16. FACHKONGRESS HOLZENERGIE

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1 16. FACHKONGRESS HOLZENERGIE Augsburg, Das Open Source Planungstool SoPHeNa Darstellung der Wirtschaftlichkeits-Betrachtung und energetischen Planung von Biomasse-KWK-Anlagen in Nahwärmenetzen Melanie Zenker, C.A.R.M.E.N. e.v.

2 HINTERGRUND SOPHENA Entwicklung zwischen 2002 und 2005 innerhalb eines Projekts im StMELF Ziel: Steigerung der Qualität der Planung von Heizzentralen mit zugehörigen Nahwärmenetzen auf breiter Basis Über 700 mal verkauft Excelbasierte Software (Excel 2000/XP) SOPHENA Projektstart im Herbst 2013 Entscheidung für Open Source - Software Veröffentlichung Juli 2016 Bisher 350 Downloads (Ende September) Kostenloser Download nach Registrierung über C.A.R.M.E.N.-Website

3 PROJEKTBETEILIGTE Konzeption & Projektleitung Technische Umsetzung Produktdatenbank

4 PROJEKTSTRUKTUR

5 INTEGRATION EINER HOLZVERGASUNGSANLAGE WÄRMENUTZUNG Thermische Leistung einer Anlage etwa doppelt so hoch wie elektrische Leistung Ohne Wärmeverwertung keine Stromeinnahmen Investitionen müssen mitberücksichtigt werden Vorsicht bei Trocknung als wesentlichem Bestandteil des Wärmekonzepts!

6 INTEGRATION EINER HOLZVERGASUNGSANLAGE WÄRMENUTZUNG

7 INTEGRATION EINER HOLZVERGASUNGSANLAGE

8 ENERGETISCHE BETRACHTUNG

9 MITTLERE STROMERLÖSE

10 EEG 2014/2017 Bei Inbetriebnahme ab Bemessungsleistung 150 kw el 500 kw el 5 MW el Anzulegender Wert (Ct/kWh) 13,39 11,55 10,54 Ohne Direktvermarktung 0,2 Cent/kWh Abschlag auf den anzulegenden Wert Anlagen über 100 kw müssen zwingend direktvermarkten. Ab dem ermittelt sich die Höhe der Vergütung für Anlagen > 100 kw über Ausschreibungen (sofern zuvor keine Genehmigung vorliegt) Quartalsweise Degression um 0,5 %, die sich auf 1,27 % erhöht, wenn der Zubau 100 MW überschreitet EEG-Umlage auf Eigenstromnutzung: derzeit 35 % von 6,354 Ct/kWh, ab % von voraussichtlich 7,2 Ct/kWh

11 BERECHNUNG DER EEG VERGÜTUNG Eine Anlage mit einer Leistung von 250 kw und Vollbetriebsstunden produziert im Jahr 250 kw * h = kwh elektrischen Strom. Der anzulegende Wert der höchsten Stufe gilt nun bis zum Schwellenwert von 150skW, bei dem allerdings die volle Jahreslaufzeit ausgenutzt wird, nämlich h. Für 150 kw * h = kwh berechnet sich die Marktprämie also anhand des anzulegenden Wertes von 13,39 Ct/kWh, für die darüber hinaus gehenden kwh kwh = kwh wird der anzulegende Wert von 11,55 Ct/kWh verwendet.

12 STROMERLÖSE IM EEG Beispiel Stand Oktober 2016 (stromseitiger Vergleich): Die Stromgestehungskosten einer Anlage liegen bei 15 Ct/kWh. Damit ergeben sich bei Stromeigennutzung derzeit Kosten von: 15sCt/kWh + 0,35 * 6,354 Ct/kWh (EEG-Umlage) = 17,22 Ct/kWh Wenn der aktuelle Strompreis am Markt mit 20 Ct/kWh angenommen wird, so ergibt sich ein Gewinn von 2,78 Ct/kWh. Im Vergleich dazu würde bei einer Einspeisung des erzeugten Stroms ins Netz ein Verlust gemacht werden. Berechnung der mittleren Stromerlöse bei wärmeseitiger Betrachtung (45 kw el ): Volleinspeisung: 13,39 Ct/kWh (Vergütung) 100 % Eigennutzung: 20 Ct/kWh (Einsparung) - 0,35 * 6,354 Ct/kWh (EEG-Umlage) = 17,78 Ct/kWh Bei Kombinationen müssen die prozentualen Anteile ermittelt werden, z.b. 50:50 = 15,59 Ct/kWh Anpassung bei Differenz zwischen Betrachtungs- und Vergütungszeitraum

13 KWKG 2016 KWK-Zuschläge Elektr. Leistung Cent/kWh (Einspeisung) Cent/kWh (Eigennutzung) Dauer bis 50 kw 8,0 4, Vbh 50 kw 100 kw 6,0 3, Vbh 100 kw 250 kw 5, Vbh 250 kw 2 MW 4, Vbh über 2 MW 3, Vbh Voraussetzung: Zulassung der KWK-Anlage durch das BAFA Anlagen über 100 kw müssen zwingend direktvermarkten Zuschlagszahlung nur bei positiven Strompreisen an der europäischen Strombörse

14 STROMERLÖSE IM KWKG Beispiel: Die Anlage erzeugt im Jahr 50 kw * 7000 h = kwh Strom. Da die installierte elektrische Leistung 50 kw beträgt, werden die Einnahmen aus der Zahlung des Zuschlags wie folgt berechnet: kwh * 4 Ct/kWh = Euro (Eigenverbrauch) kwh * 8 Ct/kWh = Euro (Einspeisung) Für die eingespeisten kwh werden dann noch zusätzlich skWh * 3,5 Ct/kWh (Börsenstrompreis) = Euro ausbezahlt, so dass sich insgesamt Einnahmen von Euro ergeben. Werden auch hier Stromgestehungskosten von 15 Ct/kWh angenommen, belaufen sich die absoluten Kosten für die Stromerzeugung auf Euro zzgl. EEG-Umlage (4.447,8 Euro) Rechnerische Kosten für den selbstverbrauchten Strom: ( Euro ,8 Euro Euro) / kwh = 15,85 Ct/kWh.

15 STROMERLÖSE IM KWKG Berechnung der mittleren Stromerlöse bei wärmeseitiger Betrachtung (45 kwel): Einspeisung: 8 Ct/kWh (KWKG) + 3,5 Ct/kWh (Börsenstrompreis) = 11,5 Ct/kWh Eigennutzung: 4 Ct/kWh (KWKG) + 20 Ct/kWh (Einsparung) - 0,35 * 6,354 Ct/kWh (EEG-Umlage) = 21,78 Ct/kWh Bei Kombinationen müssen die prozentualen Anteile ermittelt werden, z.b. 50:50 = 16,64 Ct/kWh Diese Ergebnisse bilden den Status quo ab. Betrachtet man ein Projekt etwa über 20 Jahre, so muss berücksichtigt werden, dass der KWKG-Zuschlag nur 10 Jahre lang erhältlich ist. Dadurch reduzieren sich die mittleren Stromerlöse z.b. bei 100 % Eigennutzung auf 19,78 Ct/kWh.

16 VERGLEICH EEG KWKG Nutzungsdauer: 10 Jahre Laufzeit: 6000 Vollbetriebsstunden / Jahr

17 BEISPIELVARIANTEN FÜR BERECHNUNG MIT SOPHENA 1) Volleinspeisung: Erlös kommt ausschließlich aus EEG- Vergütung 2) Komplette Stromeigennutzung: Erlös berechnet sich anhand eingesparter Stromkosten und KWKG-Zuschlag abzüglich der EEG-Umlage 3) Variante ohne Holzvergaser

18 EINFLUSSFAKTOR: HACKSCHNITZELKOSTEN

19 HACKSCHNITZEL AKTUELLE VERKAUFSPREISE IN DEUTSCHLAND /MWh (brutto) /MWh (netto) /Srm (netto) 38,54 32,39 26,8 26,53 22,29 18,46 11,56 9,71 8,04

20 WIRTSCHAFTLICHKEIT SOPHENA BETRACHTUNG WÄRMESEITIG

21 VARIANTENVERGLEICH

22 ZUSAMMENFASSUNG Die Technik der Holzvergasung bietet gute Voraussetzungen für den erfolgreichen Betrieb einer KWK-Anlage mit fester Biomasse Besonders gute Rahmenbedingungen sind in Deutschland zur Zeit unabdingbar um eine Wirtschaftlichkeit abbilden zu können Eigenstromnutzung erhöht die Rentabilität Stillstandszeiten verringern die Einnahmen, eine qualifizierte Anlagenbetreuung ist zwingend notwendig Brennstoffpreise variieren regional deutlich und sind wesentlicher Einflussfaktor auf die Wirtschaftlichkeit Pauschale Aussagen zur Wirtschaftlichkeit sind nicht möglich

23 VIELEN DANK FÜR DIE AUFMERKSAMKEIT! Kontakt: C.A.R.M.E.N. e.v. Melanie Zenker 09421/