Erzeugung von BioErdgas und ökonomische Rahmenbedingungen für den Einsatz im BHKW BioErdgas in der Wohnungswirtschaft Eine Veranstaltung des Hessischen Ministeriums für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Falk von Klopotek hessenenergie Gesellschaft für rationelle Energienutzung mbh Mainzer Straße 98-102 65189 Wiesbaden Tel: 0611/7 46 23-0 Fax: 0611/71 82 24 http:/www.hessenenergie.de
Biogasanlage mit BioErdgaseinspeisung Quelle: BiRo GmbH & Co.KG, 30952 Ronnenberg
Biogasanlage mit BioErdgaseinspeisung
Vorteile BioErdgas / Biomethan BioErdgas bietet ein hohes Maß an Flexibilität Flexible Einsatzstoffe (Abfälle, Reststoffe, Energiepflanzen) Flexible Verwertungswege (Strom, Wärme, Kraftstoff) t ff) Flexibler Erzeugungsort (Transport über das Gasnetz) Flexibler Zeitpunkt der energetischen Verwertung (Jahresbilanz) Allerdings: => Nur bei Verwendung in KWK leistet BioErdgas einen größeren Beitrag zum Klimaschutz als die derzeitige Biogasnutzung zur Vorortverstromung ohne wesentliche Wärmenutzung
Vorteile BioErdgas / Biomethan
BioErdgaseinspeisung Einspeiseanlage in anlage in und Betrieb Einspeise- Bau BioErdgasverwertung in Hessen Anzahl 4 4 Kapazität 1.000 2.500 [m³/std.] BioErdgas [MWhHs/Jahr] 91.000 225.000 BHKW in Betrieb Anzahl 15 Datenerfassung und Darstellung hessenenergie; Stand 12-2010 Kum. Leistung [kwel] Stromeinspeisung [MWh/Jahr] Wärmenutzung [MWh/Jahr] BioErdgas [MWhHs/Jahr] 4.360 26.000 36.000 88.000
BioErdgas BHKW in Hessen Gesamt: 15 BHKW Gesamte Leistung: 4.360 kw 7 6 3.440 kw 4.000 kw 3.500 kw 5 20 kw 3.000 kw An nzahl 4 3 2 1 20 kw 470 kw 420 kw 2.500 kw 2.000 kw 1.500 kw 1.000 kw 500 kw 0 10 kw 50 kw 100 kw 150 kw 250 kw 400 kw 500 kw 600 kw 00 kw Leistungsklasse Datenerfassung und Darstellung Datenerfassung und Darstellung hessenenergie; Stand 12-2010
Kosten entlang der Wertschöpfungskette
Vertragsstrukturen / Lieferverträge Alternative: Wärmecontracting mit BioErdgas als Dienstleistung
Grundlagen Vergütung BioErdgas Anforderungen an Projektbeteiligte: Nachweis der relevanten Eigenschaften im Sinne des EEG Nachweis der eingespeisten / ausgespeisten Mengen Nachweise für Gasäquivalentnutzung: Praxis: unterschiedliche Wege werden verfolgt Biogasbilanzkreis (GasNZV): wahrscheinlich nicht ausreichend Biomethanregister der dena (Testbetrieb) Entwicklung eines einheitlichen Nachweissystems zur Dokumentation der Eigenschaften und Verbesserung der Vermarktung Zertifizierung der eingespeisten / ausgespeisten Mengen => Wird üblicherweise durch Händler / Dienstleister durchgeführt
Prinzipielle Darstellung der Wärmeerzeugung im Heizkessel verglichen mit der Wärme- und Stromerzeugung in einer Bioerdgas-KWK-Anlage Wärme aus Heizkessel mit Erdgas Wärme aus KWK mit Bioerdgas Erdgas Bio- Erdgas Wärme Wärme Stromnetz
Dezentrale Verwertung in konventioneller KWK Technisch kein Unterschied zur konventionellen KWK Die Unterschiede sind ökonomischer Natur. Der erzeugte Strom wird vollständig in das öffentliche Stromnetz eingespeist und gemäß EEG vergütet. t Der ökonomische Vorteil muss durch günstigere Wärmebezugspreise (Vergleich konventionellen Heizkessel) ausgeglichen g werden Die maximal tolerierbaren Bioerdgaspreise werden sich hieran orientieren; diese dürften je nach Randbedingungen g zwischen 7-9 Ct./kWhHs liegen Ziel: Wärmelieferung zu vergleichbaren (oder günstigeren Konditionen) wie dies durch den vorhandenen Heizkessel im Objekt passiert
Wirtschaftlichkeit der Wärmeerzeugung Heizkessel vs. BioErdgas-KWK: Gas-BHKW 52 kw el, 95 kw th Kalkulationsgrundlagen: - Gesamter Nutzwärmebedarf: 1.287 MWh/a (Größenordnung 150 WE) - BHKW-Laufzeit: 6.000 h/a - BHKW-Stromerzeugung: 312 MWh/a (EEG-Einspeisevergütung 23,20 ct/kwh) - Investition für BHKW: 126.500 Euro - BHKW-Instandhaltung: 2,5 ct/kwh - Laufzeit: 20 Jahre (Zins 4,0 %) Wärme aus Heizkessel mit Erdgas in Euro/a Wärme aus KWK mit Bioerdgas in Euro/a Wärme aus Heizkessel mit Erdgas (Erdgaspreis bei Kostengleichheit) in Euro/a Erdgaspreis 4,5 ct/kwh* Bioerdgaspreis 8,0 ct/kwh Erdgaspreis 4,27 ct/kwh* Kapitalkosten 0 Kapitalkosten 9.308 Kapitalkosten 0 Instandhaltung 0 Instandhaltung 7.800 Instandhaltung 0 Erdgaskosten 79.859 ** Erdgaskosten 47.131 ** Erdgaskosten 76.041 ** BioErdgaskosten 0 BioErdgaskosten 84.186 BioErdgaskosten 0 Stromerlöse EEG 0 Stromerlöse EEG - 72.384 Stromerlöse EEG 0 Wärmekosten 79.859 Wärmekosten 76.041 Wärmepreis 6,2 ct/kwh Wärmepreis 5,9 ct/kwh Ergebnis: Das BioErdgas-BHKW erzeugt bei dem angenommenen Erdgaspreis Wärme * Arbeitspreis ** Arbeits- und Leistungspreis zu etwas niedrigeren Kosten im Vergleich zum konventionellen Heizkessel. Bei steigenden Erdgaspreisen verbessert sich das wirtschaftliche Ergebnis.
Wirtschaftlichkeit der Wärmeerzeugung Heizkessel vs. BioErdgas-KWK: Gas-BHKW 112 kw el, 197 kw th Kalkulationsgrundlagen: - Gesamter Nutzwärmebedarf: 2.473 MWh/a - BHKW-Laufzeit: 6.000 h/a - BHKW-Stromerzeugung: 672 MWh/a (EEG-Einspeisevergütung 23,20 ct/kwh) - Investition für BHKW: 183.500 Euro - BHKW-Instandhaltung: 2,1 ct/kwh - Laufzeit: 20 Jahre (Zins 4,0 %) Wärme aus Heizkessel mit Erdgas in Euro/a Wärme aus KWK mit Bioerdgas in Euro/a Wärme aus Heizkessel mit Erdgas (Erdgaspreis bei Kostengleichheit) in Euro/a Erdgaspreis 4,5 ct/kwh* Bioerdgaspreis 8,0 ct/kwh Erdgaspreis 3,97 ct/kwh* Kapitalkosten 0 Kapitalkosten 13.502 Kapitalkosten 0 Instandhaltung 0 Instandhaltung 14.112 Instandhaltung 0 Erdgaskosten 153.188** Erdgaskosten 85.324** Erdgaskosten 136.200** BioErdgaskosten 0 BioErdgaskosten 179.166 BioErdgaskosten 0 Stromerlöse EEG 0 Stromerlöse EEG 155.904 Stromerlöse EEG 0 Wärmekosten 153.188 Wärmekosten 136.200 Wärmepreis 6,2 ct/kwh Wärmepreis 5,5 ct/kwh * Arbeitspreis ** Arbeits- und Leistungspreis Ergebnis: Das Bioerdgas-BHKW erzeugt bei dem angenommenen Erdgaspreis von 4,5 ct/kwh Wärme deutlich günstiger als ein konventioneller Heizkessel; gleiche Wärmekosten werden bereits bei einem Erdgaspreis 3,97 ct/kwh erreicht.
Wirtschaftlichkeit der Wärmeerzeugung Heizkessel vs. BioErdgas-KWK: Klein-KWK 5,5 kw el, 12,5 kw th Kalkulationsgrundlagen: - Gesamter Nutzwärmebedarf: 330 MWh/a - BHKW-Laufzeit: 6.000 h/a - BHKW-Stromerzeugung: 33 MWh/a (EEG-Einspeisevergütung 23,20 ct/kwh) - Investition für BHKW: 40.500 - BHKW-Instandhaltung: 3,5 ct/kwh - Laufzeit: 20 Jahre (Zins 4,0 %) Wärme aus Heizkessel mit Erdgas in Euro/a Wärme aus KWK mit Bioerdgas in Euro/a Wärme aus Heizkessel mit Erdgas (Erdgaspreis bei Kostengleichheit) in Euro/a Erdgaspreis 5,5 ct/kwh * Bioerdgaspreis 8,0 ct/kwh Erdgaspreis 6,1 ct/kwh * Kapitalkosten 0 Kapitalkosten 2.980 Kapitalkosten 0 Instandhaltung 0 Instandhaltung 1.155 Instandhaltung 0 Erdgaskosten 25.269 ** Erdgaskosten 19.955 ** Erdgaskosten 27.850 ** BioErdgaskosten 0 Bioerdgaskosten 11.416 Bioerdgaskosten 0 Stromerlöse EEG 0 Stromerlöse EEG - 7.656 Stromerlöse EEG 0 Wärmekosten 25.269 Wärmekosten 27.850 Wärmepreis 7,7 ct/kwh Wärmepreis 8,0 ct/kwh * Arbeitspreis Ergebnis: Das Bioerdgas-BHKW erreicht bei der Wärmeerzeugung die ** Arbeits- und Leistungspreis Wirtschaftlichkeit eines Heizkessels erst bei einem Erdgaspreis von etwa 6,1 ct/kwh und darüber.
Mindestanforderungen Liefervertrag BioErdgas Jahresmenge BioErdgas in kwh Hs Maximale Leistung Gasqualität hinsichtlichi htli h der erzielbaren Vergütungsansprüche ü aus dem EEG (NaWaRo-Bonus, (Höhe) Technolgie-Bonus) Effizienzkriterien: Methanschlupf, Wärme aus EE, Eigenstrombedarf Arbeitspreis mit Preisgleitklausel oder Festpreis (Chance Risiko) Wer zahlt die Netznutzungsentgelte für die Ausspeisung? Vertragslaufzeit Offene Punkte: Flexibilität hinsichtlich der Mengen gewünscht? Schwierigkeit: Absicherung beider Vertragsparteien, daher Präferenz von festen Mengen Achtung: BHKW darf zu keinem Zeitpunkt mit Erdgas betrieben werden Alternative: Wärmecontracting mit BioErdgas als Dienstleistung
Zwischenfazit BioErdgas-KWK ist neu, vergleichsweise kompliziert und erfordert eine sorgfältige Dimensionierung und Planung Anzahl angebotener Produkte ist groß, Absatz bisher eher gering Wenige Lieferanten, unklare Verfügbarkeit Weiterhin bestehen noch Umsetzungsschwierigkeiten bei der Nachweisführung (Herkunft / Qualität) des BioErdgases Auch in (Groß)Städten ist eine effiziente Biomassenutzung in KWK (Anlagenstandort, geringer Platzbedarf) möglich Beispiele zeigen aber, dass BioErdgas-BHKW grundsätzlich wirtschaftlich umsetzbar sind und dem Nutzer große ökologische Vorteile bei Wahrung günstiger Wärmekosten (Preisstabilität) bieten können => immer Einzelbetrachtung notwendig
Einspeisevergütungssätze gemäß EEG-2009 Degression nach 20 EEG 2009 beträgt 1 % p.a. Vergütungssätze 2009 2010 2011 Grundvergütung für Strom aus Biomasse aus einem BHKW bis einschließlich einer Anlagenleistung von 150 kw 11,67 11,55 11,44 bis einschließlich einer Anlagenleistung von 500 kw 9,18 9,09 9,00 bis einschließlich einer Anlagenleistung von 5.000 kw 8,25 8,17 8,09 bis einschließlich einer Anlagenleistung von 20.000 kw 7,79 7,71 7,63 NaWaRo-Bonus bis 500 KW Anlagenleistung 7,00 6,93 6,86 über 500 KW Anlagenleistung 4,00 3,96 3,92 Technologie-Bonus - Aufbereitungsanlagen mit einer maximalen Kapazität bis 350 Normkubikmetern BioErdgas pro Stunde 2,00 1,98 1,96 bis 700 Normkubikmetern BioErdgas pro Stunde 1,00 0,99 0,98 Kraft-Wärme-Kopplungs-Bonus 3,00 2,97 2,94 Einspeisevergütung 23,67 23,43 23,20 nicht berücksichtigt wird der - Gülle-Bonus - Immissions-Bonus
Biogasanlage mit BioErdgaseinspeisung