Modellierung der Integration von Biogasanlagen im Lastfolgebetrieb
Im Bayerischen Energiekonzept „Energie innovativ“ wurde die Bereitstellung zusätzlicher Kraftwerkskapazitäten als mittelfristiges Ziel festgeschrieben, um den bevorstehenden Wegfall der Kernkraftwerksleistung kompensieren zu können. Die Lücke von voraussichtlich 3,5 GW soll vorwiegend durch den Neubau effizienter Gas-Kraftwerke gedeckt werden.
Abbildung 1: Beispiel für den Einsatz eines BHKW in einer Kalenderwoche im Juni
Im Rahmen des sogenannten „Bayernplans“ hatte das Bayerische Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (StMELF) den Auftrag zu untersuchen, welchen potenziellen Beitrag Biogas zur Deckung der Residuallast in Bayern leisten könnte. Die Forschungsstelle für Energiewirtschaft bewertete in diesem Zusammenhang die Möglichkeiten, die der flexibilisierte Einsatz von dezentralen Biogasanlagen bietet. Dabei wurden die potenziell verfügbare Leistung abgeschätzt und mögliche Einsatzfahrpläne von Biogas-Blockheizkraftwerken in Abhängigkeit des jeweiligen Börsenstrompreises modelliert (siehe Abbildung 1).
Für die Modellierung der Einsatzfahrpläne wurden entsprechende, synthetische Residuallastgänge bis zum Jahr 2033 aus dem Regionenmodell der FfE verwendet, siehe Beispiel in Abbildung 2.
Abbildung 2: Residuallastgang und Lastüberdeckung in Deutschland im Jahr 2033
Neben den technischen Bedingungen für den flexiblen Einsatz von Biogas wurde in der Studie geprüft, welche potenziellen Erlöse die Betreiber der Biogasanlagen über einen flexibilisierten Betrieb erwirtschaften können. Die Betrachtung erfolgte anhand fünf verschiedener Varianten:
- Variante 1: Installierung neuer, flexibilisierter Biogasanlagen
- Variante 2: Installierung neuer, flexibilisierter Biogasanlagen,
kein zusätzlicher Einsatz von konventionellem Gas - Variante 3: Flexibler Betrieb neuer und bestehender Biogasanlagen
- Variante 4: Privilegierung neuer Biogasanlagen
- Variante 5: Betriebsmodus „Vier-Stunden-Blöcke“
Die Untersuchung ergab, dass es bei Vorhandensein eines Biogasspeichers, in dem Biogas über einen Zeitraum von 16 Stunden pro Tag gespeichert werden kann, technisch möglich ist, Biogasanlagen im Lastfolgebetrieb zu betreiben. Durch die Flexibilisierung lässt sich gegenüber dem kontinuierlichen Betrieb eine Erlössteigerung von 1 bis 2 ct/kWh erzielen.
Für den weiterführenden Vergleich flexibilisierter Biogasanlagen gegenüber konventionellen Gaskraftwerken wurde zusätzlich eine Wirtschaftlichkeitsuntersuchung für GuD-Kraftwerke durchgeführt.
Die Ergebnisse und Schlussfolgerungen dienten als Grundlage für eine anschließende, umfassende Wirtschaftlichkeitsbetrachtung, um den resultierenden Zuschussbedarf für Biogasanlagen im Lastfolgebetrieb abschätzen zu können.
Auftraggeber: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (StMELF)
 Endbericht Bayernplan 2020 | 4253 kB |