Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen nach dem EEG

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1 Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen nach dem EEG 8. Oktober 2004 Landwirtschaftzentrum Haus Düsse Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 1

2 Biomasse < 150 kw Biomasse > 500 kw Biomasse > 5 MW Biomasse > 20 MW bei Altholz (Kategorien A III/ IV) Bonus für Biomasse > 500 kw (1) Bonus für Biomasse > 5 kw (1) Bonus für Biomasse (Holz) > 5 kw (1) KWK-Bonus für Biomasse (1) 11,50 Cent 9,90 Cent 8,90 Cent 8,40 Cent 3,90 Cent 6,00 Cent 4,00 Cent 2,50 Cent 2,00 Cent 2. KWK-Bonus für Biomasse (1) 2,00 Cent Zeitraum: 20 Jahren Jährl. Degression: 1,5% (1) Abhängig vom Brennstoff wird ein Bonus je Kilowattstunde gewährt. Bonus II des Regierungsentwurfs war gedacht für innovative Ansätze. Das Parlament führte zudem einen KWK-Bonus ein jetzt können entsprechende Anlagen bis zu 21,5 Cent erhalten. Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 2

3 Anbau von Nawaro`s (nachwachsende Rohstoffen) Welche Früchte eignen sich? Wie lassen sich die Früchte in die Fruchtfolge integrieren? Sind positive Effekte auf die Bodenfruchtbarkeit daraus zu erzielen? Ist der Anbau/Vertragsanbau wirtschaftlich auf Stilllegungsflächen/auf Betriebsflächen? Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 3

4 Die Globalstrahlung 2002 am Standort Seligenstadt 10% 20% 2% Photosynthese Transmission % Überführung in Wärme 6000 Reflexion 48% 5000 Verbrauch für Transpiration und Evaporation Dez 24. Jan 23. Feb 25. Mrz 24. Apr 24. Mai 23. Jun 23. Jul 22. Aug 21. Sep 21. Okt 20. Nov Quelle: Dr. Jaeger Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 4

5 dt/ha Ertrag von Grünroggen,und Zweitfruchtmais 2003: Vergleich einer extrem späten Maissorte (Doge) mit einer am Niederrhein empfohlenen herkömmlichen Maissorte (Oldham) dt/ha % TS % Grünroggen Oldham Doge 10 Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 5

6 % Inhaltsstoffe einer extrem späten Maissorte (Doge) im Vergleich zu einer in der Region empfohlenen herkömmlichen Maissorte (Romario) Kleve, 2002 Romario Doge % Rohasche % Rohprotein % Rohfaser % Rohstärke Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 6

7 l/kg ots 800,00 600,00 400,00 200,00 kg ots/d 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 0,00 Silomais Silomais Mais Doge Mais Oldham Spez. Gaserträge (l/kg ots Substrat) Raumbelastung (kg ots/d) Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 7

8 Kosten der Futterbergung Mähen, Zetten, Schwaden /ha Bergen und Transport (Häcksler, Ladew agen,transporteinheiten) 5-7 /t Walzen 1-1,5 /t Abdecken (Folie, Arbeit, Sandsäcke, etc.) 1,5-1,8 /t Siloplatte 5-6 /t p.a. Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 8

9 Anbau von Grünroggen Winterzwischenfrucht Riswick 2003 Potential 40 t Saatgutaufwand 41,00 41,00 /ha Stickstoff 42,00 42,00 /ha Grundnährstoffe 30,00 30,00 /ha Herbizide 20,00 20,00 /ha Bodenbearbeitung Saat, Bestellung 130,00 130,00 /ha Mähen,Schwaden 72,00 72,00 /ha Bergen und Transport 89,00 240,00 /ha Walzen 18,50 50,00 /ha Abdecken (Folie, Arbeit, Sandsäcke, etc.) 24,40 66,00 /ha Siloplatte 40,70 110,00 /ha Summe 507,60 801,00 /ha Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 9

10 Wirtschaftlichkeit von Grünroggen Ertrag Riswick ,80 t FM/ha Stückkosten 34,30 /t Ertrag Potential 40,00 t FM/ha Stückkosten 20,03 /t Gewinnschwelle bei Wärmenutzung EEG 2000 EEG 2004* Fermenterkapazität vorhanden 18,27 /t 34,74 Fermenterkapazität nicht vorhanden 11,14 /t 27,62 * 17,5 Cent Stromentgelt Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 10

11 Hauptfruchtanbau Mais/Welsches Weidelgras 50 t FM Mais Welsches Weidelgras Saatgutaufwand 140,00 78,00 /ha Stickstoff 93,00 168,00 /ha Grundnährstoffe 89,00 186,00 /ha Herbizide 56,00 10,00 /ha Bodenbearbeitung Saat, Bestellung 130,00 130,00 /ha Mähen,Schwaden 0,00 275,00 /ha Bergen und Transport 300,00 300,00 /ha Walzen 62,50 62,50 /ha Abdecken (Folie, Arbeit, Sandsäcke, etc.) 82,50 82,50 /ha Siloplatte 140,00 140,00 /ha Summe 1093, ,00 /ha Stückkosten 21,86 28,64 /t Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 11

12 Biogasanlage EEG 2004 EEG 180 Kühe 2004 EEG 2004 EEG t Flotatfett 180 Kühe 300 t Altbrot 180 Kühe 600t Flotatfett 180 Kühe 30 ha Mais 750 t Speiseabfälle 50 ha Mais 10 ha Getreide 600 t Altbrot 2000 t Speiseabfälle 2900 t Gülle 1500t Mais 2900 t Gülle und Kofermente 2900 t Gülle 2500t Mais 90t Getreide 2900 t Gülle und Kofermente Annahmen: Fermentervolumen [m³] Tägliche erzeugte Gasmenge [m³]: Energieertrag elektrisch [kwh/a]: (Wirkungsgrad 34 % abzüglich 5% Prozessenergie) nutzbare Wärme [kwh/a]: (abzüglich 40 % Prozessenergie bei 80 % Gleichzeitigkeit) Leistung BHKW, 20h/d Laufzeit [kw]: 97, Baukosten ( 600 /m³ Fermenter) [ ]: Förderung [%] Kosten nach Abzug der Förderung [ ]: Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 12

13 Biogasanlage EEG 2004 EEG 2004 EEG 2004 EEG t Flotatfett 180 Kühe 600t Flotatfett 180 Kühe 300 t Altbrot 50 ha Mais 600 t Altbrot 30 ha Mais 750 t 10 ha Getreide 2000 t Speiseabfälle 2900 t Gülle 1500t Mais 2900 t Gülle und Kofermente 2900 t Gülle 2500t Mais 90t Getreide 2900 t Gülle und Kofermente Jährliche Kosten Biogasanlage AfA 5,10 und 15 Jahre[ /a]: Zins 4,5% [ ]: Wartung BHKW [ ]: Personalkosten [ ]: Zündöl (0,30 /l) [ ]: sonst. Betriebskosten (Wartung und Versicherung)[ ]: Summe [ ]: Verkauf Strom(0,175 /kwh 1) oder 0,115 /kwh 2) ) [ ]: Verkauf Wärme (3 Cent/kWh)[ ]: Gesamteinnahmen [ ]: Kosten Coferment Mais/Getreide [25 /t/120 /t]: Gewinn/Verlust [ ]: ) Fallbeispiel 1 und 3 2) Fallbeispiel 2 und 4 Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 13

14 Ohne Förderung Höhere Kosten für NawaRos und Kofermente Biogasanlage EEG 2004 EEG 180 Kühe 2004 EEG 180 Kühe 2004 EEG 180 Kühe Kühe 300t Flotatfett 50 ha Mais 600t Flotatfett 30 ha Mais 300 t Altbrot 10 ha Getreide 600 t Altbrot 2900 t Gülle 2900 t Gülle und 2900 t Gülle 2500t Mais 2900 t Gülle und 1500t Mais Kofermente 90t Getreide Kofermente Summe Kosten [ ]: Verkauf Strom(0,175 /kwh 1) oder 0,115 /kwh 2) ) [ ]: Verkauf Wärme (3 Cent/kWh)[ ]: Gesamteinnahmen [ ]: Kosten Coferment Mais/Getreide [32 /t/120 /t]: Gewinn/Verlust [ ]: Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 14

15 Wirtschaftlichkeit von NawaRo-Anlagen 1 Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen Weizen Mais Weizen Mais Weizen t Mais t Benötigte Anbaufläche** ha Rindergülle m³ Biogasausbeute m³/d Verfügbarer Strom p.a. kwh Verfügbare Wärme p.a. kwh Baukosten Summe Kosten p.a Kosten pro kwh el. 0,183 0,175 0,170 0,162 Kosten NaWaRo's p.a Bilanz ohne Wärmenutzung p.a Bilanz mit Wärmenutzung p.a Bilanz mit Transportkosten ( /t*km) *45d Verweilzeit +2,6kg ots/(d*m³) + el. Wirkungsgrad 34% **Ertragserwartung Mais - 47,5 t (25 ) ; Weizen - 85 dt (10 /dt) Anlagenleistung 105 kw* Anlagenleistung 180 kw* Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 15

16 Wirtschaftlichkeit von NaWaRo-Anlagen 2 Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen Weizen Mais Weizen Mais Weizen t Mais t Benötigte Anbaufläche** ha Rindergülle m³ Biogasausbeute m³/d Verfügbarer Strom p.a. kwh Verfügbare Wärme p.a. kwh Baukosten Summe Kosten p.a Kosten pro kwh el. 0,184 0,193 0,171 0,178 Kosten NaWaRo's p.a Bilanz ohne Wärmenutzung p.a Bilanz mit Wärmenutzung p.a Bilanz mit Transportkosten ( /t*km) 7, *45d Verweilzeit +2,6kg ots/(d*m³) + el. Wirkungsgrad 34% **Ertragserwartung Mais - 47,5 t (25 ) ; Weizen - 85 dt (10 /dt) Anlagenleistung 105 kw* Anlagenleistung 180 kw* Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 16

17 Wirtschaftlichkeit von NaWaRo-Anlagen 3 Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen Weizen Mais Weizen Mais Weizen t Mais t Benötigte Anbaufläche** ha Rindergülle m³ Biogasausbeute m³/d Verfügbarer Strom p.a. kwh Verfügbare Wärme p.a. kwh Baukosten Summe Kosten p.a Kosten pro kwh el. 0,164 0,157 0,146 0,138 Kosten NaWaRo's p.a Bilanz ohne Wärmenutzung p.a Bilanz mit Wärmenutzung p.a Bilanz mit Transportkosten ( /t*km) *45d Verweilzeit +2,6kg ots/(d*m³) + el. Wirkungsgrad 34% **Ertragserwartung Mais - 47,5 t (25 ) ; Weizen - 85 dt (10 /dt) Anlagenleistung 105 kw* Anlagenleistung 180 kw* Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 17

18 Wirtschaftlichkeit von NaWaRo-Anlagen 4 Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen Weizen Mais Weizen Mais Weizen t Mais t Benötigte Anbaufläche** ha Rindergülle m³ Biogasausbeute m³/d Verfügbarer Strom p.a. kwh Verfügbare Wärme p.a. kwh Baukosten Summe Kosten p.a Kosten pro kwh el. 0,166 0,173 0,147 0,154 Kosten NaWaRo's p.a Bilanz ohne Wärmenutzung p.a Bilanz mit Wärmenutzung p.a Bilanz mit Transportkosten ( /t*km) 7, *45d Verweilzeit +2,6kg ots/(d*m³) + el. Wirkungsgrad 34% **Ertragserwartung Mais - 47,5 t (25 ) ; Weizen - 85 dt (10 /dt) Anlagenleistung 105 kw* Anlagenleistung 180 kw* Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 18

19 Gaserträge und Nährstoffgehalte unterschiedlicher Kofermente m³/t FM N kg/t FM P 2 O 5 kg/t FM K 2 O kg/tfm Weizen 598,20 22,0 8,0 6,0 Maissilage 202,60 13,6 5,5 16,9 CCM 451,30 10,1 4,4 4,7 Altbrot 487,00 11,5 2,1 8,6 Speiseabfälle 92,00 5,4 1,8 1,6 Rübenbruchstücke 90,92 11,2 3,9 10,8 Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 19

20 Schlußbetrachtung Das EEG hat die Rahmenbedingungen für Biogasanlagen deutlich verbessert Anlagen können wirtschaftlich sein, wenn... Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 20

21 ... wenn freie Flächen in der Region vorhanden sind die Pachtpreise nicht zu hoch liegen Arbeitskapazität vorhanden ist die Produktionskosten für NawaRo`s nicht zu hoch liegen ausreichende Flächenerträge erzielt werden der Anlagenbetreiber sich mit dem neuen Betriebszweig identifiziert Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 21

22 Anbau von Nawaros als Hauptfrucht variable Kosten Kosten/ha GJ NEL/ha /GJNEL Mais 753,00 85,50 8,8 Grünlandnutzung Wiese 570,00 52,00 11,0 Futterrüben 962,00 84,00 11,5 Markstammkohl? 360,00 37,20 9,7 Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 22

23 Trockensubstanzgehalt und Gasausbeute der Substrate T.S. % o.t.s. % l/kg o. T.S. m³/t FM CH 4 -Gehalt Rindergülle 8,5 85,0 280,0 20,2 55,0 Hühnertrockenkot 70 75,0 550,0 288,7 65,0 Maissilage 35,0 96,0 598,2 201,0 52,2 Getreide hier Weizen 87,0 97,0 700,0 590,7 52,9 Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 23

24 Rübenbruchstücke gemessen berechnet TM 16,30% o.tm 91,06% Gasmenge 97,50 95,50 m³ Methangehalt 51,80% 51,00% Mais TM 37,40% o.tm 95,60 % Gasmenge 202,60 m³ 222,70 m³ Methangehalt 53,97% 52,10% Weißkohlschälabfälle TM 12,50 % o.tm 87,99% Gasmenge 88,15 m³ 83,70m³ Methangehalt 54,17% 55,20% Grünroggensilage TM 20,50% o.tm 88,10% Gasmenge 127,26 m³ 109,20 m³ Methangehalt 53,20% 52,50% Mais/Pressschnitzel TM 32,40% o.tm 96,00 % Gasmenge 237,97 m³ 191,10 m³ Methangehalt 51,40% 51,70% Mais/Tretmist TM 31,40 % o.tm 92,59 % Gasmenge 175,45 m³ 175,50m³ Methangehalt 51,60% 52,50% Ref. 44 Erneuerbare Energien, Nachwachsende Rohstoffe Dr. Waldemar Gruber 24