Wirtschaftlichkeit von KWK-Anlagen im veränderten (EEG-)Umfeld Dipl.-Ing. Michael Werner Ichenheim, 20. Mai 2014
Übersicht 1. Ausgangssituation 2. Auswirkungen auf neue Anlagen 3. Neue Auslegungskriterien für KWK-Anlagen? 4. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 5. Fazit 2
Übersicht 1. Ausgangssituation 2. Auswirkungen auf neue Anlagen 3. Neue Auslegungskriterien für KWK-Anlagen? 4. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 5. Fazit 3
Ausgangssituation 4
Rettungsversuch Reduzierung der Privilegierten Atmender Deckel bei PV-, Wind- und Biogas-Anlagen (nur noch max. 100 MW Zubau pro Jahr) Beteiligung von Eigenerzeugungsanlagen bei weitgehender Verschonung bestehender KWK-(und EEG-)Anlagen teilweiser Verschonung von "neuen" KWK-Anlagen 5
Belastung von Alt- und Neuanlagen zur Eigenerzeugung Ursprüngliche Zahlen von Herrn Gabriel: Belastung von Altanlagen mit Differenz der Umlage von 2014 und 2013: 6,240 ct/kwh 5,277 ct/kwh = 0,963 ct/kwh Neue KWK-Anlagen wären belastet worden mit: 6,240 ct/kwh x 0,7 = 4,368 ct/kwh 6 20.05.2014 Intelligent mit Energie umgehen.
Belastung von Alt- und Neuanlagen Kabinettsbeschluss vom 8. April mit folgenden Eckpunkten: Keine Belastung von Altanlagen (sog. Vertrauensschutz): o Nicht genehmigungspflichtige Anlagen bei IBN ab vor 1. August 2014 o Genehmigungspflichtige Anlagen mit Genehmigung vor 22. Januar 2014 Belastung von neuen KWK-Anlagen mit 50% der Umlage Belastung von Stromerzeugungsanlagen des produzierenden Gewerbes mit 15% der Umlage 7
Übersicht 1. Ausgangssituation 2. Auswirkungen auf neue Anlagen 3. Neue Auslegungskriterien für KWK-Anlagen? 4. Erfordernisse 5. Fazit 8
KWK-Projekt, nicht prod. Gewerbe Mehrbelastung von Neuanlagen 9
KWK-Projekt, nicht prod. Gewerbe 10
Wirtschaftlichkeit neues BHKW, produzierendes Gewerbe Durch Vorher-Nachher-Bild ersetzen ZUSAMMENFASSUNG Einheit IST-Zustand BHKW 140 kw, alt BHKW 140 kw, neu Summe Investitionen 0 250.000 250.000 Betriebskosten /a 300.000 210.000 235.000 Betriebskosteneinsparung /a 90.000 65.000 Gesamt-Kosten bei annuitätischer Betrachtung /a 300.000 240.000 265.000 Gesamtkosten-Einsparung /a 60.000 35.000 Kapitalrückflusszeit, dynamisch Jahre 3,3 4,9 11
Und was bringt das neue EEG für Contracting mit KWK? 12
Und was bringt das neue EEG für Contracting-Projekte? Eigenlösung Contracting EEG X% EEG X% 13
Allgemein zu erwarten Eigenlösung Contracting 14
Für das produzierende Gewerbe zu erwarten Eigenlösung Contracting 15
Übersicht 1. Ausgangssituation 2. Auswirkungen auf neue Anlagen 3. Neue Auslegungskriterien für KWK-Anlagen? 4. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 5. Fazit 16
Neue Auslegungskriterien Am Anfang war die Kraft-Maschine: 1789 1886 1905 17
Wie wird daraus Kraft-Wärme-Kopplung? Kraftwerk Brennstoffeinsatz Abgas Kraftwerk + Heizwerk = Heizkraftwerk Reines Heizwerk Brennstoffeinsatz Abgas Strom Abwärme Strom Nutzwärme 18
Vorteil der Kraft-Wärme-Kopplung Kraftwerk Brennstoffeinsatz Primärenergie- Einsatz Abgas Heizkraftwerk Brennstoffeinsatz Abgas Reines Heizwerk Primärenergie- Einsatz Primärenergie- Einsatz Abgas Strom Abwärme Strom Wärme Wärme Strom 19
Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage bei fehlender Wärmenutzung Kraftwerk Brennstoffeinsatz Primärenergie- Einsatz Heizkraftwerk Primärenergie- Brennstoffeinsatz Einsatz Reines Heizwerk Primärenergie- Einsatz Abgas Abgas Abgas Strom Abwärme Strom Wärme Wärme Strom 20
Fazit hieraus Kraft-Wärme-Kopplung ist ein Prinzip, mit dem Primärenergie unter Erzeugung eines wesentlichen Anteils hochwertiger Nutzenergie maximal ausgenutzt werden kann 21
Folgerung Was könnte sonst getan werden? Teilnahme am Regelenergiemarkt ʺvirtuelles Kraftwerkʺ Stromgeführte Fahrweise, z.b. Motor als Stromerzeuger auf Inselstaat, Wärmenutzung zweitrangig Oder doch der klassische Ansatz? 22
Folgerung Was könnte sonst getan werden? Teilnahme am Regelenergiemarkt ʺvirtuelles Kraftwerkʺ Stromgeführte Fahrweise, Motor als Stromerzeuger auf Inselstaat, Wärmenutzung zweitrangig Oder doch der klassische Ansatz? Zusammenfassung 23
Hintergrund Stromerzeugung Strombedarf Laufwasserkraftwerke Gewerbe Steinkohle Industrie Braunkohle, Kernenergie Haushalte, Sonstiges f = 50 Hz 24
Hintergrund Stromerzeugung Strombedarf 25 f > 50 Hz Eingriff erforderlich!
Hintergrund Stromerzeugung Strombedarf 26 f < 50 Hz Eingriff erforderlich!
Hierfür erforderlich ist Regelleistung 27
Beispiel Minutenreserve Abschaltung eines Stromerzeugers, z.b. Gasturbine im Heizkraftwerk Zuschaltung eines Stromerzeugers, bspw. Notstromaggregat Negative Minutenreserve Postive Minutenreserve Zuschaltung eines Strom-Verbrauchers z.b. Kältemaschine mit Speicherbeladung Abschaltung eines Strom-Verbrauchers z.b. Schmelzofen 28
Tendenzen bei positiver und negativer Regelenergie 29
Folgerung aus dieser Entwicklung Negative Regelleistung wird zunehmend besser vergütet, als positive Positive Regelleistung kann nur eine KWK-Anlage bereitstellen, die in der Regel nicht läuft KWK-Anlage überhaupt erforderlich? 30
Zurück zur klassischen Dimensionierung 31
Zurück zur klassischen Dimensionierung Wärme-Leistung Zeit 32
Beispiel Erzeugung der Jahresdauerlinie aus dem Erdgaslastgang 33
Beispiel Klinik mit Wärmeerzeugung mit Erdgas Wärmeerzeugung mit BHKW ca. 250 kw th 34
Abgleich mit dem Stromlastgang 35
Jahresdauerlinien nach Szenarien mit 4 MW-Gasturbine 36
Industriebetrieb mit hohem Dampfbedarf Ungenutztes Potenzial ca. 40 bis 50 MW el Abhitzekessel Mars 100 mit Zusatzfeuerung 37
Übersicht 1. Ausgangssituation 2. Auswirkungen auf neue Anlagen 3. Neue Auslegungskriterien für KWK-Anlagen? 4. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 5. Fazit 38
Vorgehensweise bei der Betrachtung Analyse des Wärme- und Stromlastgangs Ermittlung bzw. Modellierung einer geordneten Jahresdauerlinie Dimensionierung der Varianten und Einbau ins Rechenmodell Simulation des Anlagenbetriebs für Energiebilanz Zusammenstellung der Investitionen 39 20.05.2014 Kostenvergleichsrechnung/Kapitalwertrechnung Intelligent mit Energie umgehen.
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Möglichkeiten: Annuitätische Betrachtung Vergleicht jährliche Kosten verschiedener Varianten über eine vorgegebene kalkulatorische Lebensdauer Kapitalwertmethode/Interne Zinsfußmethode Ermittelt den Kapitalwert einer Investition bei vorgegebenem Kalkulationszinsfuß oder den internen Zinsfuß bei vorgegebenem Kapitalwert oder Amortisationszeit 40
Wirtschaftlichkeit Beispiel BHKW Amortisationszeit Kapitalwert Am Ende der Lebensdauer Investition 41
Übersicht 1. Ausgangssituation 2. Auswirkungen auf neue Anlagen 3. Neue Auslegungskriterien für KWK-Anlagen? 4. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 5. Fazit 42
Fazit 1. Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen erfüllen dann ihre Aufgaben optimal, wenn sie als solche dimensioniert und betrieben werden 2. Eine ordentliche Analyse der IST-Situation ist mehr denn je ratsam 3. Der wirtschaftliche Vorteil hätte sich bei nichtproduzierenden Unternehmen negativ ausgewirkt, hätte aber die Wirtschaftlichkeit richtig dimensionierter Anlagen nicht gefährdet 4. In der Industrie wäre das eine oder andere Projekt definitiv gestoppt worden 5. Wärme- und Kältespeicher werden relativ gut gefördert 43
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