Stand der Biogasnutzung in Baden-Württemberg Laufen die Biogasanlagen effizient?

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1 Stand der Biogasnutzung in Baden-Württemberg Laufen die Biogasanlagen effizient? Marlies Härdtlein, Ludger Eltrop Tagung Biogene Gase für die Energiewende in Baden-Württemberg Möglichkeiten und Grenzen 20.Februar 2014, Geislingen an der Steige Bildungs- und Wissenszentrum Boxberg -Schweinehaltung, Schweinzucht - Quelle: (Stand 06/2013) 1

2 Inhalte Biogasanlagen in Baden-Württemberg Anlagenzahl, -alter, installierte Leistung Ausschöpfung Biomassepotenziale Direktvermarktung Effizienz der Biogasanlagen (Umfrage Betriebsjahr 2012) Substratzusammensetzung Verweilzeiten Biogasausbeute Anlagenauslastung Wärmenutzung Kostenaspekte Fazit 2

3 Anzahl Biogasanlagen in Baden-Württemberg (BW) Ende Juni 2013 (MLR Ref. 51, 2013) 846 Biogasanlagen* rd. 292 MW insg. installierte elektr. Leistung 346 kw/anlage durchschn. elektr. Leistung In den letzten Jahren deutliche Abnahme des Anlagenzubaus Künftig kaum Anlagenneubau (-> Bestand entscheidend!) Quelle: MLR Ref. 51 und Staatliche Biogasberatung Baden-Württemberg Bearbeitung: LEL Schwäbisch Gmünd, Abt. 3; Stand: ergänzt um Daten zum Stand des MLR Ref. 51 und LEL Schwäbisch Gmünd * inkl. nichtlandw. Reststoff- und Abfallvergärungsanlagen Fast 75% der Anlagen sind seit 2009 oder früher in Betrieb Ersatz-, Modernisierungs- Erweiterungsmaßnahmen 3

4 Ausschöpfung der Biomassepotenziale in BW rd. 9,5% der Ackerfläche in BW wird für Energiepflanzenanbau (Biogas) genutzt rd. 6,5% der Grünlandfläche wird für Biogasanlagen genutzt(dederer, 2012) Potenziale im Bereich Energiepflanzen sind bereits weit ausgeschöpft Potenziale an tier. Exkremente vorhanden Potenziale im Bereich Landschaftspflege, Naturschutz, Industrie und Gewerbe prüfen Lokale, regionale Unterschiede beachten! Endbericht Biogene Gase (2013) 4

5 Aktivitäten zur Direktvermarktung in BW (EEG 2012) Direktvermarktung Nutzung Managementprämie: ca. 150 bis 200 BGA- Betreiber nehmen teil bzw. sind aktuell an Thema dran Regelenergie: viele BGA-Betreiber beschäftigen sich mit diesem Thema; es gilt u.a. noch Voraussetzungen zu schaffen, Hürden zu überwinden Direktvermarktung Inanspruchnahme Flexibilitätsprämie: Deutschland (Juni 2013): 199 BGA in Betrieb (80,6 MW Leistung) (Krautz, 2013) BW: max. 5 BGA; großes Interesse vorhanden Direktvermarktung ist sehr präsent in aktuellen Planungen der BGA- Betreiber, großes Interesse und Informationsbedarf Fokus wird aktuell auf BGA >150 kw Leistung gelegt; rund 50% der Betreiber dieser Anlagen beschäftigen sich mit Thema Direktvermarktung mdl. Mitteilung Staatl. Biogasberatung BW (2014) 5

6 Auszug aus Arbeitsentwurf des BMWi zum EEG 2014 Flexibilitätsprämie zur Flexibilisierung bestehender Anlagen ( 68) Begrenzung der Bemessungsleistung auf das 0,5 bis 0,7fache der vor dem 1. August 2014 erreichten Höchstbemessungsleistung der Anlage (bei Anlagen, die nach dem 31. Dezember 2011 in Betrieb genommen worden sind, gilt als Höchstbemessungsleistung die installierte Leistung der Anlage verringert um 10 Prozent) Einführung einer Kapazitätskomponente für die Bereitstellung der flexibel installierten Leistung (400 bzw. 250 Euro pro Kilowatt und Jahr) Erweiterung von Anlagen und Effizienzsteigerung (vgl. 67) Begrenzung auf Höchstbemessungsleistung vor dem 1. August 2014 Zusätzlich eingespeiste Kilowattstunden werden mit dem Monatsmarktwert vergütet Bestandsschutz für Anlagen? BMWi, Stand

7 Effizienz-Parameter Effizienz = Nutzen Aufwand Minderung von Treibhausgasemissionen Energetisch-technische Bilanz Wirtschaftlicher Anlagenbetrieb 7

8 Umfrage: Repräsentativität der beteiligten Anlagen Knapp 18% des Biogasanlagenbestandes in BW (Stand 12/2012 /Staatl. Biogasberatung BW 2013/) Inbetriebnahme: vor 2004 rd. 14%; 2004 bis 2008 rd. 43%; 2009 bis 2011: rd. 43% 8 8

9 Substratzusammensetzung nach Größenklassen [% FM] Je größer die Anlage desto weniger Gülle und desto mehr Silomais 9

10 Ausstattung mit Gärbehältern und Gärrestlagern Kombination aus Gärbehältern (Fermenter, Nachgärer) und offenen Gärrestlagern ist noch vorherrschende Anlagenkonfiguration Anteil an gasdicht abgedeckten Gärrestlagern liegt im Schnitt bei gut 35% (größere Anlagen haben i.d.r. die bessere Ausstattung) 10

11 Verweilzeiten [Tage] Verweilzeiten je nach Anlagenkonfiguration sehr unterschiedlich Verweilzeiten im gasdichten System bei rd. 50% der Betriebe > 150 Tage Rd. 30% der Betriebe haben Verweilzeiten im gasdichten System < 120 Tage 11

12 Gemessene und berechnete Biogasausbeute Tendenziell Anstieg der (gemessenen und errechneten) Biogasausbeute mit zunehmender Anlagengröße Angaben zur gemessenen Biogasausbeute nur bei rd. 45% der Anlagen 12

13 Ausstattung der Biogasbetriebe mit BHKW Mit zunehmender Größenklasse steigt Anzahl der Betriebe mit mehreren BHKW rd. 30% Zündstrahlmotoren und 70% Gasmotoren Mit zunehmender BHKW-Leistung Anstieg des Wirkungsgrades von durchschnittlich 34% auf rd. 41% (alle Anlagen: 39%) 13

14 Anlagenauslastung 1 BHKW 2 oder 3 BHKW mit 1 BHKW: über 75% der Anlagen erreichen Auslastung von über 90% mit 2 / 3 BHKW: weniger als 50% der Anlagen erreichen Auslastung von über 90% 14

15 Anteile der Eigenwärmenutzung und verkaufter Wärme [%] 9% der erzeugten Wärme (zuzüglich 20% Bedarf Fermenter) wird betriebsintern genutzt, 34% extern. In Größenklassen > 325 kw ist Ausbau der ext. Wärmenutzung weit vorangeschritten Deutliche Zunahme der Wärmenutzung in den letzten Jahren 15

16 Kostenparameter für Biogasanlagen (inkl. Wärmenetz) Zusätzlich zu Erstinvestition betriebsspezifisch z.t. umfangreiche Ausgaben für Ersatz, Modernisierung, Erweiterung 16

17 Fazit Ansatzpunkte zur Erhöhung der Effizienz auch in Hinblick auf Repowering- Maßnahmen, die über den 20-Jahreszeitraum hinausreichen Einzelbetrieblich z.t. große ungenutzte Möglichkeiten zur Reduzierung der THG-Emissionen bzw. des Restgaspotenzials (vgl. verfahrenstechnische Aspekte, bauliche Maßnahmen) -> Kosten Messtechnische Ausstattung u.a. zur Gaserfassung: Bereitstellung verlässlicher Messgeräte zu angemessenen Preisen für die Betriebe Bemessungsleistung und/oder Verfügbarkeit künftig als wichtige Bezugsund Beurteilungsgrößen (u.a. in Hinblick auf Beurteilung der Auslastung) Konzepte für Biogasanlagen müssen auch künftig interne und externe Wärmenutzung beachten (vgl. Optionen zur Wärmespeicherung) Effizienz in wirtschaftlicher Hinsicht steht vor Herausforderung u.a. gestiegener Substratkosten, notwendiger und geforderter Zusatzinvestitionen sowie künftigem Marktdesign 17

18 Das Projekt wurde gefördert durch das Ministerium für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg mit Mitteln der Baden-Württemberg Stiftung Das Projekt wurde zusammen mit der Staatlichen Biogasberatung Baden-Württemberg bearbeitet Bildungs- und Wissenszentrum Boxberg -Schweinehaltung, Schweinzucht - Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung, IER - Universität Stuttgart Heßbrühlstr. 49; D Stuttgart; Tel.+49-(0) , Marlies.Haerdtlein@ier.uni-stuttgart.de 18

19 Kostenparameter für Biogasanlagen Zusätzlich zu Erstinvestition betriebsspezifisch z.t. umfangreiche Ausgaben für Ersatz, Modernisierung, Erweiterung 19