Aktuelle Situation der Kraft-Wärme-Kopplung in Deutschland im Jahre Klaus Preiser

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1 Aktuelle Situation der Kraft-Wärme-Kopplung in Deutschland im Jahre 2012 Klaus Preiser

2 Agenda 1. Vorstellung der badenovawärmeplus 2. Grundlagen der Kraft-Wärme-Kopplung und Beispiele 3. Wirtschaftlichkeit von KWK-Anlagen 4. Stromnutzung bzw. Stromvermarktung aus KWK-Anlagen 5. Fazit

3 badenova WÄRMEPLUS Effiziente Wärmeversorgung und Energie-Contracting zugeschnitten auf den jeweiligen Kundenwunsch 150 Wärmeanlagen (37 kw bis 43 MW) 50 in Kraft-Wärme-Kopplung 20 Holzenergieanlagen (Hackschnitzel, Pellets) 3 Wärmepumpen 1 Solarthermie-Anlage Außerdem: 90 PV-Anlagen Wärme (300 GWh) und Strom (80 GWh) - für Haushalte

4 Kraft-Wärme-Kopplung das Prinzip Umwandlung von Brennstoffenergie (Erdgas) in die gleichzeitige Produktion von Kraft (Strom) und Wärme (Heizwasser) Abwärme von Motor und Abgas wird genutzt und über Wärmetauscher an die Heizung abgegeben

5 Primärenergieeinsparung durch KWK Vorteile der KWK gegenüber getrennter Erzeugung Höhere Brennstoffausnutzung 1/3 Primärenergieeinsparung Deutliche CO 2 -Einsparung Senkung der Energiekosten

6 Zentrum Oberwiehre, Freiburg Wärmeversorgung für Gewerbe- und Einkaufszentrum und Wohnbebauung Neubau Technische Daten h 2 Erdgaskessel h 1 Erdgas-BHKW h Wärmeerzeugung: h Stromerzeugung: h CO2-Einsparung kw 142 kw el, 230 kw th 2,3 Mio. kwh/a kwh/a 580 t/a

7 BHKW Theater, Innenstadt Freiburg Wärmeversorgung Innenstadt Freiburg über 2 km langes Fernwärmenetz: Theater und Cinemaxx Geschäftzeilen Bertoldsstraße Gebäudekomplexe Hauptbahnhof, Gewerbeschulen Friedrichstraße und neues Zentrum X-Press Technische Daten h 2 BHKW 700 kw el, kw th h 3 Erdgaskessel kw th h Jahreswärmeerzeugung: 9,5 Mio. kwh/a h Jahresstromerzeugung: 4,2 Mio. kwh/a h Jährliche CO 2 Einsparung: t/a

8 AOK-Klinik Stöckenhöfe, Wittnau Ersatz einer alten Heizanlage durch Erdgaskessel und BHKW Umstellung Heizöl auf Erdgas Ersatzstromversorgung durch BHKW Technische Daten h 2 Erdgaskessel h Erdgas-BHKW h Wärmeerzeugung: h Stromerzeugung: h CO 2 -Einsparung kw 122 kw el, 204 kw th 2,7 Mio. kwh/a kwh/a 310 t/a

9 Wirtschaftliche Auslegung BHKW Wärmebedarf BHKW werden nach dem Wärmebedarf des zu versorgenden Objekte ausgelegt. Für Planung ist Jahreswärmeverlauf wichtig. Geordnete Jahresdauerlinie Dimensionierung der Größe (und ggf. Anzahl) erfolgt anhand der Jahresdauerlinie. Rest Wärmemenge ca. 25% durch Spitzenkesselanlage Winter Sommer Winter Wärmeerzeugung Grundlast BHKW 75% Dimensionierung nach Wirtschaftlichkeit. Ziel: Mit Minimum an installierter Leistung (Kosten) Maximum an Nutzen (kwh) erreichen. Wirtschaftliche Auslegung: Laufzeit bis Stunden im Jahr BHKW leistet 20 % - 40 % der max. Wärmeleistung deckt 70 % - 80 % des Gesamtjahreswärmebedarfs Restwärmebedarf durch Spitzenkesselanlage

10 Stromvergütung bei Einspeisung im KWK-Gesetz Komponenten für Volleinspeisung 4,35 ct/kwh 1. Energiepreis EEX (Börse Leipzig) üblicher Preis = Mittlerer Baseload Vorquartal = KWK-Index : III/12 = 4,352 ct/kwh 1,50 ct/kwh 2. Vermiedene Netznutzung (VNN) Netzbetreiber 1,8-5,41 ct/kwh 3. KWK-Zuschlag je nach Größe für VBh oder 10 Jahre (<50kWel) 7,65-11,26 ct/kwh Vergütung für Einspeisung ins Versorgungsnetz te/aktuelles_presse/broschuere/ pm_ _kwk_gesetz.pdf Hier findet sich eine interessante ASUE-Broschüre zum KWK-Gesetz

11 Stromvermarktung nach Auslaufen des KWK-Gesetz Nach Auslaufen KWK-Gesetz nicht nur kein KWK-Bonus mehr, sondern Netzbetreiber nimmt Strom nicht mehr bevorzugt ab Eigenstromnutzung (z.b. im Mehrfamilienhaus) Vermarktung über Strombörse (interessant für Anlagen größer 100 kwel) Vermarktung als Minutenreserve: Pool ab 5 MW nötig in einer der vier Regelzonen Umstellung auf Bio-Methan und Wechsel ins EEG

12 Eigennutzung von KWK-Strom (aus Mini-BHKW) Neues KWK-G fördert Eigennutzung, da jetzt auch KWK-Bonus für selbstgenutzten Strom und nicht nur ins Netz eingespeisten Strom Wirtschaftlichkeit verbessert sich da Bezugskosten vermieden werden: ca ct/kwh gegen ca ct/kwh bei Netzeinspeisung Für kleine Anlagen, d.h. möglichst vollständige Eigennutzung Problematik der Eigennutzung in Mietshäusern (Abnahmeverpflichtung, Risikoteilung, GbR, EEG-Umlage, Inkasso-Risiko etc.) Rest-Strom muss evtl. teuer eingekauft werden, weil kein Lastprofil Zu beachten: Emissionen, insb. Lärmproblematik in Mietshäusern

13 Strombörse - Spotmarkt Zur Vermarktung im Spotmarkt sind Einspeiseprofile notwendig Energiehändler machen unterschiedliche Angebote: Fahrplanlieferung, day-ahead, peak/offpeak Zeiten, Optimale Nutzung des Strommarkts durch BHKW nicht leicht, da Wärmebedarf meist nicht synchron mit Börsenpreisen, Wartungsintervalle, Störungen etc. Bau von großen (!) Warmwasserpufferspeichern notwendig: z.b. HKW Weingarten 360 m³ Speicher bei 6 MWel, in reinen börsenorientierten KWK-Märkten wie z.b. Dänemark m³ sinnvoll und notwendig, neues KWK-G fördert Bau von Pufferspeichern

14 Strombörse - Minutenreservemarkt Vermarktung immer nur in einer der vier Regelzonen Pool von mindestens 5 MW Sowohl positive (Zuschalten) als auch negative (Abschalten) Reserveleistung möglich Präqualifizierung notwendig (Start/Stop-Zeiten Kommunikationsinfrastrukur, etc.) Tägliche Auktion

15 Umstellung auf Bio-Methan Bio-Methan ist auf Erdgasqualität aufbereitetes Biogas, das ins Erdgasnetz eingespeist wurde und an beliebiger Stelle (bilanziell) wieder entnommen werden kann Deutlich höherer Preis: ca. 8 ct/kwh gegenüber ca. 4 ct/kw h bei Erdgas) Hohe Stromerlöse von ca ct/kwh wenn nachwachsende Rohstoffe Elektrischer Wirkungsgrad entscheidend, da Wärme nicht teurer verkauft werden kann, ab Wirkungsgrad > 38% sinnvoll Bilanz muss stimmen: Im BHKW verstromtes Bio-Methan muss exakt der Menge des eingekauften entsprechen Höhe der Förderung von Nennleistung, Laufzeit, Alter des BHKW, Inbetriebnahmezeitpunkt abhängig Regionale Wertschöpfung durch Bio-Methan Erzeugung gemeinsam mit der Landwirtschaft, z.b. Gewerbepark Breisgau

16 Schritte zur wirtschaftlichen Optimierung Grenzpreis pro MWh el für wirtschaftlichen Betrieb der Anlage errechnen Entscheidung ob: - Direktvermarktung - Börsenvermarktung (Fahrplan, Minutenreserve..) - Umstellung auf EEG - oder doch Sanierung, d.h. evtl. neues KWK-Gesetz Festlegen des geeigneten Vertriebsweges Suche nach dem richtigen Partner für die Vermarktung Steuerung für Vermarktung einrichten (Schalten aus der Ferne / Fahrpläne / Speicherbewirtschaftung / Alarmierung) Auf Basis von errechnetem Grenzpreis und Wärmebedarfsberechnungen mögliche Laufzeiten und damit Energieprodukte festlegen und anbieten.

17 Fazit Aktuelles KWK-Gesetz schafft für Dauer des KWK-G stabile Rahmenbedingungen für Neubau von BHKW Ab Ende Förderung durch KWK-G muss Strom aktiv vermarktet werden Eigennutzung des Stroms wo immer möglich, aber Randbedingungen, wie Reservestrom, Aufwand in Abrechnung etc. nicht unterschätzen Fehlende Speicher begrenzen Flexibilität, daher Zubau von Pufferspeichern wo immer möglich, Förderung im KWK-G von 250 /m³ Ausbau von Wärme-Kältenetzen wie im KWK-G gefördert, erhöht den Einsatz von BHKW An Strombörse konkurrieren Großkraftwerke mit kleinen flexibleren, aber auch störanfälligeren KWK-Anlagen Minutenreservemarkt sehr fluktuierend, Pooling notwendig Aufwand (und Risiko) steigen gegenüber flat-rate Situation im KWK-G