Post EEG für Biogasanlagen Hürden, Möglichkeiten und Geschäftsmodelle - Biogas Infotage 2019 - 20190130_Präsi_Biogas Infotage ...
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Post EEG für Biogasanlagen Hürden, Möglichkeiten und Geschäftsmodelle Biogas Infotage 2019 Ulm, 30. Januar 2019 Dr. Joachim Pertagnol
Gliederung Ausganssituation Biogasanlagen: mehr als nur Stromproduzent Ergebnisse 1
Ausganssituation 2
Strommix
Gesamt: 654,4 Mrd. kWh
Quelle: AGEE-Stst, AGEB, Statistisches Bundesamt (2018)
3
Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)
Zeitstrahl EEG Novellierungen
1991 Stromeinspeisungsgesetz
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2011
…
4
Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG)
Ziel des EEG
…im Interesse des Klima- und Umweltschutzes …
die volkswirtschaftlichen Kosten der Energieversorgung auch durch die
Einbeziehung langfristiger externer Effekte zu verringern,
fossile Energieressourcen zu schonen und die Weiterentwicklung von
Technologien zur Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien zu fördern.
(§1, Abs 1 EEG)
5
Ausgangssituation
Annahme: Großteil der Bestandsanlage wechseln nach Möglichkeit ins Ausschreibungsmodel
Abbildung: Scheftelowitz, M. (2016)
6
Ausgangssituation
Biogasanlagen-Cluster & EEG-Zahlungen
2015 (Szenario SZ1 Ref.) Güllekleinanlagen NawaRo- Biomethan- Abfall- SUMME
Biogasanlagen Einspeiseanlagen Biogasanlagen
Anzahl [n] 305 7.926 1.847 116 10.394
kum. Leistung [MW] 22,9 4.256,3 530,9 98,2 4.959
Anzahl [%] 3,0 77,8 18,1 1,1 100
kum. Leistung [%] 0,5 86,7 10,8 2,0 100
EEG-Zahlungen [Mio €] 40,8 5.400 462 59,8 5.963
Anteil an Gesamtumlage [%] 0,2 23,0 2,0 0,3 25,4
Quelle: DBFZ 2018
Güllekleinanlagen: max 75 kWel; max 20% Mais
NawaRo-Biogasanlagen: 150-über 1.000 kWel, Durchschnitt ca. 500 kWel; Mais, ergänzt durch
GPS, Gras & Gülle/Mist
Biomethan-Einspeiseanlagen: ab 630 Nm3; überwiegend Mais
Abfall-Biogasanlagen: auch eher im oberen Leistungsbereich
7
Ausgangssituation
Ausschreibung (EEG 2017)
Biomasseausschreibung 2018
2017 – 2019 150 MW pro Jahr Ausgeschrieben 225 MW
Ab 2020 200 MW pro Jahr Bezuschlagt 77 MW (79 Gebote)
13 Neuanlagen (29,5 MW)
Ab 150 kW installierter Leistung 66 Bestandsanlegen (47 MW)
Neuanlage für 20 Jahr
Bestandsanlagen für 10 Jahre
Restlaufzeit max. 8 Jahre
Maisdeckel (Getreidekorn, Mais)
Maisdeckel
Zuschlag 2017, 2018 50 Masseprozent
Zuschlag 2019, 2020 47 Masseprozent
Zuschlag 2021, 2022 44 Masseprozent
8
Regionale Spezifika
Substratmischungen (Massenbezogen)
100%
80%
60%
40%
20%
0%
BW
BY
MVP
TH
HE
NRW
SH
ST
BRB
NI
SN
RLP
NW MO SO SW MW
NawaRo Exkremente ind./ gewerbl./ landw. Reststoffe komm. Bioabfall
9
Quelle: M. Dotzauer (2018)Regionale Spezifika – Verteilung innerhalb der NawaRo-Anteile
Massenanteile NawaRo
100%
80%
60%
40%
20%
0%
NI SH BRB MVP ST TH SN BW BY RLP HE NRW
NW MO SO SW MW
Maissilage Grassilage GPS-Getreide Zwischenfrüchte
Getreidekorn Zuckerrüben andere
10
Quelle: M. Dotzauer (2018)Ausgangssituation
Ausschreibung: Degression
Jahr Bestandsanlagen Neuanlagen
2017 16,9 14,88
2018 16,73 14,58
2019 16,56 14,43
2020 16,39 14,29
2021 16,23 14,15
2022 16,07 14,01
2023 15,9 13,87
11Gesetz §
Energiesammelgestz (2018)
Zwei Ausschreibungsrunden
1. April
1. November
Absenkung Flexdeckel auf 1.000 MW
TA Luft
Bau- und Betriebsgenehmigung
Düngeverordnung (DVO)
Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (AwSV)
…
12Änderung der Lagerdauer – Verstärkung des Rückgangs?
Ausstieg im Jahr
2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029
Kosten für
Zusatzlager 3,24 1,67 1,15 0,88 0,73 0,62 0,55 0,49 0,45 0,42
[ct/kWh]
(Jahresleistung
3.900 MWh)
13Ausgangssituation
Quelle: eigene Darstellung nach destatis, 2018
14Biogasanlagen: mehr als nur Stromproduzent 15
Generelle ökonomische Effekte
Nährstoff-
management
Entwicklung/Erhalt Systemdienst-
ländlicher Raum/ leistungen
Wertschöpfung € Strommarkt
€ €
effiziente
Schutz (Gewässer, € KWK-
Biodiversität) Biogas €
Wärme
€ €
€ THG-
Beitrag
Entsorgungs- Minderung
wirtschaft Agrarsektor
THG-Minderung
Entsorgungssektor
16Generelle ökonomische Effekte
Nährstoff-
management
Entwicklung/Erhalt Systemdienst-
ländlicher Raum/ leistungen
Wertschöpfung € Strommarkt
€ €
effiziente
Schutz (Gewässer, € KWK-
Biodiversität) Biogas €
Wärme
€ €
€ THG-
Beitrag
Entsorgungs- Minderung
wirtschaft Agrarsektor
THG-Minderung
Entsorgungssektor
17Biogasanlagen: mehr als nur Stromproduzent
Biogasanlagen in der Energiekonversion
Strom-System: Fokus auf schwer substituierbare Anwendungen
Nahezu einzige regulär steuerbare EE-Technologie; Steigerung des Systemnutzens statt der
Strommenge
Primärer Einsatz als Flexibilitätsoption & SystemDL im fEE-dominierten System
Systemrelevanz: Absinken der BGA-Kapazität auf 1/6 bis 2030 erfordert:
18 *nach Holzhammer 2016Bestandsentwicklung für Biogasanlagen
Ersatz wegfallender BGA-Kapazität durch Wind & PV (rechnerisch)
vereinfachende Annahme: Ersatz durch 50% Wind, 50% PV
Volllast-h in 2030: Wind: 2924h/a; PV: 908h/a (Transformationsszenarien, Basisszenario (Pfluger
et al. 2017))
Steigende Wind- & PV-Anteile, sinkende BGA-Kapazität: andere FlexOpt notwendig
(konventionelle Kapazität? Demand-side management?)
Notwendiger Ersatz el. Kapazität (GW), rechnerisch, je 50% Wind & PV • Vgl. Holzhammer et al (2016): je 0,73
GW/a Wind & PV in 2014-2030 (s.o.)
SZ_01 Referenz SZ_02 Ausschreibung SZ_03 Konst. Leistung
• Durchschnittl. Ausbauraten 2015-
Wind PV Wind PV Wind PV 2016: Wind: 3,9 GW; PV: 1,4 GW
2025 0,49 0,73 0,0 0,0 0,01 0,04 • EEG 2017: Wind 2,8 GW; PV: 2,5 GW
• Sinkende Ausbauraten wegen
2030 2,80 4,04 1,51 2,20 0,29 0,48
Ausschreibungen
2035 5,09 8,01 3,73 6,05 0,92 2,17 • Sonderausschreibungen 2019-2021:
2020-2035 33,94 50,66 19,68 30,25 4,22 8,41
Onshore-Wind & PV je 1-1,6 GW
ansteigend
p.A 2,12 3,17 1,23 1,89 0,26 0,53
Quelle: M. Dotzauer (2018)
19Biogasanlagen: mehr als nur Stromproduzent
Projekt: Biogas Autark
Laufzeit: 2018-2019
Ziel: Zukünftige Nutzung von Bestandsanlagen
Eigenversorgung mit Energie (Strom & Wärme)
Vorteil:
sicherer Strompreis
Einsparungen von Netzentgelt & EEG-Umlage Biogasanlage Strom
Fortbestand der Biogasanlage
Planungssicherheit (Betrieb)
Nachteil:
Rechtliche Fragen sehr komplex
Hohe technische Herausforderungen
Wärme
20Generelle ökonomische Effekte
Nährstoff-
management
Entwicklung/Erhalt Systemdienst-
ländlicher Raum/ leistungen
Wertschöpfung € Strommarkt
€ €
effiziente
Schutz (Gewässer, € KWK-
Biodiversität) Biogas €
Wärme
€ €
€ THG-
Beitrag
Entsorgungs- Minderung
wirtschaft Agrarsektor
THG-Minderung
Entsorgungssektor
21Biogasanlagen: mehr als nur Stromproduzent
Projekt: BE20 plus
Potentiale, Langfristperspektiven und Strategien für
Anlagen zur Stromerzeugung nach 2020
Projektziel: „… auf Basis energiewirtschaftlicher und technisch-ökonomischer
Analysen verschiedene Geschäftsmodelle zu entwickeln und zu evaluieren, die
Betriebsstrategien und Perspektiven für Bestandsanlagen adressieren“
22Biogasanlagen: mehr als nur Stromproduzent
BE20 plus
Zukünftiger Betrieb von Biogasanlage ohne Wärmenutzung wirtschaftlich nicht möglich
Lokalisation von Wärmesenken und Biogasanlagen
23Generelle ökonomische Effekte
Nährstoff-
management
Entwicklung/Erhalt Systemdienst-
ländlicher Raum/ leistungen
Wertschöpfung € Strommarkt
€ €
effiziente
Schutz (Gewässer, € KWK-
Biodiversität) Biogas €
Wärme
€ €
€ THG-
Beitrag
Entsorgungs- Minderung
wirtschaft Agrarsektor
THG-Minderung
Entsorgungssektor
24Biogasanlagen: mehr als nur Stromproduzent
Treibhauseffekt Energieaufwand Versauerung Nährstoffeintrag
1500 6 30 6
Treibhauseffekt und Energieaufwand,
Nachteile
4
1000 20 4
2 für die Anlagentypen NawaRo, Gülle
500
g CO 2 -Äq.
0
und Bioabfall
2 pro kWh Strom für 2015
g SO 2 -Äq.
10
g PO 4 -Äq.
-2
0
MJ
-4 0 0
-500 -6
CO2 – Einsparungen 13,8 Mt 2017
Vorteile
-10 -2
-1000 -8
-10 -20
208-278 Mio.
-4
€ (bei 15-20 €/t CO2)
-1500
-12
-2000 -14 -30 -6
Substratbereitstellung 20 Anlagenaufwand Gutschrift Düngemittel
0
GJ
Gutschrift Strom -20 Gutschrift Gülle-Direktausbringung Gutschrift Wärme
Naw
Güll
eanl
Anla
Bioa
anla
bfall
age
aro-
ge
ge
Saldo
ifeu 2016
25Generelle ökonomische Effekte
Nährstoff-
management
Entwicklung/Erhalt Systemdienst-
ländlicher Raum/ leistungen
Wertschöpfung € Strommarkt
€ €
effiziente
Schutz (Gewässer, € KWK-
Biodiversität) Biogas €
Wärme
€ €
€ THG-
Beitrag
Entsorgungs- Minderung
wirtschaft Agrarsektor
THG-Minderung
Entsorgungssektor
26Biogasanlagen: mehr als nur Stromproduzent
Rechtliche Fragestellungen
Ab wann ist es Abfall?
Landwirtschaftliche Wiese/Fläche Wiese in einem öffentlichen Park
Substrat für Biogasanlage Substrat nur für Abfallanlage
27Biogasanlagen: mehr als nur Stromproduzent Wirkbereich „Verwertung & Entsorgung“ Bioabfall + energetische Nutzung + Verbesserung der Düngeeigenschaften (je nach Anwendungsbereich) + Senkung THG - und Geruchs Emission: + Minderung der Entsorgungskosten (6 mio t/a à 35 €): ca. 210 Mio €/a Grünschnitt + energetische Nutzung + Erhalt von Grünland / Wiesen - erhöhte technische Voraussetzungen Wirtschaftsdünger + energetische Nutzung + Senkung THG Emission + Bereitstellung von Lagerkapazität /-platz im Wert von über 500 Mio. € 28
Generelle ökonomische Effekte
Nährstoff-
management
Entwicklung/Erhalt Systemdienst-
ländlicher Raum/ leistungen
Wertschöpfung € Strommarkt
€ €
effiziente
Schutz (Gewässer, € KWK-
Biodiversität) Biogas €
Wärme
€ €
€ THG-
Beitrag
Entsorgungs- Minderung
wirtschaft Agrarsektor
THG-Minderung
Entsorgungssektor
29Biogasanlagen: mehr als nur Stromproduzent
Wirkbereich „Landnutzung & Ökosystemleistung (ohne THG-Reduktion)“
Biodiversität & Grünlandschutz
+ Nutzung von Blühpflanzen & Grünland möglich
Bsp. Blühflächen bzw. Wildpflanzen
+ Naturschutz und Biomassenproduktion -> Entschärfung Flächendruck
+ Grenzertragslagen Bewirtschaftung
+ geringer Arbeitsaufwand
+ Bodenschutz und Humusbildung
- Geringer Gasertrag
- Mehrkosten von 300 bis 600 €/ha
- Abhängig von der Einsatzmenge, technische Nachrüstungen an Biogasanlagen
- Siliereigenschaften
30Biogasanlagen: mehr als nur Stromproduzent
Projekt: Perséphone
Fördermittelgeber:
Projektziel: In-Wert Setzung von Biogasanlagen außerhalb des EEG -
Diversifizierung der Einkommensmöglichkeiten
Fokus auf:
• Algen und CO2 Nutzung
• Gärproduktnutzung
• Monetisierung der Effekte zu Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen
• Einbindung von H2 in Biogasanlagen
Projektpartner:
31 31Perséphone
Befragung zur Beziehung Wasserschutz & Biogasanlagen
Region:
Deutschland (Schwerpunkt Saarland & Rheinland-Pfalz)
Frankreich
Luxemburg
Belgien
49 Teilnehmer:
Biogasanlagenbetreiber
Verbände
Wasserwirtschaft
Sonstige: Ministerien, Wissenschaft
Online Umfrage
32Perséphone
Qualität des Trinkwassers
33Perséphone
Qualität des Trinkwassers (Wasserwirtschaft)
34Perséphone
Qualität des Trinkwassers (Wasserwirtschaft)
35Perséphone
Alternativer Substratanbau mit z. B. Durchwachsener Silphie
ᴓ 250 kW Biogasanlage
25 % Weniger N- Eintrag
Mehrkosten: 200 – 800 €
Einsparung für Wasserwirtschaft (Aufbereitungskosten): 2 – 180 €
Für viele Anlagen in Deutschland nicht wirtschaftlich.
36Biogasanlagen: mehr als nur Stromproduzent
EEG-Biogasanlagen bzw.
Leistungsdichte in kWel/ha LF
37 Auftakttreffen BiogasNaturGenerelle ökonomische Effekte
Nährstoff-
management
Entwicklung/Erhalt Systemdienst-
ländlicher Raum/ leistungen
Wertschöpfung € Strommarkt
€ €
effiziente
Schutz (Gewässer, € KWK-
Biodiversität) Biogas €
Wärme
€ €
€ THG-
Beitrag
Entsorgungs- Minderung
wirtschaft Agrarsektor
THG-Minderung
Entsorgungssektor
38Biogasanlagen: mehr als nur Stromproduzent Wirkbereich „Landnutzung & Ökosystemleistung (ohne THG-Reduktion)“ Tourismus & Erholung + Erhalt von regionalen Landschaftsgebieten ( Bsp. Magerwiesen) + Anreize schaffen (Bioenergiedörfer im Schwarzwald) - Akzeptanz im Tourismusbereich nicht immer gegeben (nähe zu Hotel) 39
Generelle ökonomische Effekte
Nährstoff-
management
Entwicklung/Erhalt Systemdienst-
ländlicher Raum/ leistungen
Wertschöpfung € Strommarkt
€ €
effiziente
Schutz (Gewässer, € KWK-
Biodiversität) Biogas €
Wärme
€ €
€ THG-
Beitrag
Entsorgungs- Minderung
wirtschaft Agrarsektor
THG-Minderung
Entsorgungssektor
40Biogasanlagen: mehr als nur Stromproduzent
Nährstoffmanagement (Gewässerschutz, Gärresteverwertung)
+ Ersetzen von Mineraldünger
Verkauf Dünger (Bsp. 45 €/t getrockneter Gärrest)
+ Lagernutzung
+ günstiges Substrat
- Überschussangebot Nährstoffmanagement
41Wesentliche Ergebnisse 42
Wesentliche Ergebnisse
Direkte Einkommen Ordnungsrechtliche Möglichkeiten
Wärmenutzung von
Verpflichtende Verwendung Anpassung
Biomethan in größeren
von Gras aus Primärenergiefaktoren in
Wärmenetzen
Naturschutzgebieten Wärmenetzen
Lagerraum Gülle (1,60 bis 3,30 €/m³) Fördermöglichkeiten
Bienenstrom (1 ct/kWh), Blühflächen
Verkauf Dünger (Bsp. 45 €/t
getrockneter Gärrest)
Biogas Erlöse von Wasserverbänden
(alternativer Substratanbau)
Große Einkommensschwankungen Aktuell werden mit den Maßnahmen nur die
zwischen Einzelanlagen Mehrkosten gedeckt
Leistungen, die nicht in Wert gesetzt werden oder durch das EEG finanziert wurden
CO2 – Einsparungen 13,8 Mt 2017 Lagerraum für Gülle Mist Minderung Entsorgungskosten
208-278 Mio. € (bei 15-20 €/t CO2) ca. 500 Mio. € ca. 210 Mio. €/a
43Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Dr. Joachim Pertagnol
IZES gGmbH
Altenkesseler Str. 17, Geb. A1
D-66115 Saarbrücken
Pertagnol@izes.de
44Biogasanlagen: mehr als nur Stromproduzent
Volkswirtschaftliche Aspekte der Biogasnutzung:
Makroökonomische Effekte
Nettoeffekte auf Wertschöpfung und Beschäftigung nicht eindeutig, abhängig insbesondere auch vom
Referenzszenario: Gestiegene Pachtpreise in Biogas-Regionen könnten Indiz für positive regionale
Wertschöpfungseffekte sein
Positive regionale Wertschöpfungseffekte jedenfalls bei Reaktivierung von Stilllegungsflächen
Wichtig für ländlichen Raum: Anteile an der Wertschöpfung während der Nutzungsphase deutlich höher
als bei anderen EE-Technologien*
Strom: Bioenergie 70%, Wind 54%, PV 36%
Wärme: Bioenergie 78%, Wärmepumpe 45%, tiefe Geothermie & Solarthermie je 44%, Nahwärmenetze 16%
Externe Nutzenwirkungen (und Finanzierungsmöglichkeiten jenseits des EEG): energetische
Nutzung von Reststoffen / Nebenprodukten
45 *basierend auf Hirschl et al 2015Auswirkungen auf Flächen- und Ressourcenbilanz
Entwicklung der THG-
Emissionen 10
SZ4_Pinst
Emissionen der BGA geprägt 5
von Kategorie BGA_NWR
Millionen t CO2-Äq.*a-1
Dekarbonisierung des 0
Energiesystem führt zu
-5
abnehmender
Emissionsminderung
-10
sinkende Wirtschaftsdünger-
nutzung durch sinkende -15
BGA-Kapazitäten -> dadurch
sinkende Gutschriften -20
2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030 2031 2032 2033 2034 2035
BGA_GKA BGA_ABF
BGA-NWR BHKW_BM
Vermiedene Emissionen aus Substitution Strommix Vermiedene Emissionen aus Substitution Wärmemix
Saldo
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