergleich bundesweit (Bezugsleistung 4 GW) 110 kw (+0,5 %) 397 kw (+1,8 %) 1411 kw (+6,4 %) 5870 kw (+26 %) +4 % +7 % +14 % +33 % 2

3 Flexibilisierung: Regelfall 1 Biogasanlage mit kw Gülleanteil um 80%, Verweilzeit Tage Güllelager >200 Tage Einfache Flexibilisierung durch Zubau eines weiteren BHKW. Flexibilisierung: JA Da die Anlagenkonzeption von Beginn an auf kw ausgelegt war (Trafo, Gasleitungen, Gasspeicher), ist eine Genehmigung und der Zubau eines zweiten baugleichen BHKW einfach möglich und zeitlich schnell umsetzbar. Von 8 Anlagen dieser Bauart wurde eine bereits aufgerüstet, bei drei weiteren laufen die Genehmigungsverfahren. Flexibilisierung: Regelfall 2 Biogasanlage mit kw Gülleanteil um 80%, Verweilzeit Tage Güllelager >200 Tage Flexibilisierung: eher Nein (17 Anlagen) Eine nochmalige Anlagenerweiterung ist Bimsch-pflichtig und damit zeitaufwändig. Der Anlagenumbau ist umfangreicher und kostenintensiver, die Flexprämie reicht hier nicht zur Kostendeckung für den gesamten Umbau. Bislang wurden 2 Anlagen aufgerüstet, i.d.r. um ein drittes 200-kW-BHKW. 3

4 Flexibilisierung Regelfall 3 Biogasanlage mit kw mit 1 BHKW Flexibilisierung: JA Eine große Anlagenerweiterung ist Bimsch-pflichtig, zeitaufwändig und teuer. Hier bietet sich ggf. der Ersatz von baugleichen BHKW mit stärkerer Leistung an: MAN 8 Zylinder mit 350 statt 250 kw Jenbacher: 312er mit 635 statt 526 kw oder 412er mit 899 statt 827 kw Der Anlagenumbau ist einfach möglich, die Flexprämie reicht zur Kostendeckung für den gesamten Umbau. Bislang wurden 3 Anlagen aufgerüstet wurde dieses Konzept auch für die Umrüstung der 190er MAN 6-Zylinder vorgesehen. Nach der Drosselung der Motorleistung der neuen MAN-Motoren von 230 auf 210 kw und der Weiterlieferung der alten 190er Motoren ist diese Option nicht mehr interessant. Flexibilisierung: Regelfall 4 Biogasanlage mit kw, i.d.r. 2 BHKW Gülleanteil um 80%, Verweilzeit Tage Güllelager >200 Tage Flexibilisierung: Nein (17 Anlagen) Die Anlagen werden entsprechend ihrer technischen Auslegung betrieben. Eine zusätzliche Anlagenerweiterung ist Bimsch-pflichtig und damit zeitaufwändig. Der Anlagenumbau ist umfangreicher und kostenintensiver, die Flexprämie reicht hier nicht zur Kostendeckung für den gesamten Umbau. Bislang wurden 2 Anlagen aufgerüstet, i.d.r. um ein drittes 200-kW-BHKW. Interessant ist dieses Konzept nur für Betriebe, die heute schon sicher wissen, dass sie nach 2029 noch ausreichende Güllemengen haben. 4

5 Flexibilisierung, Einzelfall 1 Biogasanlage 200 kw kw Satelliten BHKW am Standort Flexibilisierung: NEIN Aufgrund des Vorhandenseins von zwei BHKW mit unterschiedlicher Inbetriebnahme sind die rechtlichen Rahmenbedingungen unklar. Die Flexprämie wäre beim Zubau eines weiteren BHKW geringer als der jetzige Vergütungsvorteil durch die Satelliten-BHKW-Regelung. Flexibilisierung, Einzelfall 2 Biogasanlage mit 850 kw (Stand 2017) geringe Verweilzeit (nur ca. 40 Tage): Die Auslastung der BHKW wurde ständig gesteigert. Der erhöhte Energiebedarf wurde über zusätzliche NaWaRo abgedeckt. Der Anteil Wirtschaftsdung wurde reduziert, um die Verweilzeit nicht noch weiter zu verkürzen. Ein Zubau von Behältern für 150 Tage gasdichte Verweilzeit bei 6 Jahren Restlaufzeit war nicht finanzierbar. Flexibilisierung: nun doch Nach einem Wechsel in der Geschäftsführung und dem EEG 2017 (Option der Ausschreibung) wurde 2018 entschieden, die Anlage umzubauen und zu Flexibilisieren: Zubau von 2 x 6000 m³ gasdichtem Nachgärer Erweiterung der BHKW-Kapazität um kw auf 1,3.. 1,7 MW. In der Folge werden zusätzlich die noch vorhandenen Wirtschaftsdünger (Stallmist) in der BGA vergoren, so dass der Energieanteil aus Wirtschaftsdung wieder steigen kann. 5

6 Flexibilisierung, Einzelfall 3 Biogasanlage mit 400 kw (gewerblich) Reduzierung des EEG-Gülleanteils auf 35 Masse-%, um Gärrestanfall zu minimieren (keine eigenen Ausbringflächen). Einnahmen wurden durch eine Gärresttrocknung weiter optimiert. Da die Anlage alle Substrate zukaufen muss, ist die wirtschaftliche Lage schon immer grenzwertig. Flexibilisierung, Einzelfall 3 Biogasanlage mit 400 kw (gewerblich) Reduzierung des EEG-Gülleanteils auf 35 Masse-%, um Gärrestanfall zu minimieren (keine eigenen Ausbringflächen). Flexibilisierung: JA Nach längeren Erfahrungen und Umbauten in der Steuerung (und einem Personalwechsel) wird die Anlage konsequent über den Vermarkter nach dem Strompreis gesteuert. Anlage wurde 2015 und 2016 von 400 auf 600 kw erweitert. 6

7 Flexibilisierung, Einzelfall 4 Biogasanlage mit 360 kw (ldw.) BGA 2010 in Betrieb gegangen, 65 Tage Verweilzeit mit 1 gasdichten Behälter - Vormischung der Inputstoffe mit Futtermischwagen - Misteinsatz nur begrenzt möglich (von 8000 t werden nur die Hälfte eingesetzt) : Zubau einer ldw. Trocknung und eines Nahwärmenetzes Flexibilisierung: JA 1) 3 Söhne (1 x Milch, 1 x Technik, 1 x Biogas) 2) Anlagenumbau müsste sowieso erfolgen, um den Mist komplett einzusetzen und die bislang knappe Endlagerdauer (<180 Tage) zu erhöhen. Durch die Flexprämie wird der eh erforderliche Anlagenumbau (ca. 2,5 Mio für neuen Dosierer, 150 Tagen gasdichte Verweilzeit (+9000 m³ gasdichte Läger), Umbau auf Großflügelrührwerke, neue Gasaufbereitung, Radar- Füllstandsmessung, Ausbau Trocknung) etwas abgefedert. Das Gassepeichervolumen wird auf ca 7000 m³ erhöht (=38 Stunden). Die installierte Leistung wird von 360 um 2 x 530 auf dann 1420 kw erhöht. mit Gesamte Rinderhaltung auf Stroh 2 Trocknungskammern Warm- und Kaltbelüftung, Hängertrocknung (Rücklauf Nachwärmenetz) Nahwärmenetze mit 1 km Trassenlänge für komplette Kommune, 1 MW Spitzenlastkessel Flüssiggas/Biogas, 30 m³ Warmwasserspeicher 7

8 Entwicklung Substratkosten nach Umbau Mittel 2015/16 /t /a Geplant *) /a Geplant **) /a Gülle m³ m³ m³ 0 Rindermist t t t 0 Maissilage t t t Getreide -- t t t -- Summe t t t norm. Gasertrag Nm³ Nm³ Nm ³ Gärrestmenge m³ m³ m³ Finanzielle Planung kw in 10 Jahren (Finanzplanung) in 12 Jahren (Wirtschaftlichkeitsplanung) Substrateinsparung ( ) ( ) ( ) Arbeitszeiteinsparung Flexprämie Einsparung Ersatz 366 einmalig kw BHKW Erhöhung KWK- Bonus Summe Einnahmen ( ) ( ) Ausgaben in T zzgl. 2% Zinsen für 10 Jahre Gesamtkosten Ergebnis

9 Kalkuliertes Minus: - Ein Umbau der BGA wäre auch ohne Flexibilisierung erforderlich gewesen Tage Gärrestlagerdauer hätten einen Zubau von m³ erfordert, - diese hätte die Pflicht zur 150-Tage Abdeckung nach sich gezogen (+ weitere zwei Gashauben auf Behältern, von denen einer statisch nicht geeignet ist, zusammen mit Neuverlegung von Gas- und Substratleitungen ca Eh-da-Kosten - Chance auf Formaldehydbonus bewahren - Chance auf Mehreinnahmen aus Regelenergie (nicht einkalkuliert!) Finanzielle Planung kw Kosten einschl. Finanzierung bis Einbau BHKW Garantierte Einnahmen bis Flexprämie Vergütung Regelleistung Vergütung Zusatzleistung Einnahmen zu erwarten bis Einnahmen (Ausschreibun g) Einsparung BHKW Nachkauf 366 kw Summe

10 Landwirtschaftliche Biogasanlagen in Mitteldeutschland - dienen dem Landwirtschaftsbetrieb, d.h. sie nutzen den Wirtschaftsdung und verbessern indirekt die Futterqualität - stellen Wärme kostengünstig zur Verfügung - steigern die Akzeptanz der Tierhaltung bei der Bevölkerung steigt, da die Gärrestausbringung weniger stinkt. - sind meist gut an die Betriebsgröße angepasst. Fazit Flexibilisierung: 1. Es besteht kein Zwang zur Flexibilisierung. 2. Dort, wo es gut umsetzbar ist, sollte die Chance zur Anlagenerweiterung genutzt werden. Das gilt besonders, wenn die Anlagen langfristige Perspektiven haben. 3. Der Anlagenausbau sollte in einem angemessenen Verhältnis zur Anlagengröße stehen. Für das Stromnetz erbringen 4 doppelt überbaute Anlagen mehr Regelfähigkeit als eine 4-fach überbaute Anlage. 4. Der Zubau von Flex-BHKW ist der investive Teil, um Biogasanlagen zukunftsfähig zu gestalten. Spätestens dann, wenn für regelbare und sicher zuschaltbare Leistungen höhere Preise zu erzielen sind, muss die Investition durch geeignete Steuerungs- und Vermarktungsstrategien ergänzt werden. Entwicklung Börsenstrompreis: Es tut sich etwas am Strommarkt! EEX Strom Phelix Baseload Peakload 7,3..8,0 Ct/kWh Baseload 5,8..6,4 Ct/kWh BELANU 10/2018 Datenquelle: Fachverband Biogas, eigene Berechnungen BELANU 03/

11 Sonntagsreden Datenquelle: Quelle: Fachverband Klimaschutzplan Biogas 2050,, eigene Umweltbundesministerium Berechnungen S.65 BELANU 10/ /2017 Das UBA hat im Auftrag der Bundesregierung eine Untersuchung beauftragt, die Hindernisse für die Vergärung von Gülle (und von Abfall) aufzeigen sollen. Umdenken? Lösungsvorschlag: Ein EEG für Anlagen mit >80% Wirtschaftsdung Beseitigung von Fehlern in den Düngegesetzen Datenquelle: Quelle: Fachverband Protokoll Institut Biogas für, eigene Biogas Berechnungen Kassel BELANU 10/ /

12 Vorschlag Gülle-EEG : Vergütung anteilige Festpreise + Börsenpreis ohne Ausschreibung für Anlagen unter 750 kw inst. Leistung a. börsenpreisabhängige Grundvergütung (z.z. ca. 5 Ct/kWh, für Laufzeit fix) b. größenabhängige Grundvergütung zwischen 8,5 und 4 Ct/kWh c. Substratvergütung a. Schweinegülle 9 Ct/kWh, b. Rindergülle und Mist, Stroh: 8 Ct/kWh, c. HTK 6 Ct/kWh, d. NaWaRo 5 Ct/kWh (kein Maisdeckel!) e. Sonstige Koppelprodukte und Reststoffe: 0 Ct/kWh d. Börsenstrompreis Summe Vergütung (einschl. Börsenerlöse): zwischen 18 und 25 Ct/kWh (je nach Anlagengröße und Substratmix) im Jahr 90% von den o.g. Vergütungssätzen im Jahr 80% von den o.g. Vergütungssätzen im Jahr Es gibt keine Degressionen. Akzeptabel wäre ein atmender Deckel, um den Zubau zu steuern. Vorschlag Gülle-EEG : Verweilzeit, Gaslager Die Mindestverweilzeit im gasdichten Raum (ohne Anrechnung entleerbarer Behälter) beträgt 50 Tage. Je Prozent nicht flüssige Gülle verlängert sich die Verweilzeit um einen Tag (das gilt für Stallmist, HTK, Stroh, NaWaRo, Koppelprodukte). Max. Verweilzeit kann bei 80% Stallmist/HTK und 20 % NaWaRo bis zu 150 Tage betragen. Wenn der Biogasprozess nur einstufig ist, muss das erste Gärrestlager gasdicht abgdeckt sein. Um ein ausreichendes Maß an Flexibilität zu sichern, muss das jederzeit nutzbare Gasvolumen in m³ mindestens dem vierfachen der installierten elektr. Leistung entsprechen (d.h. Mindestgasspeicherdauer von 8 Std.) 12

13 Vorschlag Gülle-EEG : installierte / Bemessungsleistung Die installierte Leistung kann bis zu 750 kw betragen. Größere Anlagen müssen an der Ausschreibung teilnehmen. Änderungen der installierten Leistung sind bis zu dieser Grenze jederzeit möglich (vorbehaltlich der baurechtlichen Genehmigung, Netzanschlusszusage, Meldung BNetzA). Die Höchstbemessungsleistung beträgt 50% der installierten Leistung (= doppelte Überbauung). Die Bemessungsleistung wird auf Basis der an das öffentliche Netz abgegebene Strommenge berechnet. BHKW müssen für den flexiblen Betrieb geeignet sein (Aus bis Volllast in max. 5 Minuten). Vorschlag Gülle-EEG : Nachweispflicht, Sanktionen Nachweispflichten: Wiegung / Messung der Inputstoffe und Führung eines Einsatzstofftagebuches Plausibilitätsprüfungen anhand von Anbauflächen, Tierbeständen, Einkaufsrechnungen. Sanktionen: Die volle Vergütung wird nur für den Anteil des Stroms gezahlt, der alle Vorgaben einhält. Beispiel 1: Statt 80 wurden nur 60 Masse% Wirtschaftsdung eingesetzt: Unterschreitung der Vorgabe um 25%. Folge: Es werden nur 75% des Stromes nach EEG vergütet, der Rest bekommt nur den Börsenstrompreis. Beispiel 2: Die Mindestverweildauer von 100 Tagen wurde um 10 Tage unterschritten: Folge: Es werden weitere 10% des Stromes nur mit dem Börsenstrompreis vergütet. Beispiel 3: Die Bemessungsleistung liegt bei 60% der installierten Leistung, d.h. eine Überschreitung der Vorgabe um 20%, Folge: es werden 20% des Stromes mit dem Börsenstrompreis vergütet. 13

14 Vorschlag Gülle-EEG : Allgemeine Regelungen Eigenstromnutzung und Verkauf ohne Nutzung öffentlicher Netze: ist jederzeit im gewünschten Umfang ohne zusätzliche Abführung einer EEG-Umlage zulässig. Der Direktverkauf bei Nutzung öffentlicher Netze ist ebenfalls zulässig, allerdings fallen dann Netznutzungskosten an. Es gibt keine Anforderungen bezüglich einer Wärmenutzung, da diese bei den erforderlichen hohen Gülleanteilen und der angestrebten Flexibilität der Stromerzeugung kaum umsetzbar sein wird. Das Gülle EEG sollte als eigenständiges Gesetz und im Klartext formuliert werden. (ggf. zusammen mit den für normale Bürger relevanten nicht ausschreibungspflichtigen Bereichen des EEG für Wind / Wasser / PV / Geothermie als Bürger-EEG). Das Bürger - EEG muss wieder lesbar sein. Ein Gesetz wie das EEG 2017, welches nur noch aus Bezügen auf die Vorgänger EEGbesteht, verschreckt jeden Investor (und damit insbesondere Landwirte oder Eigenheimbesitzer ohne Jurastudium!). Niemand investiert bis zu mehreren Millionen Euro, wenn er die Rechtsgrundlage nicht mehr ohne fremde Hilfe lesen und verstehen kann. Gülle - EEG Der vorliegende Vorschlag ist mit den NaWaRo-Referenten der Bauernverbände von Mecklenburg-Vorpommern, Sachsen und Thüringen abgestimmt und wird zur nächsten DBV-NaWaRo-Ausschusssitzung eingebracht. Der Vorschlag ist Bestandteil des Ergebnisprotokolls des UBA-Workshops zur Beseitigung von Hemmnissen für die Güllevergärung. 14

15 Mindeständerungen an bestehende Regelungen: EEG: Verzicht auf 150 Tage gasdichte Verweilzeit, Übernahme der o.g. Regelungen zur Verweilzeit in Abhängigkeit vom Anteil flüssiger Gülle. Flexdeckel für Flexprämie nach EEG 2012: Flexibilisierungen von Anlagen mit >80% Wirtschaftsdung am Input sind auch über die 1350 MW hinaus zulässig. Verzicht auf die (anteilige) EEG-Umlage bei Eigennutzung und Direktverkauf von Biogasstrom. Düngegesetze: Gleichsetzung von Gülle und Gärrest! (Lagerung, Ammoniakverluste) AFP: Keine Begrenzung der Förderung auf Gülleläger. Die kleinste BGA der Welt 6-10 Schweine liefern über den Ablauf der betonierten Stallplatte Gülle, die in einem Eimer gesammelt werden. Der Inhalt des Eimers wird in den Zwischenraum zwischen Fermenter und schwebendem Deckel gekippt, die Abdichtung des Spaltes besorgt eine sich selbst bildende Schwimmschicht. Die Deckelglocke hat einen etwas geringeren Durchmesser als der Fermenterboden und wird mit Säcken beschwert, um den Druck zu halten. Eine absperrbare Leitung führt direkt zum Herd in der gemeinschaftlichen Küche einer größeren Familie. Datenquelle: Quelle: Fachverband Fotos und Bericht: Biogas Tobias, eigene Wolf, Berechnungen Tuvalo-Atoll BELANU 10/ /

16 Datenquelle: Quelle: Fachverband Fotos und Bericht: Biogas Tobias, eigene Wolf, Berechnungen Tuvalo-Atoll BELANU 10/ /