innogy BioGasExpertenaustausch Energiemanagement BioGas Verschiedene Anregungen für eine Optimierung partetzke@ineg-energie.de 1 Wer ist die ineg? Die ineg ist ein genossenschaftlich geprägtes und organisiertes Unternehmen mit 22 Mitarbeitern Unsere (43) Gesellschafter sind z. B.: Kreditinstitute, Produktions-, Waren- und Energie-eG s 2007 Gegründet auf Basis des ausgeprägten Kundenwunsches sicherstellen einer neutralen Beratung Die ineg ist ein völlig unabhängiges Unternehmen. Daher ist sichergestellt, dass alle Beratungsleistungen neutral erbracht werden. 2 1
Leistungen Beratung, Planung und Realisierung von: EEG/ KWK-G-Anlagen Seminare / Studien Photovoltaikanlagen Beschaffung von EEG-Brennstoffen Biogasanlagen Wohn- und Nicht-Wohngebäude: Energiepass Blockheizkraftwerke EEG/KWK-G Vertragsmanagement Nahwärmenetze Energiebezug/ Contracting Windenergieanlagen Bürgerwindpark Studien und Energiekonzepte Sanierung/ Modernisierung Trink- und Schwimmbadwasseraufbereitungsanlagen Heiz-/ Lüftungszentralen Wärmerückgewinnung aus Abwasser Wärmeauskopplung Lüftungs- und Klimatechnik Meß- und Regelungstechnik... Kunden 69 Energiegenossenschaften Industrie/ Gewerbe Städte/ Gemeinden Stadtwerke Landwirtschaft Fachhochschulen 3 Biogas 2016 Rahmenbedingungen Biogasanlagen als Zukunftsenergie in der öffentlichen Diskussion Neubau von Biogasanlagen im EEG 2016/ 2017 fast ausschließlich 75 kw BGA Anlagenoptimierung, Kostensenkung und ggf. Flexibilisierung als Überlebensstrategie Verlässliche Perspektive für die Weitervergütung nach 20 Jahren benötigt (!) aber auch gewollt? Die Novelle des EEG 2016/2017: hier Ausschreibungsmodell Sonderthema: Laufzeitverlängerung für BGA vor (nachträglich in) EEG 2009 4 2
Optimierung Prüfung der Bestandsanlagen Prüfung der Wirtschaftlichkeit (kaufmännisch, technisch) Prüfung des genehmigungsrechtlichen Status Wiederkehrende sicherheitstechnische Prüfungen Optimierung Umbau/Erneuerung Substratkonzept Optimierung der Ertragsseite 1. Schritt: Restgaspotentialanalyse!!! 5 Wiederkehrende Prüfungen Grundsätzliche Pflicht des Betreibers ist es eine Anlage jederzeit ordnungsgemäß und sicher gem. den anerkannten Regeln der Technik zu betreiben! EEG KWKG EnWG BImSchG BauGB LBO LWG WHG BImSchV TA Lärm TA Luft BiogasAnlagenV JGSF-V TRBS TRwS AwSV ArbSchG ProdSG BetrSichV ArbStattV 94/9 EG ATEX Prüfungen alle 2-5 Jahre o Wasserrecht o Immissionsrecht o Energierecht o Betriebssicherheit MRL BGV DVGW Genehmigungsbescheid = Rechte und Pflichten! 6 3
Verbrauchserfassung -/ Zählerkonzept Werden alle theoretischen Vorgaben eingehalten? Funktionieren alle technischen Einrichtungen? Gibt es weitere Einsparpotentiale? 7 Inputstoffe - Ausgangslage 8 4
Inputstoffe - Alternativ Biogene Abfälle Separierte Gülle Hirschgras, Langfristige Pacht-/ Lieferverträge!!! Neu-Abschluss!!! Substitution von Mais durch z.b. separierte Gülle,, Stroh,? 9 Optimierung der Prozessbiologie Ziele Hohe Methanproduktivität Bestmögliche Auslastung der Gasverwertung Gleichbleibende Gasqualität Hohe Versorgungssicherheit der angeschlossenen Verbraucher Voraussetzungen Regelmäßige Aufzeichnung (Betriebstagebuch) Ordentliche Bestimmung und der Menge und Zusammensetzung der Inputmaterialien Regelmäßige Analyse der Inputund Gärreste- Qualität Prozessbiologisches Monitoring, z.b. Erhöhung der Raumlastung von 3,5 auf 7 kg ots/ m³ Kein Verfahren ist für alle BGA gleichermaßen sinnvoll! Eine individuelle Analyse und Ermittlung des jeweiligen Bedarfes und des zu erwartenden Nutzens ist immer sinnvoll! Spurenelemente Eisenpräparate - Enzyme Bioregulatoren Ultraschalldesintegration - 10 5
Optimierung Anlagen/ Betriebstechnik Rührwerke Optimierung der Rührwerkstechnik zur Reduzierung des Stromverbrauchs (auch Lastmanagement möglich) Vorbereitung der Substrate für den Gärprozess Betrachtung der Scherkräfte am Behälterboden zur Vermeidung von Sedimentationen Lagerung und Entnahme von Silage Animpfen/ Flüssigfütterung 11 Behälterdächer Lebensdauer Gasdichtigkeit Messung! mit/ ohne Gasspeicher Wärmeisolierung Immissionsschutz Quelle: Ecomembrane, Baur 12 6
Gasmotor / Zündstrahlmotor Elektrischer Wirkungsgrad sinkt! Brennstoff - Unabhängigkeit - Kosten - erf. Qualität Investitionskosten Betriebskosten Service / Ersatzteilmanagement (extern) 13 Fahrplanmanagement Erlösprognoseübersicht bei Regelenergie + HT/NT alte Zeiten aus 2013/2014 Zusatz-Erlöse zum EEG: Szenario A in EUR Szenario B in EUR Szenario C in EUR Szenario D in EUR 2012 HT/NT 50 % LP 50 % AP 50 % Managementprämie (*) 15.760 15.760 15.760 15.760 HT/NT-Strom 30.000 15.000 15.000 15.000 MRL/SRL - Leistungspreis (LP) 32.000 32.000 16.000 16.000 MRL/SRL - Arbeistpreis (AP) 8.000 8.000 8.000 4.000 Summe Erlöse 85.760 70.760 54.760 50.760 Aufwand Vermarktung - 40 % Erfolgsanteil -34.304-28.304-21.904-20.304 Mehrertrag ggü. EEG-Vergütung 51.456 42.456 32.856 30.456 * fällt bis 2015 auf 11.820 EUR R I S I K O B E U R T E I L U N G I N STUFEN Biogasanlage 854 kw BHKW / 600 kw Laufleistung 14 7
Marktprämie Berechnungsbeispiel 20,0 ct/kwh MWEPEX 19,7 ct/kwh Berechnung Marktprämie nach EEG 2012 EEG Vergütung gem. 33h (EV) Monatsmittelwert EPEX (MWEPEX) Managementprämie (Mgt.- Prämie) = 19,7 ct/kwh = 5,0 ct/kwh = 0,3 ct/kwh EEG Einspeise- Vergütung Marktprämie 15,0 ct/kwh Referenzmarktwert (RW) = MWEPEX Mgt.-Prämie 4,7 ct/kwh = 5,0 ct/kwh 0,3 ct/kwh Marktprämie = EV RW 15,0 ct/kwh = 19,7 ct/kwh 4,7 ct/kwh Vereinfachte Darstellung: Marktprämie = EEG-Vergütung des betreffenden Monats - Monatsmittelwert EPEX + Managementprämie Bsp. Ergebnis: 19,7 5,0 + 0,3 = 15,0 ct/kwh * Referenzwert = Monatsmittelwert EPEX 15 Flex BHKW Bestandsaufnahme Prüfung der Wirtschaftlichkeit (kaufmännisch, technisch) Prüfung des genehmigungsrechtlichen Status Flexibilisierung Zusätzliches Flex BHKW 130 /kw für 10 Jahre decken annähernd die Investitionen Einnahmen aus Regelenergie Verschiebung der Ersatz Investitionen 16 8
Flex BHKW 1. Flex BHKW als Ersatz BHKW + Stromerzeugung Flex-Prämie 130 /kw und Jahr für 10 Jahre = Finanzierung BHKW (installierte Leistung-Bemessungsleistung) Einsparung der großen Revision 60.000h, ca. 130.000 bei 500kW BHKW Realisierung der max. möglichen Stromeinspeisung Höhere/ geringere (?): Wartungskosten/ Versicherung,... Längere Lebensdauer (Jahre) Pauschal-Beträge für die Leistung-Vorhaltung Wirkungsgrade 2. Flex BHKW zur optimierten Wärmenutzung Höhere Wärmeleistungsabgabe im Winter = Optimierung Wärmeeinnahmen und KWK Effizienter Betrieb im Sommer-Winterfahrplan Erlöse über Fahrplanmanagement Achtung: Anlagenperipherie beachten!!! 17 Stromsteuerbefreiung Biogasanlagenbetreiber können beim Hauptzollamt eine Steuerentlastung für den Strom, der für betriebliche Zwecke entnommen wurde, Entlastung verlangen. Die Entlastung wird nur auf Antrag gewährt und beläuft sich dabei auf 5,13 Euro je MWh (25 Prozent der zu zahlenden Stromsteuer), soweit der Entlastungsbetrag 250 Euro pro Jahr übersteigt. Eine weitergehende Entlastung von der Stromsteuer - ein sogenannter Spitzenausgleich - ist möglich, wenn das Unternehmen ein Energiemanagementsystems (EMS) eingeführt hat. Hier kann eine Steuerentlastung von bis zu 90 Prozent geltend gemacht werden, soweit die gezahlte Steuer einen Betrag von 1.000 Euro übersteigt. Zusätzlich werden allerdings die Einsparungen des Unternehmens bezüglich der Rentenversicherungsbeiträge (Arbeitgeberanteil) berücksichtigt. Mit dem neu gefassten 19 im EEG 2017 soll keine Steuerbefreiung nach 9 Abs. 1 Nummer 1 oder 3 des Stromsteuergesetzes für Strom aus erneuerbaren Energieträgern in Anspruch genommen werden können. Bei Nicht-Beachtung droht der Verlust der EEG-Vergütung! Diese Regelung soll rückwirkend zum 1. Januar 2016 in Kraft treten. Davon betroffen sind Anlagen / Biogasanlagen die eine Stromsteuerbefreiung nach 9, Abs. 1, Nummer 1 und 3 in Anspruch nehmen. Nicht davon betroffen sind Anlagen, die eine Steuerentlastung nach 9b oder 10 in Anspruch nehmen möchten. Erklärung kaufmännisch-bilanzielle Einspeisung: Der Eigenstrombedarf wird fiktiv als eingespeister Strom angenommen und wird nach dem EEG vergütet. Der Eigenstrom wird anschließend wieder zugekauft, jedoch keine Stromsteuer bezahlt. 18 9
Die Zukunft (?): Ausschreibung EEG-Eckpunkte zur Bioenergie Gemeinsames Ausschreibungsmodell für Neuanlagen, Anlagenerweiterungen und Anlagen, die aus dem EEG- Vergütungszeitraum herausfallen ineg-fazit: Neuinvestitionen in Bestandsanlagen müssen sich innerhalb der jetzigen EEG-Förderzusage rentieren! Ohne ein echtes Wärmekonzept (Verkauf der Wärme) und flexible Stromerzeugung wird ein Weiterbetrieb sehr schwierig! Sehr wichtig: Wer ist der richtige Partner bei der Stromvermarktung? Voraussichtliche Vergütung,1.Ausschreibungsrunde: ca. (max.) 14 16 ct/ kwh 19 Sinnvolle + Nachhaltige Wärmenutzung - Eigene Betriebsgebäude - Nahwärme-/ Kälteversorgung (ggf. Netz) - Eigenbetrieb - Bürger-/ Stadtwerkebetrieb - Gärrestetrocknung / Trocknung von Klärschlamm - ORC-Anlage - Trocknung von Holzhackschnitzeln, 20 10
Schematische Projektübersicht Energieversorgung in der (nahen) Zukunft Legende: ErzeugerStrom/ Wärme Imput = Konstant Flexibilisierung!! Erweiterung BGA. Solarthermie BGA Bestand BHKW I 536 kwel. BHKW II 900 kwel. Power to Heat / Wärmepumpe 500 MWh/a Wärmespeicher mit ca. 2.000m³ Nahwärmenetz Verbraucher Neuerrichtung Bestand Wärmestrom Strom Eigenn. Strom Einsp. EVU Strom Bezug. EVU Redundanzkessel, 700 kw Netzverluste Kessel, nachw. Rohstoffe PV-Anlage Schulzentrum Steinacker WEA 1 EVU Bürgerenergiegenossenschaft WEA 2 Bürgerenergiegenossenschaft/ Gemeindewerk Einsparpotential-Ziel: 20 % der Vollkosten für Energie! 21 Partner (Landwirte) suchen Rohstoffe (Holz, Mais, Gülle, Flächen) = Landwirtschaft Renditeanforderungen: im normalen Bereich Innovative Ideen können nur gemeinsam entwickelt werden Landwirte - VR-Bank Bürger Gemeinde Gewerbe - Versorger, Manche Projekte funktionieren nur gemeinsam (Abwärme-/ Kältekonzepte)...sie kommen aus der direkten Nachbarschaft (z.b. Wärmelieferung) Vertrauen ist vorhanden Wertschöpfung bleibt in der Region das Unternehmen wird stark integriert 22 11
23 Energieverbrauch, landwirtschaftlicher Betrieb - Außenwirtschaft: Fahrzeuge, - Milchwirtschaft - Vakuumpumpe - Kühlung - Reinigung (Warmwasser) - Lüftung (zentrale-, dezentrale Absaugeinrichtungen) - Beleuchtung - (Misch-)Futtersysteme - Beheizung (Strom-/Gas-Strahler, Heizrohre, Gaskanonen ) - Wärme-/ Stromerzeugung (Brennwert-kessel, BHKW, VL-/ RL-Temperaturen, ) - Verbrauch und / oder Kosten senken? 24 12
LED-Beleuchtung der Einstieg! Wärmerückgewinnung- (WRG)-Lüftung, -Prozesswasser, FU-Motoren-Steuerung, Druckluft, 25 Förderung Einzelberatung: 80 % von max. 6 T Investition: 20 30 % jeweils verlorene Zuschüsse! Beispiel: Erstellung Einsparkonzept Neubau Kartoffelhalle (3.700 t) Energieeinsparung von 66 % gegenüber Referenz durch Bau-, Technik und Nutzungskonzept Zuschuss 500.000 EUR (BLE Energieeffizienzprogramm) 26 13
Neubaugebiet 27 NahwärmeNetz Regionale - Wärme für Bestandsgebiet 28 14
Gemeinschaftsprojekt, Gewerbe/ Industrie BioGasAnlage, 1,5 MW-ELT Wärme-/ Kältekonzept 29 Investition + Förderung Baukonstruktion/Außenanlagen EUR 40.000 Technische Ausrüstung EUR 194.450 Fernwärmeleitungen und Übergabestationen EUR 1.217.742 Baunebenkosten EUR 147.564 Investitionskapitalbedarf gesamt EUR 1.599.755 Förderung: EUR -393.000 pro Trassenmeter = 100 /m pro m³ Pufferspeicher = 250 /m³ Mitgliedbeitrag/ Eintrittsgeld : EUR -207.000 (kann finanziert werden) Verbleibende, zu finanzierende Summe EUR 999.755 37% der Investition werde bereits über Mitgliedsbeiträge, Eintrittsgelder und Förderung abgedeckt! 30 15
Reichweite - Energietransport o Wärme (85-90 C) o ND-Dampf/ Thermoöl = 5 bis 25 km, je nach Kosten für die Wärme/ Abwärme = 0 km o Kälte 6 8 C = möglichst vor Ort / Absorptionskältemaschine Anschluss an NW-Netz möglich o Kälte < 6 C = 0 km 31 Wärmeversorgung auf Basis BioGas und Holzhackschnitzel Spaß an der gemeinsamen Sache Die Dorfbewohner sind begeistert und die Gemeinschaftssache macht ihnen Spaß Das Projekt hat die Dorfgemeinschaft zusammengeschweißt. Trassenverlauf Übersicht 108 EFH von 115! 32 16
Jahreskosten Vergleich 20 Jahre Preisentwicklung für ein Einfamilienhaus (Wärmebedarf 30.000 kwhth) 9.000 Nahwärme Erdgas Öl 8.000 7.000 6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 Wärme hat einen Wert!!! geschickte Preisgleitklausel erforderlich! 33 Trocknung von Gärresten 1. nur Trocknung wg. KWK-G-Bonus 2. echte Trocknung Endprodukt: bis hin zu getrockneten Pellets (ggf. später Zulassung zum Regelbrennstoff) Optimale Reduktion des enthaltenen Wasser Erzeugung von Flüssigdünger Investitionskosten: für: Jährliche Kosten: 40 80 T Für: 250 bis 450 T (500 kw-bga) Aufstell-Gebäude, Lager, Zuwegung, Hydraulische Einbindung, Ing.-Leistungen Abgasreinigung, Personal, Instandhaltung, Strom, Abschreibung, Zinsen Jährlicher Erlös: 120 T - 150 T Für: KWK-G-Bonus, Gärrestetransport, Verkauf Dünger, zzgl. Eingesparte Kosten Gärrestelager Ergebnis: bis zu (+) 80 + X T / Jahr 34 17
Verwertungskonzepte Klärschlamm Künftige Entsorgungs- / Verwertungskonzepte (Nds.) Niedersachsen bringt bis zu 75% der anfallenden Klärschlämme landw. Aus (deutlich über dem Bundesdurchschnitt von 30%) Mittelfristiger Ausstieg des Landes Niedersachsen aus der landwirtschaftlichen Klärschlammverwertung ist geplant (auch Vorgabe der Bundesreg. gem. Koalitionsvertrag) Mittelfristig bedeutet danach einen Zeitraum von etwa fünf Jahren (ab 2013, Bund: 10 Jahre). Hintergrund: Rückgewinnung des im Klärschlamm gebundenen Phosphors Mitverbrennung von Klärschlamm nicht gewollt, stattdessen werden Monoverbrennungsanlagen Der Phosphor soll aus der Klärschlammasche rückgewonnen werden, sobald dies technisch und wirtschaftlich realisierbar ist Quelle: ABO Wind 35 Klärschlamm Solare Trocknung mit Abwärmenutzung Abwärmegestütze, solare (10-15%) Trocknung Verfahrensbeschreibung Quelle: ABO Wind Quelle: Thermo-Systems, 2016 36 18
Eigenstromnutzung, Schweinestall Ca. 677 kwp 37 Sofortergebnis 38 19
Photovoltaik Ausschreibung - Kriterien Voraussetzungen für die Teilnahme an der Ausschreibung - Photovoltaikanlage größer 0,750 MWp bis maximal 10 MWp - auf Gebäude oder Lärmschutzwand - auf Sonstige bauliche Anlage (z.b. Deponie, Klärwerk, o.ä.) - auf Freifläche bereits versiegelte Fläche Konversionsfläche Längs von Autobahn oder Schienenweg (110m) B-Plan-Fläche Solaranlage vor 01.09.2003 B-Plan Gewerbe- oder Industriegebiet vor 01.01.2010 Flächen mit Verfahren nach 38Satz 1 BauG (z.b. diverse Deponien) BImA- Fläche Acker- oder Grünland in benachteiligten Gebieten Bei Freiflächen bei denen eine B-Plan Änderung notwendig ist, muss mindestens ein Aufstellungsbeschluss vorliegen 39 PV Ausschreibungen Freiflächen bis 750 kwp Freiflächen bis 750 kwp erhalten aktuell eine feste Vergütung von 8,91 ct/kwh. Es sind Investitionskosten zwischen 850 und 950 /kwp ansetzbar. 40 20
Gesamtfazit: Möglichkeiten nutzen 75 kw BGA Optimierung BGA Gärrestetrocknung Wärmekonzept (Belieferung Dritter, auch ohne BGA möglich) Klärschlammtrocknung Flex BHKW Substrate / Anlagentechnik PV-Anlagen, Dach = Eigenstromerzeugung, Freifläche < und > 750 kw Windenergie: die Chance EEG 2016/ 2017 nutzen Energieeffizienzberatung Maßnahmen (BHKW, Holz-/Strohkessel, Lüftung, FU-Motoren, Beleuchtung) Fördermöglichkeiten nutzen Startschuss setzen = Bestandsaufnahme! 41 Matthias Partetzke IngenieurNetzwerk Energie eg Charlottenburger Ring 16 49186 Bad Iburg Tel.: 05403 7243977 Fax: 05403 7243989 info@ineg-energie.de www.ineg-energie.de 42 21