Stromgeführte KWK mit Wärmespeicher (KWKG 2012) Ein Vortrag im Rahmen der Veranstaltung 'Neue Entwicklungen auf den Energiemärkten' Jochen Bandelin Student der Regenerativen Energiesysteme 04.10.2012 Betreut durch: Lars Dittmar, Institut für Energiesyteme, Professor Erdmann, TU Berlin 1
Inhalt 1. Grundlagen der Kraft-Wärme-Kopplung 2. Entwicklung der Wirtschaftlichkeit 3. Neuerungen des KWKG 2012 4. Vegleich der Stromnutzung 5. Betrachtung der Lastverläufe 7. Wirtschaftlichkeitsrechnung für Speicher 8. Ergebnisse und Fazit 9. Literatur 2
1. Grundlagen der Kraft-Wärme-Kopplung Quelle: ASUE 3
1. Grundlagen der Kraft-Wärme-Kopplung 4 Quelle: ASUE
2. Entwicklung der Wirtschaftlichkeit 5
3. Neuerungen des KWKG 2012 Quelle: ASUE Bedeutende Neuerungen im Vergleich zu KWKG 2007 - Anhebung der KWK-Vergütung um 0,3 Cent - Förderung von Wärmespeichern 6
4. Vegleich der Stromnutzung 7 Quelle: eex
4. Vegleich der Stromnutzung Strom Arbeitspreis 19,957 Cent/kWh Bestehend aus EEG Umlage (Annahme für 2013) 5 Cent/kWh Stromsteuer 2,05 Cent/kWh Konzessionsabgabe 1,79 Cent/kWh KWK-Umlage 0,002 Cent/kWh 19-Umlage 0,15 Cent/kWh Erzeugung, Transport und Vertrieb 10,96 Cent/kWh Indirekte Förderung von Eigenverbrauch 8,99 Cent/kWh Gesamtvorteil Eigenverbrauch 15,60 Cent/kWh 8
4. Vegleich der Stromnutzung BDEW-Strompreisanalyse Mai 2012 Haushalte und Industrie 9
5. Betrachtung der Lastverläufe Quelle: ASUE 10
5. Betrachtung der Lastverläufe 11 Quelle: Eigene Daten
5. Betrachtung der Lastverläufe 12 Quelle: Eigene Daten
7. Wirtschaftlichkeitsrechnung für Speicher Bedingungen - Speichergröße mindestens 1 Kubikmeter oder 0,3 Kubikmeter pro Kilowatt elektrischer Leistung - Baubeginn nach 19.07.2012 bis 31.12.2020 - Wärme aus KWK und Stromnetzanschluss - mittlere Wärmeverluste geringer als 15 Watt pro Quadratmeter Behälteroberfläche - Leittechnik mit Einbindung von Signalen des Strommarktes - Zulassung der Anlage durch Bafa 13
7. Wirtschaftlichkeitsrechnung für Speicher Zuschlag - 250 Euro pro Kubikmeter Wasseräquivalent - Bei Speichern mit einem Volumen von mehr als 50 m³ maximal 30 Prozent der Investitionskosten - Maximal 5 Mio. Zuschlag je Projekt 14
7. Wirtschaftlichkeitsrechnung für Speicher Vergleichsoptionen: Option 1: BHKW wärmegeführt Option 2: BHKW + Speicher bei Wärmeteillast stromgeführt 15 Quelle: PRE
7. Wirtschaftlichkeitsrechnung für Speicher Preise: Gaspreis: 4,61 Cent/kWh Strompreis: 19,96 Cent/kWh Wartungskosten 2,6 Cent/kWh BHKW-Modul: 1537,37 /kw BHKW-Peripherie: 614,95 /kw Speicher: 656,55 /m³ Quellen: ASUE, Verivox, Hersteller SES, PRE 16
7. Wirtschaftlichkeitsrechnung für Speicher Annahmen: - BHKW-Auslegung auf 25 % der Wärmespitzenlast (5000 Bh/a) - Speicher-Auslegung auf 5 h BHKW-Vollastbetrieb (entspricht 0,36 m³/kwel > 0,3 m³/kwel gesetzliche Anforderung) - Wärmebedarf von der Außentemperatur abhängig - Stromverbrauch am Tag übetrifft BHKW-Leistung - AfA 10 Jahre 17
8. Ergebnisse und Fazit Barwerte der untersuchten Optionen Bei einem Eigenverbrauch von 60% / 63% 250 200 2 /MWh_el 150 100 40 41 43 48 48 51 19 12,81 19 11,99 40 40 Investitionskosten Speicherförderung Wartungskosten Brennstoffkosten Vermiedene EEG Umlage, Stromsteuer, Konzessionsabgabe, KWK, 19 Vermiedene Erzeugung, Netzentgelte Ertrag aus Einspeisung Ertrag aus KWK-Förderung Wert Wärmeerzeugung 50 98 98 61 61 0 Kosten BHKW Einnahmen BHKW Kosten BHKW + Speicher Quelle: Eigene Daten Einnahmen BHKW +Speicher 18
8. Ergebnisse und Fazit Barwerte der untersuchten Optionen Bei einem Eigenverbrauch von 24% / 27% 180 160 2 16 18 /MWh_el 140 120 100 80 60 40 43 19 48 21 19 24,35 19 23,52 40 40 98 98 61 61 Investitionskosten Speicherförderung Wartungskosten Brennstoffkosten Vermiedene EEG Umlage, Stromsteuer, Konzessionsabgabe, KWK, 19 Vermiedene Erzeugung, Netzentgelte Ertrag aus Einspeisung Ertrag aus KWK-Förderung Wert Wärmeerzeugung 20 0 Kosten BHKW Einnahmen BHKW Kosten BHKW + Speicher Einnahmen BHKW +Speicher 19 Quelle: Eigene Daten
8. Ergebnisse und Fazit Aufteilung der vermiedenen Umlagen 1,67% 0,02% 19,91% Vermiedene EEG Umlage Vermiedene Stromsteuer Vermiedene Konzessionsabgabe Vermiedene KWK-Umlage Vermiedene 19-Umlage 55,60% 22,80% 20
8. Ergebnisse und Fazit Ergebnisse: - Ab einem Eigenverbauchsanteil von 24% ist der Kapitalwert des untersuchten BHKW positiv - Angleichung des Kapitalwertes der Speicherlösung bei Verschiebung von 2,6 % der Jahreserzeugung - Förderquote im Beispiel: 38% (Förderung nach KWKG 2012 von maximal 30% bei größer als 50 m³) - Mehrinvestition durch Speicher: 7 % - Investition in Speicher ab 26 Speicherzyklen pro Jahr wirtschaftlich sinnvoll. 21
9. Literatur 1. Der KWK-Wirtschaftlichkeitsindikator COGIX Jahresbericht 2011; Dr. Felix Christian Matthes; 03.10.2012; http://www.vku.de/service-navigation/presse/pressemitteilungen/listepressemitteilung/pressemitteilung-0712.html 2. BHKW Grundlagen 2012; ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e.v.; 03.10.2012; http://asue.de/themen/blockheizkraftwerke/veroeffentlichungen/bhkw-grundlagen-2010.html 3. KWK-Gesetz 2012; ASUE Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e.v.; 03.10.2012; http://asue.de/themen/blockheizkraftwerke/broschueren/kwk-gesetz-2012.html 4. European Energy Exchange AG, 03.10.2012; http://www.eex.com/de/ 5. SES Energiesysteme GmbH; 03.10.2012; http://www.ses-energiesysteme.com/bhkw-module/%c3%9cbersicht/ 6. BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.v.;03.10.2012; http://bdew.de/internet.nsf/id/0e5d39e2e798737fc1257a09002d8c9c/$file/120525%20bdew-strompreisanalyse %202012%20Chartsatz%20gesamt.pdf 22