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Wirtschaftlichkeitsanalyse von Biogasanlagen

Unter Berücksichtigung von Wärmenutzung und unterschiedlichen Vergütungsmodellen

AutorPhilipp Wenning
VerlagGRIN Verlag
Erscheinungsjahr2011
Seitenanzahl83 Seiten
ISBN9783656060048
FormatPDF/ePUB
Kopierschutzkein Kopierschutz/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis34,99 EUR
Bachelorarbeit aus dem Jahr 2011 im Fachbereich Energiewissenschaften, Note: 1,7, Universität Duisburg-Essen, Veranstaltung: Energiewirtschaft, Sprache: Deutsch, Abstract: Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wird die Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen anhand unterschiedlicher Fördermodelle und unter Berücksichtigung verschiedener Arten der Wärmeverwendung analysiert. Problemstellung: Nicht erst seit dem Atomunglück in Japan ist es Ziel der Bundesregierung den Anteil der Erneuerbaren Energien an der gesamtdeutschen Stromerzeugung auszubauen. Bereits im Erneuerbare-Energien-Gesetz aus dem Jahr 2009 ist das Ziel formuliert, bis zum Jahr 2020 mindestens 30% der Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien zu decken. Durch den starken Ausbau der Erneuerbaren Stromerzeugung ist es in den vergangenen Jahren kontinuierlich zu einer Erhöhung der sogenannten EEG-Umlage und damit der Belastung der Kunden durch erhöhte Strompreise gekommen. In Anbetracht der weiteren Forcierung des Ausbaus Erneuerbarer Energien droht die EEG-Umlage weiter zu steigen. Aufgrund der aktuell bestehenden Festpreisvergütung für Erneuerbare Energien im Rahmen des EEG nehmen die einzelnen Technologien nicht am allgemeinen Strommarkt teil. Durch diese Isolation vom Markt werden Anreize zur Effizienzverbesserung unterdrückt und die Erneuerbaren Energien separat vom Markt betrieben. Hohe EEG-Umlagen und eine große Belastung der Übertragungsnetze sind unter anderem die Folge und führen bei einer Weiterverfolgung dieser Strategie zu immer größer werdenden Problemen. Daher hat die Bundesregierung im Energiekonzept vom September 2010 einen kosteneffizienten Ausbau, eine bedarfsgerechtere Erzeugung und eine verbesserte Integration der Erneuerbaren Energien in die Energieversorgung als Ziel formuliert. Dazu sollen im Rahmen einer erneuten Novellierung des EEG im Jahr 2012 geeignete Instrumente die Markt- und Netzintegration der Erneuerbaren Energien stärken. Durch die Dargebotsunabhängigkeit der Strom- und Wärmeerzeugung aus Biomasse hat diese Technologie gegenüber den anderen Erneuerbaren Energien einen Vorteil bzgl. der Integration in die deutsche Energieversorgung. Dabei soll die Nutzung von Biomasseanlagen besonders im Rahmen der Kraft-Wärme-Kopplung weiter verstärkt werden, wodurch die Effizienz der Anlagen erhöht und gleichzeitig fossile Ressourcen geschont werden. Damit kann auch den Klimaschutzzielen der Bundesregierung ein Stück näher gekommen werden.

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Leseprobe

3 Rahmenbedingungen für die Biogasproduktion


 

3.1 EEG und Biogas


 

Seit April 2000 wird der Ausbau der Erneuerbaren Energien durch das EEG gefördert. Seitdem ist auch beim Bau von Biogasanlagen ein deutlicher Anstieg zu vermerken. Besonders durch die erste Novellierung des EEG im Jahre 2004 ist der Ausbau der Biogasanlagen weiter forciert worden.[42]

 

Durch das EEG soll eine nachhaltige Entwicklung der Energieversorgung gefördert werden, um im Sinne des Klima- und Umweltschutzes zu handeln und fossile Energieressourcen zu schonen. Der Ausbau der Erneuerbaren Energien soll zudem die volkswirtschaftlichen Kosten, besonders unter Berücksichtigung langfristiger externer Effekte, verringern.[43] Um diese Ziele zu erreichen wird gemäß dem EEG die Technologieentwicklung zur Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien gefördert.

 

Das konkrete Ziel dabei ist es, den Anteil der Erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung bis 2020 auf mindestens 30% zu erhöhen.[44]

 

Aufgrund der EEG-Festpreisvergütung gewinnen die Anlagenbetreiber einer Biogasanlage die Sicherheit, dass ihr produzierter Strom abgenommen und zu einem festen Betrag vergütet wird. Für den Netzbetreiber bestehen eine Anschlusspflicht sowie eine Verpflichtung den EEG-Strom vorrangig abzunehmen.[45] Darüber hinaus sichert das Gesetz dem Anlagenbetreiber eine feste Vergütung des produzierten Stroms über den Zeitraum von 20 Jahren, der vom Leistungsvermögen der Anlage abhängig ist.[46] Um eine Überförderung der Erneuerbaren Energien zu vermeiden, Technologiefortschritte sowie Kostensenkungen zu berücksichtigen sind die Vergütungssätze degressiv ausgelegt.[47] Der Fördersatz für neu errichtete Anlagen sinkt dementsprechend von Jahr zu Jahr.

 

Durch die Sicherheit der festen Vergütung des produzierten Stroms wurde der dynamische Ausbau der Erneuerbaren Energien und die damit einhergehende hohe Effektivität des EEG ermöglicht.

 

Bei Biomasse gibt es im EEG zusätzlich zur Grundvergütung die Möglichkeit weitere Boni zu erhalten. Diese werden angeboten, um spezifischere Ziele beim Einsatz von Biogasanlagen zu erreichen.

 

Als zusätzliche finanzielle Anreize gibt es dazu einen Bonus für nachwachsende Rohstoffe, den sogenannten Gülle-Bonus, einen KWK-Bonus, einen Landschafts- pflege-Bonus und einen Immissionsbonus.

 

Beim NawaRo- und Gülle-Bonus handelt es sich um Boni für den Einsatz bestimmter Substrate zur Biogasproduktion. Dabei sind die NawaRo-Substrate genau in Anlage 2 des EEG anhand einer Positiv- und Negativliste definiert. Um neben dem NawaRo-Bonus auch den Gülle-Bonus zu erhalten, muss mindestens 30% der eingesetzten Masse an Substraten aus Gülle stammen. Ist dieser Anteil erreicht wird der Bonus in voller Höhe auf die komplette Stromproduktion ausgezahlt.

 

Ein weiterer möglicher Bonus ist der sogenannte Technologiebonus, durch den ein Anreiz zum Bau von Biogasanlagen mit besonders innovativer Technologie gesetzt werden soll. Der Bonus wird gewährt für die Gasaufbereitung auf Erdgasqualität sowie eine besonders innovative Anlagentechnik mit hohen Wirkungsgraden oder Wärmenutzung. Die Vergütung liegt bei 2,0 Cent pro Kilowattstunde.[48]

 

Beim KWK-Bonus handelt es sich um einen Bonus für die gleichzeitige Nutzung von Strom und Wärme bei der Energieerzeugung durch Biogas. Wie bereits in Kapitel 2.5 erwähnt, wird von den meisten Biogasanlagenbetreibern die im Prozess entstehende Wärme nur geringfügig genutzt. Beim Großteil der Anlagen wird die Wärme meist für die Beheizung des eigenen Fermenters und anliegende Ställe oder Wohngebäude verwendet. Um einen höheren Gesamtwirkungsgrad zu erzielen und die Biogasanlagen umweltfreundlicher zu gestalten, setzt das EEG durch diesen KWK-Bonus einen zusätzlichen Anreiz, die beim Biogasprozess entstehende Wärme zu nutzen. Vergütet wird der KWK-Bonus für die außerhalb der Biogasanlage verwendete Wärme einheitlich in einer Höhe von 3,0 Cent pro Kilowattstunde.

 

Der Immissionsbonus findet Anwendung in Verbindung mit dem BundesImmissionsschutzgesetz, das darauf abzielt, die Formaldehydgrenzwerte bei der Biogaserzeugung nicht zu überschreiten. Eine zuständige Behörde hat die Grenzwerte zu prüfen und stellt bei deren Einhaltung eine Nachweisbescheinigung aus. Der Immissionsbonus wird mit 1,0 Cent pro Kilowattstunde vergütet.[49]

 

Neben der Grundvergütung für Biogasanlagen und den verschiedenen Boni ist noch einmal auf die Degression der Vergütung hinzuweisen. Die Vergütung bei Anlagen für Biomasse, die nach dem 01. Januar 2010 in Betrieb genommen werden, sinkt jährlich degressiv um 1,0 Prozent. Die im entsprechenden Jahr der Inbetriebnahme erhaltenen Vergütungen und Boni sind über die gesamte Vergütungsdauer garantiert.[50]

 

Neben der beschriebenen Festpreisvergütung für Biogasanlagen gibt es für den Anlagenbetreiber auch die Möglichkeit seinen Strom ganz oder teilweise kalendermonatlich direkt zu vermarkten. Dabei kann der produzierte Strom auch direkt an Dritte veräußert werden. Für diesen Strom entfällt allerdings die eigentliche EEG-Vergütung. Ein Wechsel zwischen Direktvermarktung und EEG- Vergütung ist bei rechtzeitiger Ankündigung beim Netzbetreiber kalendermonatlich möglich.

 

Es besteht auch die Möglichkeit einen rechtzeitig bestimmten Prozentsatz des produzierten Stroms direkt zu vermarkten und für den darüber hinaus produzierten Strom vom Netzbetreiber die ursprüngliche EEG-Vergütung zu erhalten.[51]

 

Neben dem EEG ist des Weiteren die Biomasseverordnung für den Betrieb von Biogasanlagen relevant.[52] Die Biomasseverordnung regelt in Verbindung mit dem EEG, welche Stoffe als Biomasse und welche nicht als solche gelten, welche technischen Verfahren zur Stromerzeugung eingesetzt werden dürfen und welche Umweltanforderungen als Bedingung für die Biogasproduktion gestellt werden.

 

3.2 Alternative Fördermodelle


 

Das EEG hat seit dem Jahr 2000 erfolgreich den Ausbau der Erneuerbaren Energien vorangetrieben. Neben den Erfolgen Deutschlands beim Ausbau Erneuerbarer Energien ist durch die EEG-Umlage auch eine finanziell hohe Belastung für die Stromkunden entstanden.

 

Die Ineffizienz der bestehenden Vergütung des EEG und die dadurch häufig kontroversen Diskussionen über die Ausgestaltung der Förderung sind ein Beleg dafür, dass die Gesetzeslage immer wieder neu hinterfragt wird. Dies zeigt sich besonders auch in den Forschungsvorhaben, die von den Bundesministerien, allen voran dem BMU, in Auftrag gegeben werden.

 

Die Erstellung von Erfahrungsberichten wie beispielsweise von STAlß ET AL. (2007) sowie Berichte zur Fortentwicklung des EEG wie von Sensfuss und Ragwitz (2007) machen deutlich, dass die Ausgestaltung des EEG ein kontinuierlicher Prozess ist, der sich an die ändernden politischen, klimatischen und vor allem technologischen Veränderungen anpasst.

 

Ein Kritikpunkt an der derzeitigen Ausgestaltung des EEG ist die geringe Marktintegration der Erneuerbaren Energien. Aufgrund der festen Einspeisevergütung nehmen die Erneuerbaren Technologien normalerweise nicht am Strommarkt teil. Eine Ausnahme stellt die Möglichkeit der Direktvermarktung aus dem EEG dar,[53] die aber aufgrund geringerer Einnahmemöglichkeiten von den Anbietern erneuerbaren Stroms kaum wahrgenommen wird.

 

Die zu großen Teilen volatile, nicht steuerbare Einspeisung der dargebotsabhängigen Erneuerbaren Energien führt immer häufiger zu Anpassungsmaßnahmen bei konventionellen Kraftwerken, Bedarf an zusätzlichen Systemdienstleistungen und dem erforderlichen Ausbau der Übertragungsnetze. In Anbetracht des weiteren Ausbaus der Erneuerbaren Energien ist eine verstärkte Integration dieser Erzeugungseinheiten in den Strommarkt ein möglicher Schritt, um die genannten Probleme zu vermindern.

 

Um dieses Ziel zu erreichen räumt das EEG der Bundesregierung die Möglichkeit ein, per Verordnung bestimmte Maßnahmen zu ergreifen, um eine verbesserte Integration des Stroms aus Erneuerbaren Energien zu erreichen.[54] Dabei können unter anderem finanzielle Anreize insbesondere für „die Verstetigung, bedarfsgerechte Einspeisung sowie für die verbesserte Netz- und Marktintegration“[55] geschaffen werden.

 

Im Rahmen der Verordnungsermächtigung sind Studien zur Untersuchung neuer Fördermodelle für eine verbesserte Marktintegration der Erneuerbaren Energien in Auftrag gegeben worden. Dabei liegt der Fokus auf den Möglichkeiten eines Marktprämienmodells oder eines Kombikraftwerksbonus.

 

Um die beiden möglichen Modelle theoretisch zu überprüfen, hat das BMWi die Arbeitsgemeinschaft aus der r2b Energy Consulting GmbH und der Consentec GmbH mit einer Studie zur “Förderung der Direktvermarktung und der bedarfsgerechten Einspeisung von Strom aus Erneuerbaren Energien“ beauftragt.[56] Diese greift bei der Untersuchung des Marktprämienmodells auf die vom BMU in Auftrag gegebene Studie von Sensfuss und Ragwitz (2007) sowie das von Sensfuss und Ragwitz (2009) entwickelte Marktprämienmodell zurück. Die Grundlage der Analyse des Kombikraftwerksbonus ist das Modell der Studie von...

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