Hallo Forum,
die Fragestellung ist für mich, inwieweit es (praktisch) möglich ist, heute eine Brennstoffzelle mit Biomethan zu betreiben. Das ist ja hier im Forum zum Teil schon andiskutiert worden.
Der Grund für die dezentrale Verstromung in Brennstoffzellen mit hohem elektrischem Wirkungsgrad incl. Abwärmenutzung, kommt von der Erfahrung, dass Biogas-BHKW in den letzten 10-15 Jahren auf hohe elektrische Wirkungsgrade getrimmt wurden, was ja z.T. bei den BHKW-Herrstellern eine mutige Entscheidung war, weil die technologischen Hürden unklar waren und die Standfestigkeiten nicht ganz von Anfang an gesichert waren. Biogas bzw. Biomethan ist ein teurer Brennstoff, und die hohe Einspeisevergütung nach EEG (die signifikant höher war als der "übliche Preis" bzw. Marktpreis im KWKG plus KWKG-Zuschlag als Marktprämie) hat dazu geführt, dass ein hoher ökonomischer Druck da war, den Anteil elektrischer Energie zu erhöhen. Die Wärme war nur zum anlegbaren Preis zu vermarkten, d.h. da steht der Gas- oder Ölkessel als Referenz da.
Mit der SOFC von Solidpower (ca eta_el = 55%, eta_th= 30%, vergleichbar mit den Performancewerten von großen GuD-Heizkraftwerken) haben wir einen Energiewandler, der eine hohe exergetische Effizienz liefert, die noch über der von großen Biogas-BHKWs liegt. Bei einem Carnotfaktor für die Wärme von η_c = 1 - 273/(273+50) = 0,15 ist der Arbeitswert des Outputs 55% + 0,15*30% = 59,5%. Überschlagsweise liegt somit die Effizienz der "virtuellen Kraftwerksscheibe" bei 60%, die Effizienz des "virtuellen Kessels" bei 400% (Gedankenexperiment, den Imputstrom des Brennstoffes in eine KWK-Anlage in eine Nur-Strom-Scheibe und eine Nur-Wärme-Scheibe aufzuteilen).
Nimmt man Biomethankosten von 6 ct/kWh (plus Netzentgelte + Strukturierung) an, dann ergeben sich für die Gestehungskosten
a) beim Strom: 6 ct/kWh / 0,6 = 10 ct/kWh
b) bei der Wärme: 6ct/kWh / 4 = 1,5 ct/kWh
Die Wärme ist somit trotz des hohen Brennstoffpreises als preislich sehr attraktiv zu bewerten. Die variablen Kosten für den KWK-Strom sind liegen unter dem üblichen Netzstrombezug für Haushaltskunden (ca 30 ct), d.h. die Eigenstromnutzung ist ebenfalls attraktiv. Was die Bluegen-SOFC von Solidpower jedoch vertrieblich auf sehr große Haushalte oder kleine Gewerbekunden eingeschränkt hat, war die maximale Leistung von 1,5 kW und die mögliche elektrische Jahresproduktion von 13 MWh. Bei einer Überschusseinspeisung, die nur den "üblichen Preis" erwirtschaftet, ist diese Betriebsweise nicht attraktiv. Wenn man nun nach EEG einspeist, und einen Biomethan-Tarif erhält, dann sieht die Sache anders aus. Die SOFC eignet sich dann aufgrund ihrer hohen Stromkennzahl auch für (kleinere) Wärmesenken, d.h. man muss keine Einfamilienhäuser ausschließen, nur weil der Eigenstrombedarf zu klein ist.
Als Vorteile ergäben sich:
- Der Markt für passende Standorte erweitert sich, weil nicht nur Gebäude mit 10.000 kWh - 20.000 kWh elektrischem Bedarf hinzukommen, sondern von den 15 Mio EFH alle mit Gasanschluss.
- Die Biomethan-Erzeuger hätten eine zusätzliche Absatzquelle, die zudem auch exergetisch optimiert arbeiten (im Vergleich zum Verkehrssektor), was volkswirtschaftliche Vorteile hätte.
- Weiterhin bringt es die Markteinführung der BZ voran, und lässt über größere Stückzahlen ggf. deren Preis sinken.
- Kunden entdecken ggf. den Geschmack an Bio-Wärme, die bezahlbar bleibt und die eben nicht wie bei X Raummeter Scheitholz mit Abschlägen im Komfort (Holzhacken, Beschicken, Ascheentsorgung) und Luftqualität (Feinstaub) verbunden sind.
Wie einfach kann man also auf seinem Gasvertrag eine Belieferung mit Biomethan ankreuzen?
Was kostet das dann für den Endkunden, der ca 20.000 kW pro Jahr abnehmen möchte? Wie oben gesagt, heute ist der Biomethanpreis auf Großhandelsebene mit ca 6 ct/kWh vergleichsweise niedrig, aber dazu kommen noch Netzentgelte, Vertriebsmarge, Strukturierung etc...
Viele Grüße,
Gunnar