Flexibilisierung

Status

Grundlast war gestern

Strom aus Wind und Sonne wird immer günstiger, weltweit werden mit steigendem Tempo PV-Anlagen und Windräder gebaut. Gleichzeitig setzen immer mehr Länder den Ausstieg aus der Atomkraft und aus der Kohlekraft um.

Dies wird dazu führen, dass es zukünftig nur noch zwei Zustände am Strommarkt geben wird:
Viel zu viel Strom – oder viel zu wenig.

Wenn wir zu viel Strom haben, hat der Strom am Markt keinen Wert mehr.

Wenn zu wenig Wind weht und die Sonne nicht scheint, wird der Strom einen deutlich höheren Wert bekommen.

Daher hat Ihre Biogasanlage nur dann eine Zukunftsperspektive am Strommarkt, wenn Sie bedarfsgerecht Strom produzieren kann.

Eine Biogasanlage, welche im Dauerbetrieb läuft, wird keine Chance mehr haben, da Sie mit Wind und Sonne konkurrieren muss.

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Was bedeutet Flexibilisierung?

Bei der Flexibilisierung erhält Ihre Anlage eine deutlich höhere BHKW-Leistung als für einen Dauerbetrieb benötigt wird. Dies geschieht durch Zubau von einem oder mehreren leistungsfähigeren BHKW´s. Darüber hinaus benötigen Sie einen entsprechenden Stromnetzanschluss, einen Biogasspeicher und einen Wärmespeicher.

Bei der Auslegung der Speicher ist es dabei wichtig zu wissen, dass diese UNABHÄNGIG von der Größe der Überbauung ist, da der Speicher bei einer größeren Überbauung mehrfach genutzt werden kann.

Mit dem Biogasspeicher speichern Sie kontinuierlich erzeugtes Biogas und verstromen es immer genau dann, wenn Bedarf besteht und die Strompreise an der Börse hoch sind.

Die BHKW betreiben Sie dafür, je nach Flexibilisierungsgrad und Jahreszeit, immer nur stundenweise.

Gleichzeitig können Sie Ihre Wärmenutzung erheblich optimieren oder sogar ausbauen, indem Sie Ihre Anlage jahreszeitlich flexibel betreiben. Sie fahren dann kombiniert strom- und wärmegeführt.

Für die genauen Betriebszeiten am Tag orientieren Sie sich am Strompreis, Ihre Gasproduktion regeln Sie jedoch entsprechend Ihres Wärmebedarfs. So fahren Sie im Winter höher und im Sommer niedriger.

Wie flexibilisiere ich richtig?

Die wichtigste Entscheidung bei der Flexibilisierung ist die zusätzliche Leistung. Im Folgenden gehen wir für Sie zwei mögliche Varianten durch.

In der ersten Variante installieren Sie das gleiche BHKW, dass schon betreiben,
nochmal (Faktor 2,1). In der zweiten Variante wird ein BHKW mit 4-facher Leistung
installiert.

Wartung, Revision:

Bei der Faktor-2 Flexibilisierung ändert sich an den Wartungskosten wenig da die gleichen Betriebsstunden gefahren werden. Es ist zu erwarten, dass die Wartungskosten sich geringfügig für die Bereitschaft beider BHKW erhöhen.

Es wird lediglich ein Intervall zur Generalrevision (nach 40.000h-80.000h, je nach BHKW) eingespart. Bei der Faktor 4,88 Flexibilisierung dagegen hat das neue BHKW nach 10 Jahren gerade einmal max. 22.880 Bh und damit etwa 1/3 der Gesamtlaufzeit erreicht. Dabei sind die Wartungskosten pro kWel erheblich günstiger.

Selbst bei einem Full-Service-Vertrag inkl. Ölwirtschaft und einer Maschinenbruchversicherung, abgeschlossen durch den Servicedienstleister reduzieren sich die Wartungskosten um 25 – 50 %!

Keine General-revisionen mehr, Wartung wird günstiger

Wirkungsgrade, Wärmenutzung:

Als Faustformel gilt: jeder Prozentpunkt Wirkungsgradverbesserung bringt 10.000€ bis 15.000€ Substratkostenersparnis bei einer 500kW NAWARO- Anlage. Ein 2.000 kWel Aggregat bringt 43% Wirkungsgrad.

Im Rahmen der Flexibilisierung sollte das neue BHKW auf die bestehende und ggf. auf geplante Wärmesenken hin optimiert werden. Dies kann durch eine Anpassung der Abgas-Wärmetauscher geschehen.

Wird mehr Wärme benötigt, kann die Abgastemperatur des neuen BHKW z.B. durch einen größeren oder einen 2. Abgas-Wärmetauscher abgesenkt werden, kann weniger Wärme genutzt werden, wird die Abgas-Austrittstemperatur erhöht und/oder ein Abgasbypass installiert.

Keine General-revisionen mehr, Wartung wird günstiger
Bessere Wirkungsgrade

Fahrweise:

Es ist allgemeiner Konsens, dass Biogasanlagen ohne intelligente, nachhaltige Wärmenutzung Ihre Chancen auf einen langfristigen Betrieb deutlich verschlechtern. Ein gut ausgelegtes Wärmenetz an einer Biogasanlage im Dauerbetrieb benötigt im Winter mehr Leistung als das BHKW liefern kann.

Dieses muss durch Holzhackschnitzel, Öl oder Gas zugeliefert werden. Im Sommer dagegen ist der Wärmeabsatz in der Regel gering, oft wird eine Trocknung zur Verbesserung der Wärmenutzung betrieben. Nach der Flexibilisierung kann im Rahmen der Leistungsfähigkeit der Biogasanlage eine jahreszeitliche Lastverschiebung erfolgen.

So kann im Winter mehr Strom und damit mehr Wärme entsprechend des gestiegenen Bedarfs erzeugt werden, im Sommer entsprechend weniger. Da die Strompreise im Winter höher sind und stärker schwanken als im Sommer, bringt die jahreszeitliche Flexibilisierung auch vermarktungsseitige Vorteile.

Bei der Faktor-2 Flexibilisierung kann auch jahreszeitlich flexibilisiert werden, dies führt jedoch zu langen Betriebszeiten der BHKW und damit ggf. zu einer Reduzierung der Zusatzerlöse am Strommarkt.

Aufgrund des anhaltenden Zubaus von Photovoltaikanlagen ist von einem weiteren Verfall der Strompreise insbesondere Mittags auszugehen. Da die Regelbetriebszeit bei der Faktor 4,88-Flexibilisierung morgens und abends ist, besteht hier keine Konkurrenz, die Faktor 2-Flexibilisierung dagegen muss entweder Mittags gegen die Photovoltaik produzieren oder die Betriebszeit in die Nacht verlegen, in der die Preise in der Regel ebenfalls nicht so attraktiv sind.

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Achtung Mindestbemessungsleistung:

Es ist zu beachten, dass die Grenze der maximalen Überbauung nicht unterschritten wird. Dies kann bei einer Faktor 4,88-Flexibilisierung dadurch geschehen, dass zu wenig Strom in einem Jahr erzeugt wird und dadurch das Verhältnis Installierte Leistung/ Bemessungsleistung >5 wird. Bei 550kWel. Installiert müssen bei einem 2MWel-Zubau mindestens 4.468 MWh Strom (510kWel Bemessungsleistung) erreicht werden. Wird dies unterschritten, entfällt die Flexprämie für dieses Jahr.
Das Risiko kann minimiert werden durch:

  • Geringe Überproduktion
  • Versicherung
  • Gasregelstrecke für bilanzielles Biogas (physisch
    Erdgas/Flüssiggas)

Ausblick Ausschreibung:

Nach heutigem Stand des EEG können flexible Biogasanlagen an der Ausschreibung teilnehmen und sich dadurch für weitere 10 Jahre eine Stromvergütung sichern. Eine mit Faktor 4,88 überbaute Biogasanlage hat hierbei erhebliche Vorteile gegenüber der Faktor 2,1 Flexibilisierung. Pro installiertem kWel. Erhält eine Anlage in der Ausschreibung 40€. Dies bedeutet einen Wettbewerbsvorteil von 58.000€/Jahr oder 1,26 ct/kWh.

Der Wegfall von Generalrevision und die Verringerung der Wartungskosten bringen jeweils mindestens ebenfalls 0,5ct/kWh. Eine Wirkungsgradverbesserung von z.B. 2% bringt nochmal 0,5 ct/kWhel. Als Voll-Flexible Anlage ist von höheren Erlösen im Strommarkt auszugehen, konservativ betrachtet kann hier 1ct/kWh Mehrerlös ggü. der Faktor 2,1 Flexibilisierung angesetzt werden. Werden nur diese Punkte betrachtet, besteht bereits ein Wettbewerbsvorteil in der Ausschreibung von 3,76 ct/kWhel! Wie soll die Faktor-2 Flexibilisierung hier konkurrieren?
Es gibt jedoch für die Faktor 4,88-Flexibilisierung weitere Vorteile in der Ausschreibung. So bestehen zusätzlich zu der Option, mit gleicher Leistung weiter zu fahren, zwei weitere Optionen (ohne Berücksichtigung von eventuellen Restriktionen durch Genehmigung und Anlagentechnik)

Ausblick Ausschreibung:

Min-Variante:

Die Biogasanlage kann auf Minimalbetrieb reduziert werden, der Flex-Zuschlag (102.000€/a) deckt die Grund-Betriebskosten der Anlage. Hier kann ein sehr niedriger Gebotspreis in der Ausschreibung angeboten werden.

Max-Variante:

Die Anlage wird auf bis zu 1.275 kWel Bemessungsleistung hochgefahren. Da sich hierdurch nur die variablen Kosten ändern, kann der für den wirtschaftlichen Betrieb erforderliche Mindestgebotspreis gesenkt werden.

4 Cent/kWh Vorteil in der Ausschreibung
Erhebliche Leistungs- änderungen in Ausschreibung möglich

Die Schlüsseltechnologie in der zukünftigen Energieversorgung

Die Bioenergie, insbesondere die Biogastechnologie, ist die Schlüsseltechnologie für eine vollständig ethisch vertretbare Energieversorgung. Spitzenlasten können intelligent und gesichert über Biogas bereitgestellt werden, z.B. durch eine zusätzliche Gasregelstrecke für den Betrieb des FLEX-BHKW mit bilanziellem Biogas.

Flexible Biogasanlagen bieten den Grundstein für die Integration weiterer Technologien wie der Methanisierung von Strom (hierfür wird CO2 z.B. aus Biogasanlagen benötigt), durch die bedarfsgerechte Wärmebereitstellung kann die Energiewende im Wärmemarkt bearbeitet werden.

Mit dem vorhandenen, großen Wärmespeicher kann Abwärme oder solare Wärme effektiv in ein Wärmenetz integriert werden. Weiterhin helfen Biogasanlagen das Entsorgungsproblem in der Landwirtschaft zu mindern.

Die Schlüsseltechnologie in der zukünftigen Energieversorgung

Die Entscheidung zur Flexibilisierung ist eine Grundsatzentscheidung, bei der sich jeder Betreiber fragen muss, ob er in seiner Biogasanlage einen Bestandteil der Energieversorgung der Zukunft sieht und ob er seine Anlage dahingehend entwickeln möchte.

Die Argumente und Zahlen in diesem Artikel sprechen für sich. Die Investitionskosten wurden mit diversen bereits in Betrieb befindlichen, Voll-flexiblen Biogasanlagen validiert. Sie werden durch Vergaben und durch mehrere MW im Bau befindlicher Projekte in der Praxis bestätigt.


Flexible Stromerzeugung durch Anlagenzubau

Ausblick

Die Bioenergie, insbesondere die Biogastechnologie, ist die Schlüsseltechnologie für eine vollständig ethisch vertretbare Energieversorgung. Spitzenlasten können intelligent und gesichert über Biogas bereitgestellt werden.

Flexible Biogasanlagen bieten den Grundstein für die Integration weiterer Technologien wie der Methanisierung von Strom (Synergieeffekte durch vorhandene Speicher, Stromanschluss, Verstromung), durch die bedarfsgerechte Wärmebereitstellung kann die Energiewende im Wärmemarkt bearbeitet werden.

Ausblick

Die Entscheidung zur Flexibilisierung ist eine Grundsatzentscheidung, bei der sich jeder Betreiber fragen muss, ob er in seiner Biogasanlage einen Bestandteil der Energieversorgung der Zukunft sieht und ob er seine Anlage dahingehend entwickeln möchte.

Die Praxistauglichkeit unserer Konzepte haben wir bereits mit diversen bereits in Betrieb befindlichen, Voll-flexiblen Biogasanlagen validiert.

Eine wachsende Zahl von Biogasanlagen nutzt die Chance und entwickelt sich weiter zur flexiblen Bioenergieanlage.

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