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REGENERATIVE:
Flexible Stromerzeugung als Geschäftsmodell
Die Stadtwerke Schwäbisch Hall GmbH fährt mit einem Biomethan-Motor Lastpläne ab und erhält damit die Flexibilitätsprämie im Rahmen der Strom-Direktvermarktung.
 

Die im Erneuerbare-Energien-Gesetz 2012 eingeführte Stromdirektvermarktung wurde von der Biogasbranche gut aufgenommen. Nach Angaben der Übertragungsnetzbetreiber wollen im Dezember Betreiber von Biomasseanlagen - also inklusive der Holzenergie - mit 1 936 MW Gesamtleistung das Marktprämienmodell nutzen. Der Großteil der teilnehmenden Biogasanlagen wird dennoch weiterhin in Grundlast gefahren, denn die Betreiber wollen zunächst Erfahrungen mit dem marktorientierten Anlagenbetrieb sammeln. Nur vereinzelt werden Biogas-BHKW in den Regelenergiemarkt einbezogen und stellen dann überwiegend negative Regelleistung durch Abschalten bereit.

Einen Schritt weiter gehen die Stadtwerke Schwäbisch Hall: Diese nehmen mit einem Biomethanmotor nicht nur an der Stromdirektvermarktung teil, sondern können zusätzlich zur Marktprämie die Flexibilitätsprämie für die bedarfsgerechte Stromeinspeisung in Anspruch nehmen - die Investitionen in weitere Motorkapazitäten und Gasspeicher anreizen soll.

Arne Jan Hinz: "Die Flexibilitätsprämie ermöglicht es uns, mit nur rund 3 000 Volllaststunden denselben Erlös zu erwirtschaften wie bei 5 000 Volllaststunden in der Einspeisevergütung"
Bild: Stadtwerke Schwäbisch Hall

Das Blockheizkraftwerk in Schwäbisch Hall mit 5 MW elektrischer Leistung ist seit Jahresende 2006 in die bestehende Gas- und Dampfturbinenanlage mit 9,6 MW elektrischer Leistung und 35 MW Wärmeleistung eingebunden. Dem Motor sind ein Abhitzekessel sowie eine 300-kW-Dampfturbine nachgeschaltet, um die heißen Abgase zur zusätzlichen Stromerzeugung zu nutzen. Die KWK-Anlage wurde in der Vergangenheit mit Pflanzenöl betrieben - zuerst mit Palmöl, anschließend mit Rapsöl. Weil die Pflanzenölpreise 2010 jedoch bis auf 1 000 Euro/t stiegen, ein wirtschaftlicher Betrieb den Angaben zufolge aber nur bis 700 Euro/t möglich ist, wurde der Motor 2010 abgeschaltet.

Im darauffolgenden Jahr stand die Anlage still. „Aufgrund der anhaltend hohen Pflanzenölpreise haben wir über alternative Betriebsarten nachgedacht. Parallel dazu wurde das Thema Biomethan an die Stadtwerke herangetragen, sowohl durch Angebote von Biomethanmengen als auch durch Projektofferten für Biomethaneinspeiseanlagen", schildert Arne Jan Hinz, der in Schwäbisch Hall für das technische Controlling zuständig ist, die Ausgangslage.


Im Herbst 2011 wurde die Entscheidung getroffen, den Motor auf den Dual-Fuel-Betrieb auszurichten. Im Rahmen der Umrüstung hat die Hamburger Vogelsang + Abe Anlagenservice GmbH Ventile neu justiert, neue Komponenten zur Gasmischung und Ladeluftregelung eingebaut, die Motorsteuerung angepasst sowie den SCR-Kat zur Stickoxid-Reduzierung neu eingestellt. Die Kosten für die Umrüstung sowie die Anbindung an das Erdgasnetz und die Gasmessung betrugen rund 250 000 Euro. Ende September 2012 wurde mit dem Probebetrieb begonnen, seit Mitte Oktober läuft die Anlage im Dauerbetrieb. Gestartet und abgefahren wird der Motor ausschließlich mit Heizöl. Im Betrieb mit Biomethan - das derzeit noch zugekauft und 2013 von der eigenen Einspeiseanlage im schwäbischen Marktoffingen bezogen werden soll - liegt der Zündölanteil zwischen fünf und sieben Prozent.

Zur Stromdirektvermarktung wurde die KWK-Anlage Anfang Oktober vergangenen Jahres angemeldet. Einen Monat später wurde ein dreitägiger Demonstrationsbetrieb durchgeführt, denn die Inanspruchnahme der Flexibilitätsprämie erfordert ein Gutachten, das die Anspruchsvoraussetzung bescheinigt. „Dabei wurden, orientiert an den Stromspotmarktpreisen, nicht nur Lastwechsel zwischen Teillast in Höhe von 3 MW und Volllast vorgenommen, sondern die Anlage auch an- und abgefahren", berichtet Hinz. Mit Blick auf die Wärmeerzeugung könne die KWK-Anlage äußerst flexibel betrieben werden, da im Fernwärmeverbund der Stadtwerke Wärmespeicher verfügbar sind.

Der Anlagenbetrieb richtet sich nach den Spotmarktpreisen

Auch im jetzigen Dauerbetrieb wird das BHKW entsprechend den Spotmarktpreisen gefahren. Wesentliches Kriterium für die Einsatzplanung ist laut Hinz der EPEX-Spot-Monatsindex Phelix Month Base, der täglich als Durchschnittswert aller Stundenpreise im aktuellen Monat festgestellt wird und nach der Auktionierung des letzten Tages eines Monats dem Referenzmarktwert nach dem EEG entspricht. Die Differenz zwischen Referenzmarktwert und Einspeisevergütung ergibt schließlich die gleitende Marktprämie.

„Für Stunden, in denen die Spotmarktprognose über dem Spotmarktindex Phelix Month Base liegt, wird Volllast und in Stunden unter dieser Marke wird Teillast geplant. Bei sehr schlechten Preisen wird die Anlage auch abgeschaltet", erklärt Hinz. Im November wurde seinen Angaben zufolge der Motor meistens von sieben bis 23 Uhr in Volllast betrieben und nachts in Teillast. Am vorletzten November-Wochenende wurde die KWK-Anlage beispielsweise ganz abgefahren. Denn die Differenz zwischen dem Tagespreis Day Base von 19,91 Euro/MWh und dem Monatsmittelwert Phelix Month Base in Höhe von rund 44 Euro/MWh war am 25. November 2012 zu gering und bot damit keinen wirtschaftlichen Anreiz zur zeitlichen Strommengenverlagerung.

Für rund 250 000 Euro wurde ein Pflanzenölmotor auf den Betrieb mit Biomethan umgerüstet und an das Gasnetz angebunden
Bild: Stadtwerke Schwäbisch Hall

Der Fahrplan wird mit Hilfe einer zugekauften Strommarktprognose der Berliner Energy Brainpool GmbH erstellt und über einen Dienstleister als unlimitiertes Gebot an die Spotmarkt-Börse übergeben. Laut Hinz wurde die Planung im November 2012 noch manuell vorgenommen, seit Mitte Dezember erfolgt sie mit Hilfe des Einsatzoptimierungssystems Sekos des schwedischen Herstellers Energy Opticon. Darüber hinaus optimiert das Kraftwerkseinsatzsystem den Betrieb von Motor und Dampfturbine unter Berücksichtigung der Wärmespeicher sowie im Verbund mit den anderen KWK-Anlagen, die ebenfalls spotmarktorientiert gefahren werden.

„Die Kosten für Marktzugang über den Dienstleister einschließlich Fahrplanmanagement und Bilanzkreisführung sowie die Kosten für Fahrplanerstellung und Abrechnung der Anlage können mit der Managementprämie in Höhe von drei Euro je Megawattstunde nicht gedeckt werden", stellt Hinz klar. Interessant werde die Stromdirektvermarktung vor allem durch die Flexibilitätsprämie: „Diese ermöglicht uns, mit nur rund 3 000 Volllaststunden denselben Erlös zu erwirtschaften wie bei 5 000 Volllaststunden in der Einspeisevergütung." Bei der klassischen EEG-Vergütung ergibt sich nach seiner Darstellung ein sehr geringer arbeitsbezogener Deckungsbeitrag (die Differenz aus EEG-Vergütung und den Brennstoff- beziehungsweise Wartungskosten), weshalb Biomethan-BHKW bisher nur bei hoher Laufzeit wirtschaftlich betrieben werden konnten. „Somit ermöglicht uns die Flexibilitätsprämie einen strompreisorientierten und damit letztlich auch bedarfsgerechten Betrieb der Anlage", resümiert Hinz.

Von dem Geschäftsmodell profitiert also nicht nur das Unternehmen, denn der Motor leistet aufgrund seiner Fahrweise einen wichtigen Beitrag zur Stabilität des Stromnetzes.
Geplant ist, die Anlage künftig auch im Regelenergiemarkt für Minutenreserve und eventuell auch für die Sekundärregelleistung zu qualifizieren. Darüber hinaus will Hinz Erfahrungen mit den Starts und Stopps sammeln, um die dabei entstehenden Kosten zu ermitteln: „Denn ursprünglich war der Motor mit nachgeschalteter Dampfturbine nicht für tägliche Starts vorgesehen."


 
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Donnerstag, 27.12.2012, 14:42 Uhr