Förderung Mikro-KWK per KWKG-Novelle

Hallo,

im Segment der 20-50 kW-Anlagen braucht man meiner Meinung keine zusätzliche finanzielle Förderung im KWKG. Hier müssen andere Mechanismen greifen, wie z.B. die vereinfachte Stromnutzung im Mehrfamilienhaus. Die Förderdauer sollte von 10 Jahren auf auf 60.000 h umgestellt werden (ebenso bei Anlagen über 50 kW mit einer Anpassung der Förderhöhe, so dass insgesamt in etwa die Modulkosten herauskommen), damit der Sprung bei 50 kW vermieden wird und kein so großer Unterschied im Fördermittelfluss bei Anlagen besteht, die 3000 h oder 8000 h p.a. laufen (Stichwort Überförderung).

Für die Mikros und Nanos brauchen wir aber noch etwas extra. Ab 15 kW ist meines Erachtens die finanzielle Situation ausreichend, was sich an den spezifischen Investitionsausgaben ablesen lässt. Hier eine Beispielsammlung für die Modulkosten, bitte korrigiert mich, falls ich falsch liege.

1 kW - 10-15 k€ (20-25 kW BZ)
5 kW - 20 k€
20 kW - 40 k€
50 kW - 80 k€

Damit liegen die spezifischen Modulkosten in folgender Größenordnung:

1 kW - 10-20 T€/kW
5 kW - 4.000 €/kW
20 kW - 2.000 €/kW
50 kW - 1.600 €/kW

Daher will ich die Idee noch mal aufgreifen, für die Mikro-KWK bis 15 kW, einen einmaligen Investitionszuschuss im KWKG zu implementieren, der zusätzlich zu den bisherigen arbeitsbezogenen KWK-Zuschlag dazukommt. Dieser Invest-Zuschuss wäre pro Anlage zu zahlen, egal wie groß die Anlage ist. Um das ganze auch noch als Mechanismus zur Markteinführung der Brennstoffzelle zu etablieren (vgl. mit §1 KWKG: "Zweck des Gesetzes ist es, im Interesse der Energieeinsparung, des Umweltschutzes und der Erreichung der Klimaschutzziele der Bundesregierung [..] die Unterstützung der Markteinführung der Brennstoffzelle [..]") sollte dieser Investzuschuss technologieneutral differenzieren zwischen Anlagen mit hohem und niedrigem elektrischen Wirkungsgrad, ohne den thermischen Wirkungsgrad zu vernachlässigen. Man brauch also einen Effizienzindikator EI = eta_el + 0,2 eta_th.

Ein Prozentpunkt Strom ist genauso viel Wert wie 5 Prozentpunkte Wärme, das kommt vom exergetischen Wert der Heizwärme. Über die 0,2 lässt sich trefflich streiten, aber das wäre akademisch, ob nun 0,2 oder 0,18 oder 0,15. Wärme ist weniger Wert wie Strom, aber nicht komplett wertlos.

In Abhängigkeit des Effizienzindikators könnte man nur den Investzuschuss auszahlen, z.B. 10.000 € * EI, womit man bei rund 5.000 € wäre, die einen mehr, die anderen weniger.

Gruß,
Gunnar

N'abend,

den Effizienzindikator habe ich noch mal überarbeitet, um keine Windfall-Profits für klassische Brennwert-Thermen zu erzielen und auch um innerhalb des mKWK-Spektrums stärker differenzieren zu können. Da ein Brennwertgerät rund 100% thermischen Wirkungsgrad hat und der Arbeitswert der Wärme 0,2 (= Exergiegehalt) im Vergleich zum Strom beträgt, wäre das Grundniveau des Effizienzindikators sowieso 0,2. Daher sollte man die 0,2 für die 100% Wärme abziehen. Die angepasste Formel lautet somit:

EI = eta_el + (0,2 * eta_th) - 0,2

In der Anlage habe ich in einer Tabellenkalkulation herumgespielt, um ein paar Zahlenbeispiele zu erhalten.

Typ eta_el; eta_th; eta_ges; EI = eta_el + 0,2 eta_th - 0,2
Stirling; 0,15 ; 0,85; 1; 0,12
Motor; 0,25; 0,7; 0,95; 0,19
PEM; 0,4; 0,5; 0,9; 0,3
SOFC; 0,6; 0,2; 0,8; 0,44

Multipliziert man den EI mit einem Grundwert von 20.000 €, so erhält man
Stirling (0,15; 0,85) 2.400 €
Motor (0,25; 0,7) 3.800 €
PEM (0,4; 0,5) 6.000 €
SOFC (0,6; 0,2) 8.800 €

Das ganze Instrument könnte man mit einem atmenden Deckel versehen, so dass keine Angst in der Politik besteht, dass es kostentechnisch aus dem Ruder läuft. Beispielsweise könnten 10% des bisherigen KWK-Deckels von 750 Mio Euro pro Jahr für die technologieneutrale Förderung der Brennstoffzelle reserviert werden. Das bedeutet, dass dauerhaft mit 75 Mio Euro pro Jahr angeschoben wird. Entweder durchschnittlich 5.000 € pro System mal 15.000 Systeme oder 3.000 € für 25.000 Mikro-KWKs oder 2.500 € für 30.000 Systeme.

Wenn die jährliche Gesamtsumme 75 Mio übersteigt, dann wird im Folgejahr (das kann man auch quartalsweise anpassen) der Grundwert entsprechend reduziert: Grundwert_neu = Grundwert_alt * (75 Mio / Fördersumme der letzten Periode).

Gruß,
Gunnar

Zitat von BHKW-Infozentrum

Eine Umstellung von 10 Jahre auf 60.000 Betriebsstunden wäre aber eine tatsächliche Erhöhung der Vergütungen um mindestens 40% gegenüber dem Status Quo.
- soviel zum Thema, dass man eigentlich keine Erhöhung bräuchte...

Ja und Nein. Ich halte eine Umstellung von 30.000 auf 60.000 Vbh Förderdauer generell für sinnvoll. In dem Aufwasch wäre auch bei der Mini-KWK bis 50 kW eine Umstellung von 10 Jahren auf 60.000 Vbh machbar. Wie dann die Fördersätze aussehen, ist eine andere Frage. Ausserdem darf man nicht vergessen, dass man in der Finanzmathematik und Betriebswirtschaft das Konzept der Diskontierung/Abzinsung kennt: Geld was einem in 10 Jahren zufließt ist weniger wert als Geld, das ich sofort erhalte. Zum Beispiel wäre eine Absenkung des Fördersatzes der großen KWK von 2,1 ct/kWh auf 1,5 ct/kWh mit einer Änderung des kumulierten Zuschlag von 2,1 ct/kWh x 30kh = 630 €/kW auf 1,5 ct/kWh x 60 kh = 900 €/kWh verbunden (nominal). Real laufen die großen KWK-Anlagen mittlerweile nur noch 2.000 Vbh und weniger. Erdgas ist bei aktuellen Strompreisen auf Großhandelsebene zu teuer, und da wird immer öfter Fernwärme per Heizwerk produziert - sofern man keinen Wärmespeicher hat, den man in den wenigen Hochpreisphasen mit voller Leistung aufladen kann.

Nehmen wir positiverweise 3.000 Vbh/a an, so dass die Förderdauer von 60.000 h rund 20 Jahre dauert. Dann fließen pro Jahr 3.000h * 1,5 ct/kWh = 45 €/kW KWK-Zuschlag. Nimmt man dies als Annuität an, d.h. gleichbleibende Zahlung über 20 Jahre, dann beträgt der Rentenbarwertfaktor bei 20 Jahren und 8% Zins rund 10. Somit ist der Barwert der KWK-Zuschlagszahlung in diesem Fall 450 €/kWh. Als Vergleich kann ich gerne das Heizkraftwerk in Düsseldorf Lausward nennen, das mit knapp 600 MW rund 500 Mio Euro kostet, d.h. ca 840 €/kW. Somit kann man eine Überförderung ausschließen, wenn man die Finanzmathematik in die Begründung einfließen lässt. Große BHKW über 1 MW liegen laut den ASUE Kenndaten 2014/2015 bei etwa 400 €/kW pro Modul, dazu kann man noch einen Aufschlag von 60%-100% für Transport, Montage, Einbindung, Inbetriebnahme, etc. ansetzen. Selbst wenn man annimmt, dass die Anlagen 6.000 Vbh p.a. laufen, dann erhält man bei 10 Jahren und 8% einen Rentenbarwertfaktor von 7. 6000h/a * 1,5 ct/kWh = 90 €/kW*a. In abgezinster Summe erhält man 90 €/kW * 7 = 630 €/kW. Das ist für mich immer noch keine Überförderung.

Das Strecken der Förderdauer bei moderater Absenkung hat den Vorteil
a) der Deckel wird nicht so stark in Anspruch genommen, sondern die KWK-Zuschüsse verteilen sich nach hinten raus.
b) der Betreiber kommt nicht so stark in Versuchung, auch bei Marktpreis unter Selbstkosten die eigene Anlage laufen zu lassen. Dafür ist der KWK-Zuschlag nicht da: es soll nicht der Betrieb der Anlage subventioniert werden bei niedrigem Strompreis (dann wird Geld verbrannt), sondern es soll bei regulärem Betrieb, d.h. nur bei Deckungsbeiträgen größer Null ein Zubrot verdient werden, was verlässlich die Anfangsinvestition refinanziert.
c) die Entscheidung: Was mache ich, wenn es keinen KWK-Zuschlag gibt? wird nach hinten verschoben. Bei 60.000 h ist bei größeren BHKW eine Generalüberholung fällig, dann sind die noch mal für weitere 60.000 h gut. Wenn nun nach 30.000 h man ins Repowering (=Neuanlage) gezwungen wird, weil das die betriebswirtschaftliche Option ist, obwohl die Anlage noch technisch einwandfrei ist, dann ist es volkswirtschaftlich sinnvoller, die Förderung so zu gestalten, dass zumindest bis zu ersten Großrevision die Anlage mit einem Satz KWK-Zuschlägen betrieben wird.

Bei 60.000 h erhält man somit nominell die folgenden Summen bei willkürlich von mir gewählten Beispiel-Zuschlägen:
Über 2 MW - 1,8+0,3 1,2 ct/kWh - 720 €/kW (+0,3 ct/kW für alle Anlagen im Emissionshandel)
bis 2 MW - 2,4 1,5 ct/kWh - 900 €/kWh
bis 250 kW - 4,0 2,5 ct/kWh - 1500 €/kWh
bis 50 kW - 5,41 4 ct/kWh - 2400 €/kWh
der Barwert liegt etwa bei der Hälfte bis zwei Drittel der Nominalwerte.

Gruß,
Gunnar

Zitat von BHKW-Infozentrum

Und was passiert mit dem Mini-KWK-Impulsprogramm? Das dürfte man dann wahrscheinlich nicht mehr mit dem KWKG kumulieren...

Das Mini-KWK-Impulsprogramm als Marktanzreizprogramm kumuliert doch jetzt schon auch mit dem KWKG, warum sollte das sich ändern? Nach KWKG §7(3) gibt es jetzt schon die Wahl für Nano-BHKWs statt des KWK-Zuschlags auf die erzeugte kWh einen Einmalzuschuss abzurufen. Warum sollte man einen solchen Einmalzuschuss nicht auch anders berechnen? Zudem war auch das bundesweite Mini-KWK-Impulsprogramm kumulierbar mit Programmen der Länder, mancher Städte oder auch EVUs.

Zitat von KWKG §7(3)

Betreiber sehr kleiner KWK-Anlagen sowie Betreiber von Brennstoffzellen mit einer elektrischen Leistung von bis zu 2 Kilowatt, die ab dem Inkrafttreten dieses Gesetzes in Betrieb genommen werden, können sich auf Antrag vom Netzbetreiber vorab eine pauschalierte Zahlung der Zuschläge für die Erzeugung von KWK-Strom für die Dauer von 30 000 Vollbenutzungsstunden auszahlen lassen. Der Netzbetreiber ist in diesem Fall verpflichtet, die entsprechende Summe innerhalb von zwei Monaten nach Antragstellung auszuzahlen. Mit Antragstellung erlischt die Möglichkeit des Betreibers zur Einzelabrechnung der erzeugten Strommenge.

Den Satz verstehe ich nicht "Betreiber sehr kleiner KWK-Anlagen sowie Betreiber von Brennstoffzellen mit einer elektrischen Leistung von bis zu 2 Kilowatt" - Brennstoffzellen sind doch auch KWK-Anlagen, welchen Mehrwert hat somit das Wörtchen sowie?

Die Wahl: 'entweder 30.000 h x Zuschlag sofort oder 60.000 h über die Zeit' würde ich nach wie vor lassen (dies entspricht dem Barwert bei 8%), aber die Grenze von 2 kW auf 3,5 kW hochsetzen. Das entspricht in etwa der Grenze aus der EN 50438 (Mikrogeneratoren) von 16 A, d.h. bei 230 V sind das 3,68 kVA Scheinleistung. Mit cos phi 0,95 ergibt das knapp 3,5 kW.

Gruß,
Gunnar

Zitat von darwin-c

Langfristig braucht man 10-20 GW flexibler Erzeugungsleistung bei 1500-2500 h pro Jahr. Ein BHKW im 1KW Bereich zu Fördern dürfte wohl nicht zielführend sein. Ich denke der Ansatz einer Investitionsförderung wird mal richtig sein - wenn man sich entschliesst diese Flexible Reserve zu bezahlen und die BHKWs in der Lage sind Leistung bedarfsgerecht bereit zustellen.

Ich halte es durchaus zielfördernd auch 1 kW BHKWs zu fördern, damit der Systemwandel in der gasverbrauchenden Heizungstechnik (Anm: es hat 20 Jahre gedauert, um von Heizwertkessel zum Brennwertkessel zu kommen) hin zu höherer Effizienz (genauer exergetischer Effizienz) gelingt. Jedes Jahr werden ca ein halbe Millionen Kessel ersetzt und die meisten sind fürs Ein- und Zweifamilienhaus, wo ein 1-kW-BHKW reinpassen würde (vgl. mit dem Exergieausweis). Natürlich sind die nano-KWK-Anlagen noch viel zu teuer, aber die Hoffnung ist, dass Serienfertigung und Lernkurveneffekte den wettbewerblichen Preis runterbringen können (Abb. 4, S. 8).

Die Investförderung zusätzlich zum bestehenden System der Prämienförderung per KWK-Zuschlag halte ich für angebracht, weil man so auch der Brennstoffzelle leichter den Weg ebnen könnte. Hierzu gab es vom IZES vor zwei Jahren ein Gutachten im Auftrag des BMWi: „Analyse und Bewertung von Instrumenten zur Markteinführung stationärer Brennstoffzellensysteme“. Kapitel 7 (Überblick zu Förderinstrumenten) und 8 (Vorschlag für ein MAP) zeigen den Weg auf in die Serienfertigung. Mit dem technologieneutralen Effizienzindikator EI = eta_el + 0,2 eta_th - 0,2 wird nicht nur der elektrische, sondern auch der elektrische Wirkungsgrad in einer Kennziffer beachtet (vgl. mit den zwei Boni zur Wärme- und Stromeffizienz im Mini-KWK-Impulsprogramm) und der Wert von 0,2 als Status Quo eines Brennwertkessels abgezogen.

Der Vorteil der Verankerung im KWKG wäre die Beständigkeit, während Marktanreizprogramme je nach Haushaltslage mal stärker oder schwächer ausfallen. Ich habe es vergessen, wer es gesagt hat, aber der Spruch gefällt mir: Ein Impuls muss ausreichend stark wirken (d.h. nicht zu schwach ausfallen) und über eine längere Zeit kontinuierlich bestehen bleiben (dauernd rin und raus aus den Kartoffeln ist schädlich). Aus dem Physikunterreicht weiss man noch Impulsänderung = Kraftstoß, Kraft in Newton man Stoßzeit in Sekunden. Die Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung braucht daher einen Kraftstoß, ein paar Mio Euro dauerhaft über einige Jahre. Dazu wäre dann auch der atmende Deckel für dies Instrument da, weil der verhindert dass eine Kostenexplosion auftreten kann und man kontinuierlich mit der Beispielzahl von 10% des bisherigen Deckels, d.h. 75 Mio Euro, anschieben kann.

Gruß,
Gunnar

Zitat von Hans_Dampf

Zunächst einmal danke dafür, dass hier Preise gepostet werden.... Diese zementieren sich dann in den Köpfen der Interessenten, ungeachtet dessen, dass es sich um Modulpreise handelt, gehen die Leute dann davon aus, dass es sich um schlüsselfertige, in Betrieb befindliche Anlagen handelt.

Ich schreibe es gerne noch mal fett: das sind Modulpreise und für Transport, Einbindung und Inbetriebnahme kommt noch mal ca. 50% hinzu. Das braucht man in der Argumentation mit politischen Entscheidungsträgern, da dort eine Überförderung als das größte aller Übel angesehen wird. In der XLS-Anlage habe ich ein wenig mit Zahlen herumgespielt, die auch in etwa dem entsprechen, was die ASUE Kenndaten verraten.

Zitat

Und meiner Meinung nach ist es eine kühne Idee, Milliardenunternehmen wie Vaillant oder Viessmann mit Steuergeldern zu helfen, funktionierende Geräte zu entwickeln bzw. auf den Weg zu bringen....

Auch V+V können nicht aus dem Vollen schöpfen sondern haben nur ein begrenztes Budget. In Japan hat man ca 100.000 Brennstoffzellenheizsysteme über Investitionszuschüsse in den Markt gebracht - rate mal, warum viele der deutschen BZ-Heizgeräte einen japanischen Stack benutzen? Die sind a) billiger und b) zuverlässiger und c) haben eine geringere Degradation als eigene Entwicklungen, was mit der ministeriell angeschobenen Massenproduktion zusammenhängt. Lies doch mal das IZES Gutachten zur BZ-Markteinführung. Grob 80 Mio Euro p.a. mal 5 Jahre = 400 Mio werden veranschlagt. Ich halte es nachhaltiger, wenn man das im KWKG verankert, und die Förderung technologieneutral gestaltet, so dass auch hochwertige Motor-BHKWs etwas abbekommen: Grundwert X Effizienzindikator = Auszahlung.

Der Grundwert ist anfänglich hoch (z.B. 20 k€) und würde per atmenden Deckel graduell abschmelzen, wenn die Nachfrage anzieht. Der Effizienzindikator kombiniert elektrischen (1*eta_el) und thermischen Wirkungsgrad (0,2*eta_th) und nimmt den Brennwertkessel (100% * 0,2) als Basis. Auch die großen Heiztechnik-Konzerne verschenken kein Geld und lassen bei trüben Aussichten eine Entwicklung lieber in der Schublade vermodern, als für viel Geld eine Produktionsstraße aufzubauen und den Vertrieb zu schulen für ein Produkt, was nicht genügend Deckungsbeitrag abwirft.

Ich halte das Aufkommen der BZHs eine Chance, um jetzt eine Extraförderung für die Nanos und Mikros im KWKG zu verankern. Die wollte man sowieso irgendwann fördern (wenn Geld da ist) und an sich gehört es ins KWKG, wenn man dem §1 Glauben schenkt. Mit der Brennstoffzelle im Rücken kann es eventuell gelingen, die unangemessene Lücke im Förderimpuls im Segment von ca 0-10 kW zu schließen.

Gruß,
Gunnar

Zitat von darwin-c

Mal einfach ein modernes EFH angenommen. 3.000 KWh Strom und 10.000 Kwh Wärme, auf dem Dach eine kleine PV Anlage und noch ein paar m2 Solarthermie. Beides am Verbrauch ausgerichtet. Bei 25 ct/KWh Strom und 5 ct/KWh Wärme macht das ca 750 Euro Stromkosten und 500 Euro wärme. PV und Thermie würden diese vermutlich schon dritteln. Bleiben für den Rest ca 800 Euro Energiekosten. Das BHKW deckt dann noch 40% vom Strom ab - während 30% Netzbezug bleiben ? Sind am Ende max. 500 Euro pro Jahr für das BHKW übrig. Wie liege ich in meinen Annahmen ?

Warum installierst Du in dem Beispielhaus ein Solarthermieanlage? Um die EnEV oder das EEWärmeG zu schaffen? Lass es weg und du hast 5000 € gespart. Das BHKW ist bekanntermaßen als Ersatzmaßnahme zugelassen. Du kannst immer den Strom aus der PV-Anlage thermisch verwerten, wenn Du im Sommer zuviel davon übrig hast - was ich aber nicht generell mit einem Heizstab (eta=1) exergetisch empfehlen würde. Das BHKW würde vor allem im Winter Strom produzieren, die PV-Anlage im Sommer - beisst sich also nicht.

Zitat

Kann man unter diesen Bedingungen eine Micro-BHKW betreiben ?

Das hängt davon ab. Wenn die stromerzeugende Heizung gegenüber einem Brennwertkessel nicht besonders teuer ist, dann schon. Nehmen wir an, das Nano-BHKW kann 2000 kW Strombezug substituieren und hat einen Deckungsbeitrag von 15 ct/kWh, dann sind das 300 € Überschuss. Damit darf das BHWK nur 3000 Euro Zusatzkosten verursachen. Bis wir dahin kommen, ist es ein weiter Weg, aber der wäre um so schneller gangbar, wenn man ein wenig Gas gibt.

Gruß,
Gunnar

PS.
Annahme: Förderdauer 60.000 h für alle Anlagen.

§7(3) Betreiber sehr kleiner KWK-Anlagen sowie Betreiber von Brennstoffzellen mit einer elektrischen Leistung von bis zu 2 3,5 Kilowatt, die ab dem Inkrafttreten dieses Gesetzes in Betrieb genommen werden, können sich auf Antrag vom Netzbetreiber vorab eine pauschalierte Zahlung der Zuschläge für die Erzeugung von KWK-Strom für die Dauer von 30 000 Vollbenutzungsstunden auszahlen lassen. Der Netzbetreiber ist in diesem Fall verpflichtet, die entsprechende Summe innerhalb von zwei Monaten nach Antragstellung auszuzahlen. Mit Antragstellung erlischt die Möglichkeit des Betreibers zur Einzelabrechnung der erzeugten Strommenge.

§7(3a) Betreiber sehr kleiner KWK-Anlagen mit einer elektrischen Leistung von bis zu 15 Kilowatt, die ab dem Inkrafttreten dieses Gesetzes in Betrieb genommen werden, haben Anspruch auf eine Einmalzahlung pro KWK-Anlage. Diese Einmalzahlung berechnet sich aus dem Produkt aus dem Basiswert BW und Effizienzindikator EI. Der Effizienzindikator EI ist ein gewichteter Wirkungsgrad auf elektrischem und thermischen Wirkungsgrad und wird nach folgender Formel berechnet:
EI = eta_el + 0,2 * eta_th -0,2
Der Basiswert beträgt 20.000 Euro und verringert sich zum 31.3 eines Jahres, sofern die nach Absatz 3a ausgezahlten Gelder des vorangegangenen Kalenderjahres in Summe 75 Mio Euro überschritten haben. Dabei ist die folgende Formel anzuwenden: Basiswert_neu = Basiswert_alt * (75 Mio / ausgezahlte Summe des Vorjahres)