EEG – Erfahrungsbericht und · E J l i V lih i Jh bd f 2E J lExa Joule im Vergleich zu einem Jahresbedarf von 2 Exa Joule Für eine dynamische Umsetzung müssen neben dem EEG noch

EEG – ErfahrungsberichtEEG Erfahrungsberichtund

EEG Novelle 2012EEG Novelle 2012

DurchbruchDurchbruch für die Geothermie?

Dr. Erwin Knapek

7.NRW_Geoth.Konf.111006

StatusStatus

Das EEG hat zweifelsohne das hohe Niveau der Erneuerbaren Energien und die Dynamik in Investitionen für alternative g yEnergien sehr stark gefördert.

E i t h ti Si ht h h d i hti G tEs ist - aus heutiger Sicht noch umso mehr – das richtige Gesetz für die Markteinführung der EE und muss erhalten, aber auch den Gegebenheiten neu angepasst werden.

Ohne EEG gäbe es noch keine Geothermiekraftwerke in Deutschland und keine Weiterentwicklung der BohrindustrieDeutschland und keine Weiterentwicklung der Bohrindustrie.

24.04.2008 27.NRW_Geoth.Konf.111006

EEG und Tiefe GeothermieEEG und Tiefe Geothermie

Geothermiekraftwerk:Geothermiekraftwerk:

Produktions – und ReinjektionsbohrungenThermal asserleit ngThermalwasserleitungFörderpumpeKraftwerk mit Rückkühlung (Obertageanlagen, Wärmetauscher)

Bis auf die Thermalwasserleitung (ausgenommen GFK) unterliegen die Komponenten noch hohen technischen und finanziellen Risiken.

Es gibt noch keinen reproduzierbaren Standard für hohe Anlagenzahlen, sondern nur Pilotanlagen mit unterschiedlicher Technik. Weiterentwicklung nur über den Betrieb dieser AnlagenWeiterentwicklung nur über den Betrieb dieser Anlagen.

Eine EEG Novellierung sollte dies besonders berücksichtigen.

24.04.2008 37.NRW_Geoth.Konf.111006

WFG StudieWFG Studie

Titel:„Stand- und Entwicklungspotenziale geothermischer Stromerzeugung im„Stand und Entwicklungspotenziale geothermischer Stromerzeugung im

Energiemarkt unter Berücksichtigung angemessener Förderwerkzeuge“

• Rechtliche Rahmenbedingungen• Ermittlung der Strom- / Wärmegestehungskosten bestehender Anlagen

EEG ErfahrungsberichtEEG Erfahrungsbericht• Wirtschaftlich/technische Betrachtung der Geothermie in Deutschland• Strategische Betrachtung der zukünftigen Entwicklung

Monitoring des Geothermiemarktes in Deutschland• Monitoring des Geothermiemarktes in Deutschland

24.04.2008 47.NRW_Geoth.Konf.111006

Schritte in der WFG StudieSchritte in der WFG Studie

EEG 2012 – Novellierung

EEG –Erfahrungsbericht

Fragebogen

ErfahrungsberichtWFG – Studie Bericht

Fragebogen Stromprojekte

WorkshopsFragebogen Geothermie – Branche

Konzept Projektantrag

Fragebogen Claiminhaber

Konzept Projektantrag

24.04.2008 5

2007 2008 2009 2010 2011 20127.NRW_Geoth.Konf.111006

Studie zu Gestehungskosten für StromStudie zu Gestehungskosten für Strom

Forschungsvorhaben im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit als Grundlage und Begleitung des EEG Erfahrungsberichts.

Unterhaching, Landau, Bruchsal, Neustadt – Glewe (Pilotprojekte)Unterhaching, Landau, Bruchsal, Neustadt Glewe (Pilotprojekte)

Dürrnhaar, Sauerlach, Kirchstockach (Bohrungen vorhanden)

Bernried, Kirchweidach, Utting (abgeschlossene Planung mit Voruntersuchungen)

FragebogenIER Uni Stuttgart, gec-co, GTN, SWM, WFG

24.04.2008 6

IER Uni Stuttgart, gec co, GTN, SWM, WFG


InbetriebnahmenInbetriebnahmen

Standort / Projekt Typ Inbetriebnahme

Neustadt-Glewe KWK 11/2003 Probebetrieb

08/2004 D b i b

ORC

08/2004 Dauerbetrieb

Landau KWK Okt 07

Unterhaching KWK 10/2007 Wärme

ORC

g

04/2009 Strom

Sauerlach KWK Ende 2011 ORC

Kalina

Dürrnhaar Strom 01.01.2012 geplant

Kirchstockach Strom 01.04.2012 geplant

ORC

ORC

Bruchsal Strom/ KWK

Strom Inbetriebnahme läuftseit Anfang 2010, Wärmebisher nur geplant

ORC

Kalina

24.04.2008 7

bisher nur geplant


Aufteilung der Gesamtkosten für ein KraftwerkAufteilung der Gesamtkosten für ein Kraftwerk

Projekt ABohrkostenKraftwerkPlanung

Projekt D

Planung

Projekt B

Projekt C

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Projekt E

24.04.2008 8

0% 20% 40% 60% 80% 100%


Abweichung von kalkulierten BohrkostenAbweichung von kalkulierten Bohrkosten

4

3

3,5

nung

skos

2

2,5

n ge

genü

ber P

lan

1

1,5

iert

e B

ohrk

oste

n

0

0,5

Projekt A Projekt B Projekt C Projekt D

real

isi

24.04.2008 9

-0,5

Projekt A Projekt B Projekt C Projekt D


Schüttung aktuell bzw. erwartetSchüttung aktuell bzw. erwartet

Projekt F

Projekt E

Projekt F

Projekt D

Projekt B

Projekt C

Projekt A

24.04.2008 10

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Flussrate [l/s]


Temperaturspreizung bei KraftwerkenTemperaturspreizung bei Kraftwerken

200

159160

Temperatur Produktion Temperatur Injektion

137,8 135,5

122,4

140

120

ur [°

C

97

71625

80

Tem

pera

t

60 62,5

47 50,3 50,3

40

0Projekt A Projekt B Projekt C Projekt D Projekt E Projekt F

22,5 %22,9 %7 % 15,3 % 21,3 % 21 %Carnot

24.04.2008 11

,, , ,


Installierte elektrische LeistungInstallierte elektrische Leistung

Projekt F

Projekt E

Projekt D

Projekt B

Projekt C

0 1 000 2 000 3 000 4 000 5 000 6 000 7 000

Projekt A

24.04.2008 12

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000Elektrische Leistung [kW]


Kosten pro installiertes kW (nur Kraftwerk)Kosten pro installiertes kW (nur Kraftwerk)

Projekt F

Projekt E

Projekt C

Projekt D

Projekt B

Projekt C

Projekt A

24.04.2008 13

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000

Leistungsspez. Kosten der Stromerzeugungsanlage [€/kW]


Stromgestehungskosten der untersuchten ProjekteStromgestehungskosten der untersuchten Projekte

27,9

30

22,7

25,6

27,9

25

17,6

18,918,8

20

en [C

t/kW

h]

15

steh

ungs

kost

e

10

Stro

mge

s

5

24.04.2008 14

0Projekt A Projekt B Projekt C Projekt D Projekt E Projekt F


Gestehungskosten und EEG VergütungGestehungskosten und EEG Vergütung

Die Bandbreite der Gestehungskosten liegt:

zwischen 17,6 und 27,9 ct/kWhim Mittel bei: 21,18 ct/kWhim Mittel bei: 21,18 ct/kWh

Die derzeit dafür geleistete EEG Vergütung liegt im Mitt l b i 19 872 t/kWhMittel bei 19,872 ct/kWh

Beachtenswert sind hierzu noch steigende Kosten fürBeachtenswert sind hierzu noch steigende Kosten für Betriebsmittel wie z. B. elektrischer Strom für die Förderpumpe

24.04.2008 15

p p


Bemerkungen zu den vorliegenden DatenBemerkungen zu den vorliegenden Daten

• Die Anzahl der Projekte war bisher nicht ausreichend, um signifikante Lernkurveneffekte zu erhalten.

• Die realisierten Projekte sind eher einfacher zu realisierende Projekte gewesen.

• Erste Kostensenkungspotenziale sind erkennbar (Bohrkosten)

• Die EEG 2009 Vergütung ist nicht ausreichend, um die Realisierung einer hohen Anzahl von Projekten zu motivieren. Das Risiko des Misserfolgs oder Erfolgs ist zu hoch.

• Eine „Überförderung“ durch das neue EEG ist nicht möglich.

24.04.2008 167.NRW_Geoth.Konf.111006

Bemerkungen (2)Bemerkungen (2)

• Erstmals konnten die Berechnungen der Stromgestehungskosten anhand von Echtdaten aus bereits g glaufenden Projekten oder im Bau befindlichen Projekten erfolgen.

Z d i hti t Th d E t i kl P j kt d• Zu den wichtigsten Themen der Entwicklung von Projekten der Tiefen Geothermie wurden Workshops abgehalten.

• Es gab Expertengespräche (Einbindung von Instituten)

24.04.2008 177.NRW_Geoth.Konf.111006

Vorschlag für die EEG NovellierungVorschlag für die EEG Novellierung

Strom in ct/kWh alt neu Degression

Grundvergütung: 16 20 ab 2019: 1%/aFrühstarterbonus: 4 7 ab 2019: 10%/aFrühstarterbonus: 4 7 ab 2019: 10%/aWärmebonus: 3 3 ab 2019: 1%/a

T h l i b 4 4 b 2015 1%/Technologiebonus: 4 4 ab 2015: 1%/a

Da zukünftig für einen signifikanten Beitrag zur Grundlastsicherung möglichst große Geothermiekraftwerke realisiert werden müssten, sollte die Vergütung nach Leistungsklassen (z. B. > 10 MW) gestrichen werden.

24.04.2008 187.NRW_Geoth.Konf.111006

Entwicklungsszenario Tiefe GeothermieEntwicklungsszenario Tiefe Geothermie

Erwartung bei entsprechender EEG Vergütung:

• Positive Entwicklung bei der hydrothermalen Geothermie: bis 2025 werden ca.120 Projekte realisiert, das entspricht einer Leistung von ca. 580 MW580 MWel.

• Verglichen mit anderen Erneuerbaren Energieträgern würde dies einer installierten Leistung bei Wind-onshore von ca. 2300 MW und bei Ph t lt ik 4350 MW t hPhotovoltaik von ca. 4350 MW entsprechen.

• Mit den vorgeschlagenen Vergütungssätzen würden im Jahr 2020 etwa 3,6% der gesamten EEG Vergütung auf die hydrothermale Geothermie

tf llentfallen.• Eine massive Kostenüberschreitung ist systembedingt ausgeschlossen.

24.04.2008 197.NRW_Geoth.Konf.111006

Vorläufiges Ergebnis EEG NovelleVorläufiges Ergebnis EEG Novelle

Grundvergütung: 25 ct/kWh

K i B R l i B F üh t t b dKeine Bonus Regelung wie z. B. Frühstarterbonus oder Wärmeauskopplung

Technologiebonus für EGS: 5 ct/kWhKeine Vergütung nach Leistungsklassen

Degression ab 2018 für alles: 5 % / a

Bohrkostenzuschuss aus MAP: 30% für alle Bohrungen (geplant; jedoch Haushalts – abhängig)

24.04.2008 207.NRW_Geoth.Konf.111006

Erweiterter Verbändevorschlag (WFG – GtV)Erweiterter Verbändevorschlag (WFG GtV)

Bohrkostenzuschuss von 30% über MAP ist abhängig vom Bundeshaushalt und damit kurz – bis mittelfristig immer wieder diskutabel

Alternative:Alternative:

Grundvergütung auf 27 ct/kWh erhöhen (ev. durch Entwicklungsbonus von 2ct/kWh)von 2ct/kWh)

30 % Bohrkostenzuschuss beibehalten, aber als rückzahlbaren Zuschuss (b i E f l d h I b i b h ) i(bei Erfolg und nach Inbetriebnahme) ausweisen.

24.04.2008 21

Dieser Vorschlag wurde bereits abgelehnt


Entwicklung der Geothermie – installierte LeistungEntwicklung der Geothermie installierte Leistung

400

300

350

250

300

MW

]

150

200

Leis

tung

[M

100

0

50

bi 2010 2010 2011 2012 2013 2014 201 2016 201 2018 2019 2020

24.04.2008 22

bis 2010 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Jahr


Ausbauszenario GeothermieAusbauszenario Geothermie

Ausbau bis 2025 durch ca. 120 hydrothermale Projekte ca. 580 MWel, dies bedeutet:

4,6 TWh Stromproduktion pro Jahrzuzüglich der petrothermalen Projekte

PVWind on

zuzüglich der petrothermalen Projekte

Vergleich Volllaststunden: Photovoltaik: 920 h

Wind offBio liquGeotherm

Windkraft (Mix): 1.740 hGeothermie: 8.000 h

MWh/m²/a pro 1 MW Flächenbedarf (relativ zur Geothermie)

Geothermie Faktor: 1Photovoltaik Faktor: 50Windkraft Faktor: 60

installierter elektrischer Leistung

Windkraft. Faktor: 60Biomass to Liquid Faktor: 3.000Biomasse to Biodiesel Faktor: 9.000Mais zu Biogas Faktor: 3.500

850 Kühe (9km²)

24.04.2008 23

g


Pro Jahr entspricht die Methanemission einer Kuh 15 000 PkW - km

Petrothermale GeothermiePetrothermale Geothermie

Die Zukunft der Tiefen Geothermie liegt in EGS Systemen

Das Potential ist nahezu flächendeckend vorhanden

Allein in Bayern wären vorsichtig geschätzt etwa 350 EGS Kraftwerke bis 2050 technisch realisierbar

Durch höhere Eingangstemperaturen können bei Kraftwerken höhere Wirkungsgrade erzielt werden

Das EGS Gesamtpotential an elektrischer Nutzenergie liegt in Deutschland bei 1200 E J l i V l i h i J h b d f 2 E J lExa Joule im Vergleich zu einem Jahresbedarf von 2 Exa Joule

Für eine dynamische Umsetzung müssen neben dem EEG noch andere Fö d ö li hk it fü EGS i i ht t d

24.04.2008 24

Fördermöglichkeiten für EGS eingerichtet werden


Entwicklung der Geothermie – Neue ProjekteEntwicklung der Geothermie Neue ProjekteJa

hr

Petrothermale Projekte> 1.000 Projekte

> 100 TWh/a

ekte

pro

100 TWh/a

uer P

roje

zahl

neu

Hydrothermale Projekte

Anz ~ 100 – 120 Projekte

~ 4,6 TWh/a

24.04.2008 25

Zeit


Benefit: Klimaschutz, Grundlastsicherungund dezentrale Nahversorgungund dezentrale Nahversorgung

CO2 – Emissionen bei gleicher Leistung

2,25Geothermie Steinkohle

2 g g

150

1,75

2,00

Mio

Steinkohle Emissionsminderung

100

1,25

1,50

ente

mis

sion

en in

M

050

0,75

1,00

CO 2

Äqu

ival

e

000

0,25

0,50

24.04.2008 26

0,002011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

Jahre


KostensenkungspotenzialeKostensenkungspotenziale

BohrkostenBohrkostenNeuentwicklungen (z. B. gebo Forschungsverbund Niedersachsen, Elektroimpulsverfahren Uni DD)Bessere Reservoirkenntnis (Erkundung, Erfahrung)An ahl der Bohr ngen geringAnzahl der Bohrungen zu gering

FinanzierungRealisierungszeiten, administrative Entscheidungen, Akzeptanz, derzeit nur durch g , g , p ,Eigenkapital finanzierbar, höchste Anfangsinvestitionen, rasche Vermarktung, Versicherungen

FörderpumpeFörderpumpeLeistung, Lebensdauer, Scalingeffekte, Beschichtungstechnik, Anzahl

KraftwerkB t i b k t A hl S li ff kt B hi ht t h ik Wä t hBetriebskosten, Anzahl, Scalingeffekte, Beschichtungstechnik, Wärmetauscher, Lebensdauer, Gebäude

Eigenstromverbrauch

24.04.2008 277.NRW_Geoth.Konf.111006

Erfahrung im Betrieb ist notwendig!

EigenstromverbrauchEigenstromverbrauch

Stromverbraucher: KraftwerkKraftwerkskühlunggFörderpumpen

Senk ng des Strom erbra chsSenkung des Stromverbrauchs:

• Neu entwickelte Kraftwerksprozesse: ORC, Kalina• Größere Kraftwerke (economy of scale)• Verbesserte Kühlleistung• Verbesserte Förderpumpentechnik (größerer Durchmesser größere• Verbesserte Förderpumpentechnik (größerer Durchmesser, größere

Pumpen)• Andere physikalische Förderprinzipien (Direktverdampfung, Luft – Hebe

Verfahren)

24.04.2008 28

Verfahren)


Optimierung AnlagenkostenOptimierung Anlagenkosten

2.000 €/kW

4.800 €/kW3.700 €/kW

3.600 €/kW

Invest, Invest, gesamt:

37,5 Mio.€gesamt:

25,5 Mio.€

700 €/kW700 €/kW

Bohrung [€/kW] Planung [€/kW] Kraf twerk [€/kW]

Bezogen auf 4 MW

24.04.2008 29

Quelle: WFG 2011


Bezogen auf 4 MWel

BohrkostenBohrkosten

24.04.2008 30

Quelle: nach Wood MacKenzie 2009, WFG 2011


Leistungsspezifische AnlagenkostenLeistungsspezifische Anlagenkosten

24.04.2008 31

Quelle: nach IER 2010, WFG 2011


Mittlere StromgestehungskostenMittlere Stromgestehungskosten

24.04.2008 32

Quelle: nach IER 2010, WFG 2011


WärmekostenWärmekosten

24.04.2008 33

Quelle: nach Kruck et al. 2010


ZusammenfassungZusammenfassung

Geothermie ist grundlastfähig

EGS gestattet Energieerzeugung praktisch deutschlandweitg g g g p

Geothermiestrom ist nicht der teuerste EE-Strom

Wä t h k t i d ttb b fähiWärmegestehungskosten sind wettbewerbsfähig

Wertschöpfung in Deutschland

Demonstrationsstadium abgearbeitet

Kostenreduktionspotentiale vorhanden und erschließbarp

Die EEG Novelle trägt zur weiteren Markteinführung der Tiefen

24.04.2008 347.NRW_Geoth.Konf.111006

Geothermie bei.

DanksagungDanksagung

Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit

IER, Uni Stuttgart

GTN

Geo-x Landau, Geothermie Unterhaching, EnBW, Geothermie Neustadt-Glewe, SWM, SGG, Geoenergie Bayern

GGSC

gec-co

24.04.2008 357.NRW_Geoth.Konf.111006

Documents

EEG – Erfahrungsbericht und · E J l i V lih i Jh bd f 2E J lExa Joule im Vergleich zu einem Jahresbedarf von 2 Exa Joule Für eine dynamische Umsetzung müssen neben dem EEG noch