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Ökonomische Bewertung der Biogaserzeugung aus Landschaftspflegeaufwuchs am Beispiel des Nationalparks Unteres Odertal Referentin: Yulia Blokhina Leibniz-Institut.

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Präsentation zum Thema: "Ökonomische Bewertung der Biogaserzeugung aus Landschaftspflegeaufwuchs am Beispiel des Nationalparks Unteres Odertal Referentin: Yulia Blokhina Leibniz-Institut."—  Präsentation transkript:

1 Ökonomische Bewertung der Biogaserzeugung aus Landschaftspflegeaufwuchs am Beispiel des Nationalparks Unteres Odertal Referentin: Yulia Blokhina Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB) Humboldt-Universität zu Berlin Naturschutztag in Brandenburg an der Havel 07. November 2009

2 Was ist Biogas? Entsteht beim Abbau organischer Substanz durch Bakterien Gasgemisch aus Methan (50-75%), Kohlendioxid (25-50%), Sauerstoff, Stickstoff, Schwefelwasserstoff und Spurengasen Energieträger ist Methan Mögliche Nutzung – gekoppelte Produktion von Strom und Wärme, Aufbereitung auf Erdgasqualität, direkte Verbrennung für Heizzwecke/Kochen Substrate: Gülle, Festmist, nachwachsende Rohstoffe, Abfälle der Lebensmittelindustrie, Pflanzenreste, Bioabfälle, Speisereste u.a.

3 Jahresverlauf der Biogas- und Methanausbeute sowie Methanerträge von Landschaftspflegeaufwuchs ParameterEinheitJunJulAugSepOktNov Biogasausbeutem 3 N /t oTS Methanausbeutem 3 N /t oTS Methanertragm 3 N /(ha·a) Bestimmende Faktoren – Gehalt an Eiweiß, Fett, Zucker; Rohfaser

4 Biogas- und Methanausbeute sowie Methanerträge verschiedener Substrate Substrat Biogasausbeute, m 3 N /t oTS Methanausbeute, m 3 N /t oTS Methanertrag, m 3 N /(ha·a) Landschafts- pflegeaufwuchs Mais Roggen Grünland intensiv Grünland extensiv Rindergülle

5 Biogaserzeugung aus Landschaftspflegeaufwuchs Eine interessante Verwertungsmöglichkeit für Landschaftspflegegut Biogaserzeugung aus Landschaftspflegeaufwuchs ist möglich, aberNiedrige Biogas- und Methanerträge Hohe Inhomogenität des Materials Erschwerte Ernte bei späten Schnittzeitspannen Schwierigkeiten bei der Silierung daher Kofermentation mit anderen Substraten

6 Gegründet im Jahr 1995 Fläche ha Natura 2000-Gebiet Schutzzone I (50,1% der Fläche) – keine wirtschaftliche Nutzung Schutzzone II (49,9% der Fläche) – beschränkte wirtschaftliche Nutzung, davon Schwerpunkt- und Entwicklungsräume 15% oder 765 ha

7 Aufgabenstellung Wirtschaftlichkeitsanalyse der Anlagen, die Landschaftspflegeaufwuchs als Kosubstrat für die Biogaserzeugung verwerten  Vier verschiedene Varianten der Biogasproduktion  Bereitstellungskosten des Landschaftspflegeaufwuchses für jede Biogasanlage bzw. Erntezeitspanne

8 Bereitstellungskosten von Landschaftspflegeaufwuchs Grundlage für die Berechnungen – Datensammlung des KTBL 06/07 Bereitstellungskosten Verfahrenskosten (Ernte, Konservierung, Einbringung) zusätzliche Kosten (Melasse, Pacht u.a.) Maschinenkosten (feste + variable) Lohnkosten

9 Jährliche Kosten der Biogasanlagen Kapitalkosten Nutzungsdauer (7-20 Jahre) Kostenanteile (50:20:30; 60:40; 50:50) Zinssatz 6% Versicherungskosten1% der Gesamtinvestition Reparatur/Wartung4% (Biogasanlage), 2% (Nahwärme- leitung), 1% (Biogasnetz) Lohnkosten16,19 €/h, Arbeitszeitbedarf nach FNR Strom (Zukauf)0,20 €/kWh, 7% Eigenenergiebedarf SubstratkostenBereitstellungskosten * Substratmenge Gärrestausbringung3 €/t (ohne Gülle) Zündöl (bis 200 kW el )0,65 €/l bzw. 0,60 €/l (wenn > l/a)

10 Jährliche Erlöse der Biogasanlagen Vergütungbis 150 kW el bis 500 kW el bis 5 MW el Grundvergütung NawaRo-Bonus KWK-Bonus Gülle-Bonus Landschaftspflege-Bonus 11, , , Technologie-Bonus (bis 5 MW el ) 2 ct (innovative Technik, Gasaufbereitung bis 350 m 3 /h) 1 ct (Gasaufbereitung bis 700 m 3 /h) Wärmeverkauf 0,04 €/kWh th Energiepflanzenprämie (Silomais) 45 €/ha Beihilfen für die Bearbeitung der Flächen im Nationalpark 502 €/ha bzw. 472 €/ha (in Variante IV) Vergütungssätze nach EEG 2009 [ct/kWh], Inbetriebnahmejahr 2009

11 Substrateigenschaften Sicherheitsabschlag für Gasausbeute 15% ParameterEinheit Landschafts- pflegeaufwuchs MaissilageRindergülle TS-Gehalt%35308 oTS-Gehalt% Biogasausbeutem 3 /t oTS Methanausbeutem 3 /t oTS Bereitstellungskosten€/t

12 Variante I – „konventionelle“ Art (Schema) Vergärung von Gülle:Landschaftspflegeaufwuchs:Mais = 80:10:10 Biogasproduktion und –verwertung an gleichem Standort (5 BGA) Zündöl

13 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante I Parameter EinheitABCDE Fermentervolumen bruttom3m elektrische BHKW-LeistungkW el thermische BHKW-LeistungkW th gesamte Investitionskosten€ spezif. Investitionskosten€/kW el jährliche Kosten, darunter:€/a Anlagekosten€/a LP-Aufwuchskosten€/a Maiskosten€/a Gärrestausbringung€/a jährliche Erlöse€/a Gewinn/Verlust€/a Gesamtergebnis€/a Stromgestehungskosten ct/kWh el 20,8720,9818,4620,2418,14 A, B, C, D und E – die betrachteten Milchviehbetriebe

14 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante I Parameter EinheitABCDE Fermentervolumen bruttom3m elektrische BHKW-Leistung kW el thermische BHKW-LeistungkW th gesamte Investitionskosten€ spezif. Investitionskosten€/kW el jährliche Kosten, darunter:€/a Anlagekosten€/a LP-Aufwuchskosten€/a Maiskosten€/a Gärrestausbringung€/a jährliche Erlöse€/a Gewinn/Verlust€/a Gesamtergebnis€/a Stromgestehungskosten ct/kWh el 20,8720,9818,4620,2418,14 A, B, C, D und E – die betrachteten Milchviehbetriebe

15 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante I Parameter Einheit A BCD E Fermentervolumen bruttom3m elektrische BHKW-LeistungkW el thermische BHKW-LeistungkW th gesamte Investitionskosten€ spezif. Investitionskosten€/kW el jährliche Kosten, darunter:€/a Anlagekosten€/a LP-Aufwuchskosten€/a Maiskosten€/a Gärrestausbringung€/a jährliche Erlöse€/a Gewinn/Verlust€/a Gesamtergebnis€/a Stromgestehungskosten ct/kWh el 20,8720,9818,4620,2418,14 A, B, C, D und E – die betrachteten Milchviehbetriebe

16 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante I Parameter EinheitABCDE Fermentervolumen bruttom3m elektrische BHKW-LeistungkW el thermische BHKW-LeistungkW th gesamte Investitionskosten€ spezif. Investitionskosten€/kW el jährliche Kosten, darunter:€/a Anlagekosten€/a LP-Aufwuchskosten€/a Maiskosten€/a Gärrestausbringung€/a jährliche Erlöse€/a Gewinn/Verlust€/a Gesamtergebnis€/a Stromgestehungskosten ct/kWh el 20,8720,9818,4620,2418,14 A, B, C, D und E – die betrachteten Milchviehbetriebe

17 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante I Parameter EinheitABCDE Fermentervolumen bruttom3m elektrische BHKW-LeistungkW el thermische BHKW-LeistungkW th gesamte Investitionskosten€ spezif. Investitionskosten€/kW el jährliche Kosten, darunter:€/a Anlagekosten€/a LP-Aufwuchskosten€/a Maiskosten€/a Gärrestausbringung€/a jährliche Erlöse€/a Gewinn/Verlust€/a Gesamtergebnis€/a Stromgestehungskosten ct/kWh el 20,8720,9818,4620,2418,14 A, B, C, D und E – die betrachteten Milchviehbetriebe % der jährlichen Kosten

18 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante I Parameter EinheitABCDE Fermentervolumen bruttom3m elektrische BHKW-LeistungkW el thermische BHKW-LeistungkW th gesamte Investitionskosten€ spezif. Investitionskosten€/kW el jährliche Kosten, darunter:€/a Anlagekosten€/a LP-Aufwuchskosten€/a Maiskosten€/a Gärrestausbringung€/a jährliche Erlöse€/a Gewinn/Verlust€/a Gesamtergebnis€/a Stromgestehungskosten ct/kWh el 20,8720,9818,4620,2418,14 A, B, C, D und E – die betrachteten Milchviehbetriebe

19 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante I Parameter EinheitABCDE Fermentervolumen bruttom3m elektrische BHKW-LeistungkW el thermische BHKW-LeistungkW th gesamte Investitionskosten€ spezif. Investitionskosten€/kW el jährliche Kosten, darunter:€/a Anlagekosten€/a LP-Aufwuchskosten€/a Maiskosten€/a Gärrestausbringung€/a jährliche Erlöse€/a Gewinn/Verlust€/a Gesamtergebnis€/a Stromgestehungskosten ct/kWh el 20,8720,9818,4620,2418,14 A, B, C, D und E – die betrachteten Milchviehbetriebe

20 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante I Parameter EinheitABCDE Fermentervolumen bruttom3m elektrische BHKW-LeistungkW el thermische BHKW-LeistungkW th gesamte Investitionskosten€ spezif. Investitionskosten€/kW el jährliche Kosten, darunter:€/a Anlagekosten€/a LP-Aufwuchskosten€/a Maiskosten€/a Gärrestausbringung€/a jährliche Erlöse€/a Gewinn/Verlust€/a Gesamtergebnis€/a Stromgestehungskosten ct/kWh el 20,8720,9818,4620,2418,14 A, B, C, D und E – die betrachteten Milchviehbetriebe

21 Variante II – Biogasnetz (Schema) Vergärung von Gülle:Landschaftspflegeaufwuchs:Mais = 80:10:10 Lieferung des erzeugten Biogases mittels Biogasnetz nach Schwedt A B D C E Wärme Strom 1Biogasnetz Gesamtlänge 26 km Sicherheitszuschlag 10% 2Zentrales BHKW Schwedt

22 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante II ParameterEinheitABCDE Methanausbeute, Praxism 3 /a gelieferte Methanmenge m 3 /a Investitionskosten BGA€ jährliche Kosten BGA€/a darunter Anlagekosten€/a jährliche Kosten BGA€/a A, B, C, D und E – die betrachteten Milchviehbetriebe

23 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante II ParameterEinheitABCDE Methanausbeute, Praxism 3 /a gelieferte Methanmenge m 3 /a Investitionskosten BGA€ jährliche Kosten BGA€/a darunter Anlagekosten€/a jährliche Kosten BGA€/a A, B, C, D und E – die betrachteten Milchviehbetriebe

24 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante II ParameterEinheit Wärmenutzung 20 %30 %50 % jährliche Kosten BHKW€/a jährliche Erlöse (Grundvergütung, NawaRo- und Gülle-Bonus) €/a Flächenprämien€/a jährliche Erlöse (KWK-Bonus, Wärmeverkauf) €/a jährliche Erlöse gesamt€/a Gewinn/Verlust BHKW€/a Gesamtergebnis (BGA+BHKW)€/a Stromgestehungskostenct/kWh el 27,18 zentrales BHKW in Schwedt: berechnete elektrische Leistung 462 kW el, thermische Leistung 612 kW th, gesamte Investitionskosten € ( BHKW €, Biogasnetz € )

25 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante II ParameterEinheit Wärmenutzung 20 %30 %50 % jährliche Kosten BHKW€/a jährliche Erlöse (Grundvergütung, NawaRo- und Gülle-Bonus) €/a Flächenprämien€/a jährliche Erlöse (KWK-Bonus, Wärmeverkauf) €/a jährliche Erlöse gesamt€/a Gewinn/Verlust BHKW€/a Gesamtergebnis (BGA+BHKW)€/a Stromgestehungskostenct/kWh el 27,18 zentrales BHKW in Schwedt: berechnete elektrische Leistung 462 kW el, thermische Leistung 612 kW th, gesamte Investitionskosten € ( BHKW €, Biogasnetz € )

26 Variante III – Einspeisung ins Erdgasnetz (Schema) Vergärung von Gülle:Landschaftspflegeaufwuchs:Mais = 80:10:10 Aufbereitung des Biogases auf Erdgasqualität, BHKW in Schwedt A B D C E Wärme Strom 1Biogasnetz (15 km) 2Einspeisepunkt 3Ausspeisepunkt 4Zentrales BHKW 5Erdgasnetz Schwedt 5 5

27 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante III ParameterEinheitABCDE Biogasproduktion, Praxism 3 /h25,528,057,233,574,7 Biogas zur Aufbereitungm 3 /h21,723,848,628,563,5 Biogas zur Aufbereitungm 3 /h122,563,5 Investitionskosten BGA€ jährliche Kosten BGA€/a darunter Anlagekosten€/a jährliche Kosten BGA€/a A, B, C, D und E – die betrachteten Milchviehbetriebe

28 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante III ParameterEinheit Wärmenutzung 20 %30 %50 % jährliche Kosten BHKW€/a jährliche Erlöse (Grundvergütung, NawaRo-, Technologie-Bonus) €/a Flächenprämien€/a jährliche Erlöse (KWK-Bonus, Wärmeverkauf) €/a jährliche Erlöse gesamt€/a Gewinn/Verlust BHKW€/a Gesamtergebnis (BGA+BHKW)€/a Stromgestehungskostenct/kWh el 28,95 zentrales BHKW in Schwedt: berechnete elektrische Leistung 453 kW el, thermische Leistung 600 kW th, gesamte Investitionskosten € ( BHKW €, Biogasnetz €, Aufbereitung und Einspeisung € )

29 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante III ParameterEinheit Wärmenutzung 20 %30 %50 % jährliche Kosten BHKW€/a jährliche Erlöse (Grundvergütung, NawaRo-, Technologie-Bonus) €/a Flächenprämien€/a jährliche Erlöse (KWK-Bonus, Wärmeverkauf) €/a jährliche Erlöse gesamt€/a Gewinn/Verlust BHKW€/a Gesamtergebnis (BGA+BHKW)€/a Stromgestehungskostenct/kWh el 28,95 zentrales BHKW in Schwedt: berechnete elektrische Leistung 453 kW el, thermische Leistung 600 kW th, gesamte Investitionskosten € ( BHKW €, Biogasnetz €, Aufbereitung und Einspeisung € )

30 Variante IV – güllelose Vergärung (Schema) Landschaftspflegeaufwuchs:Mais = 51:49, 10% von Gärrest rezierkuliert Eine Biogasanlage mit drei Fermentern nahe Schwedt Wärme Strom Futtersilo 2Fermenter 3Gasspeicher 4BHKW 5Gärrestlager 6Ackerfläche 3 Stück

31 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante IV BHKW berechnete elektrische Leistung 942 kW el installierte elektrische Leistung 1018 kW el thermische Leistung 1249 kW th gesamte Investitionskosten € (davon Biogasanlage als Ganzes €, Nahwärmeleitung 1 km €) spezif. Investitionskosten2.821 €/kW el (ohne Investitionskosten Nahwärmeleitung) jährliche Kosten, darunter: €/a Anlagekosten €/a LP-Aufwuchskosten €/a Maiskosten €/a Gärrestausbringung €/a Anteil der Wärmenutzung20 %30 %50 % jährliche Erlöse €/a €/a €/a Gewinn/Verlust €/a €/a €/a Stromgestehungskosten19,34 Cent/kWh el

32 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante IV BHKW berechnete elektrische Leistung 942 kW el installierte elektrische Leistung 1018 kW el thermische Leistung 1249 kW th gesamte Investitionskosten € (davon Biogasanlage als Ganzes €, Nahwärmeleitung 1 km €) spezif. Investitionskosten2.821 €/kW el (ohne Investitionskosten Nahwärmeleitung) jährliche Kosten, darunter: €/a Anlagekosten €/a LP-Aufwuchskosten €/a Maiskosten €/a Gärrestausbringung €/a Anteil der Wärmenutzung20 %30 %50 % jährliche Erlöse €/a €/a €/a Gewinn/Verlust €/a €/a €/a Stromgestehungskosten19,34 Cent/kWh el 55 % der jährlichen Kosten

33 Wirtschaftlichkeit der Biogaserzeugung in Variante IV BHKW berechnete elektrische Leistung 942 kW el installierte elektrische Leistung 1018 kW el thermische Leistung 1249 kW th gesamte Investitionskosten € (davon Biogasanlage als Ganzes €, Nahwärmeleitung 1 km €) spezif. Investitionskosten2.821 €/kW el (ohne Investitionskosten Nahwärmeleitung) jährliche Kosten, darunter: €/a Anlagekosten €/a LP-Aufwuchskosten €/a Maiskosten €/a Gärrestausbringung €/a Anteil der Wärmenutzung20 %30 %50 % jährliche Erlöse €/a €/a €/a Gewinn/Verlust €/a €/a €/a Stromgestehungskosten19,34 Cent/kWh el

34 Schlussfolgerungen Biomethanisierung des Landschaftspflegeaufwuchses ist möglich Niedrige und stark variierende Biogas- und Methanausbeuten Optimierung des Prozesses der Biogaserzeugung Ausgleichzahlungen, um den Konkurrenznachteil aufzuheben EEG-Novelle entscheidende Bedeutung für die Weiterentwicklung der Biogasbranche und Chance für Landschaftspflegeaufwuchs auf einen breiteren Einsatz in der Biogasproduktion

35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Yulia Blokhina/ATB -Adresse:

36 Substratmengen bei der Biogasproduktion ParameterEinheitABCDE LP-Aufwuchs Maissilage Rindergülle t FM/a ParameterEinheitBiogasanlage in Schwedt LP-Aufwuchs Maissilage t FM/a Varianten I-III Variante IV


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