â€‍Technoأ¶konomische Studie zur Biomasse-KWK“ und ... from biomass] RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA

Embed Size (px)

Text of â€‍Technoأ¶konomische Studie zur Biomasse-KWK“ und ... from biomass] RENEWABLE ENERGY...

  • Partner: Repotec Umwelttechnik GmbH • EVN AG • Güssinger Fernwärme GmbH • Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften der Technischen Universität Wien (Sitz der ARGE)

    RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA

    [energy from biomass]

    „Technoökonomische Studie zur Biomasse-KWK“

    und Überleitung zur aktuellen Studie „Optimierte KWK-Systeme“

  • [energy from biomass]

    RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA

    Inhalt und MethodikInhalt und Methodik Studie TU Wien

    Charakterisierung der technischen Verfahren zur KWK aus Biomasse

    Erhebung von technischen und wirtschaftlichen Daten konkreter Anlagen aus der Praxis

    Wirtschaftlicher Vergleich der unterschiedlichen Technologien nach Einführung einer gleichen Basis

    Vergleich mit anderen (ausländischen) neueren Studien

    Ziel: Typische Stromgestehungskosten

    Überleitung zur aktuellen Studie „Optimierte KWK-Systeme“

  • [energy from biomass]

    RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA

    Charakterisierung der technischen Verfahren zur KWK aus BiomasseCharakterisierung der technischen Verfahren zur KWK aus Biomasse

    Vergasung Gasreinigung Gasnutzung

    Wärmenutzung

    Strom

    Feuerung Wärmeübertragu ngng

    Kreisprozess

    Wärme

    Verfahren auf Verbrennungsbasis:

    Dampfturbinen Dampfmotoren ORC-Prozess (Stirlingmotor)

    Verfahren auf Vergasungsbasis:

    Festbettvergasung WS-Vergasung Luft-/Dampfvergasung

    Wärmeübertragung

  • [energy from biomass]

    RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA

    Betrachtete AnlagenBetrachtete Anlagen Anlage Betreiber Technologie Stand Größe

    Dampfmotor-KWK Hasag Möbel GmbH, Attnang- Puchheim

    Dampfkolbenmotor Marktreife 4,3 MWth

    Rinden-KWK-Enns Donausäge Rumplmayr, Enns

    Gegendruck- und Kondensationsdampfturbine

    Marktreife 18 MWth

    Biomasse Heizkraftwerk Bad St. Leonhard

    Kraft und Wärme aus Holz GmbH (kwh)

    Gegendruckdampfturbine Marktreife 20 MWth

    Biomasse-KWK- Waidhofen

    Fuchsluger Gegendruckdampfturbine Marktreife 4 MWth

    ORC-KWK-Lienz Stadtwärme Lienz ORC-Prozess Marktreife 8 MWth

    ORC-KWK-Hard Biostrom GmbH ORC-Prozess Marktreife 8 MWth

    Biomasseheizkraftwerk Güssing

    Fernwärme Güssing GmbH

    Wirbelschicht- Dampfvergasung/Gasmotor

    Demonstration 8 MWth

    Biomasse- Blockheizkraftwerk Wr. Neustadt

    EVN Festbett- Gleichstromvergasung/ Gasmotor

    Demonstration 2 MWth

  • [energy from biomass]

    RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA

    Technologiespezifische KostenTechnologiespezifische Kosten

    Le is

    tu ng

    /

    Ko

    st en

    ar t

    Ei nh

    ei t

    R os

    tfe ue

    ru ng

    - St

    irl in

    gm ot

    or

    0,

    9 M

    W th

    R os

    tfe ue

    ru ng

    - D

    am pf

    m ot

    or

    4,

    3 M

    W th

    Fe st

    be tt-

    Lu ftv

    er ga

    su ng

    - G

    as m

    ot or

    2,

    0 M

    W th

    R os

    tfe ue

    ru ng

    - O

    R C

    -P ro

    ze ss

    8, 0

    M W

    th

    W irb

    el sc

    hi ch

    t- D

    am pf

    ve rg

    as un

    g- G

    as m

    ot or

    8,

    0 M

    W th

    R os

    tfe ue

    ru ng

    - G

    eg en

    dr uc

    k-

    da

    m pf

    tu rb

    in e

    18 ,5

    M W

    th

    Brennstoff- wärmeleistung

    kWth 900 4300 2000 8000 8000 18500

    El. Generatorleistung kWel,brut 50 580 580 1130 2000 2700

    El. Eigenverbrauch kW 30 80 100 180 300 200

    El. Nettoleistung kWel,net 20 480 480 950 1700 2500

    Nutzbare Fernwärmeleistung

    kWQ 800 3050 720 6100 4500 12000

    Investition (Anlage, Gebäude, MSRT)

    €/kWel,brut 8784,00 3775,56 5172,41 4630,09 5000,00 2637,96

    Investition (Anlage, Gebäude, MSRT)

    €/kWth 488,00 509,26 1500,00 654,00 1250,00 385,00

    Wartung und Instandhaltung % Invest. p.a. 1,0 2,5 3,0 2,0

    * 3,0 2,0

    Sonstige Fixkosten (Pacht, Versicherung) % Invest. p.a. 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2

    Personalaufwand €/a 40 000 40 000 40 000 60 000 160 000 120 000

    Betriebsmittelkosten €/MWhth 0,00 1,03 1,00 0,20 1,70 0,14

  • [energy from biomass]

    RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA

    KostenKosten-- und Erlund Erlöösverteilung am Beispiel Gsverteilung am Beispiel Güüssingssing

    Erlöse

    Strom

    Wärme

    Kosten Jährliche Abschreibung/Kred itrate (5 % p.a.

    real, 15 Jahre Laufzeit)

    Entsorgung

    PersonalPacht, Versicherung

    Brennstoff

    Betriebsmittel

    Wartung/ Instandhaltung

  • [energy from biomass]

    RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA

    Stirlingmotor Dampfmotor

    FB-Vergasung ORC-Prozess

    WS-Vergasung Dampfturbine

  • [energy from biomass]

    RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA

    StandardStandard--Rahmenbedingungen fRahmenbedingungen füür den Vergleichr den Vergleich

    b hungStromgeste el

    PaK ⋅=

    Korrektur der Anlagengröße nach Schaidhauff [1998]:

    b = -0,28

    Volllaststunden im Bezug auf Strom 6000 h/a

    Volllaststunden im Bezug auf Wärme 4000 h/a

    Kalkulatorische Berechnungsdauer 13 a

    Kalkulatorischer Mischzinssatz 6 % p.a.

    Brennstoffkosten inkl. Entsorgung der Asche 14 €/MWh

    Wärmetarif ab Kraftwerk 20 €/MWhQ Keine Investförderung angenommen

  • [energy from biomass]

    RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA

    Stromgestehungskosten am derzeitigen Stand der TechnikStromgestehungskosten am derzeitigen Stand der Technik

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    1 10 100

    Fuel power [MWth]

    El ec

    tr ic

    ity p

    ro du

    ct io

    n co

    st s

    [€ /M

    W h]

    No investment subsidies 6 % p.a for 13 years Fuel costs: 14 €/MWh

    Full load capacity heat: 4000 h Full load capacity electricity: 6000 h Incoming heat leads : 20 €/MWh

    Fixed bed gasification

    Fluidised bed gasification

    ORC-Process

    Back pressure steam turbine

    Steam engine

  • [energy from biomass]

    RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA

    VariationenVariationen

    2 Leistungsklassen

    3 MWth 20 MWth Dampfmotor, FB-Vergasung, ORC-Prozeß WS-Vergasung, Dampfprozeß

    Folgende Variationen wurden durchgeführt:

    Jahresvolllaststunden Wärmeabsatzpreis ab Kraftwerk

    Investförderung als verlorener Zuschuss Biomassepreis

    Kalkulatorische Betrachtungsdauer

  • [energy from biomass]

    RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA

    Einfluss der VolllaststundenEinfluss der Volllaststunden

    0

    100

    200

    300

    400

    500

    600

    700

    0 2000 4000 6000 8000 10000 Total full load hours [h/a]

    El ec

    tr ic

    ity p

    ro du

    ct io

    n co

    st s

    [€ /M

    W h]

    Fixed bed gasifier 3 MWth

    ORC-Process 3 MWth

    Steam engine 3 MWth

    Fluidised bed gasifier 20 MWth

    Steam turbine 20 MWth

    No investment subsidies 6 % p.a for 13 years Fuel costs: 14 €/MWh

    Full load hours p.a. for heat are set to 2/3 of the total full load hours p.a. Full load hours p.a. electricity: 6000 h Feed in tariffs heat: 20 €/MWh

  • [energy from biomass]

    RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA

    Stromgestehungskosten bei unterschiedlichen Stromgestehungskosten bei unterschiedlichen Absatzpreisen der WAbsatzpreisen der Wäärmerme

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    300

    350

    400

    0 10 20 30 40 Feed in tariffs for heat [€/MWh]

    El ec

    tr ic

    ity pr

    od uc

    tio n

    co st

    s [€

    /M W

    h]

    Fixed bed gasifier 3 MWth

    Steam engine 3 MWth

    Steam turbine 20 MWth

    No investment subsidies Interest rates: 6 % p.a. for 13 years Fuel costs: 14 €/MWh

    Full load hours p.a.heat: 4000 h Full load hours p.a.electricity: 6000 h

    ORC-Process 3 MWth

    Fluidised bed gasifier 20 MWth

  • [energy from biomass]

    RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA

    Einfluss der Einfluss der InvestfInvestföörderungrderung

    0

    50

    100

    150

    200

    250

    0 10 20 30 40 50 60 Investment subsidies [%]

    El ec

    tr ic

    ity p

    ro du

    ct io

    n co

    st s

    [€ /M

    W h]

    Fixed bed gasifier 3 MWth

    ORC-Process 3 MWth

    Steam engine 3 MWth

    Fluidised bed gasifier 20 MWth

    Steam turbine 20 MWth

    6 % p.a. for 13 years Fuel costs: 14 €/MWh

    Full load hours p.a. heat: 4000 h Full load hours p.a. electricity: 6000 h Feed in tariffs heat: 20 €/MWh

  • [energy from biomass]

    RENEWABLE ENERGY NETWORK AUSTRIA

    Fixed bed gasifier 3 MWth

    Stromgestehungskosten bei unterschiedlichen Preisen fStromgesteh