Stromgestehungskosten

Fall ORC. Unter den beschriebenen Randbedingungen errechnen sich Stromgestehungskosten für eine ausschließliche Strombereitstellung von 0,22 €/kWh (Fall ORC; Abb. 5-6). Dazu tragen alleine die Sondenkosten, die hier die Kosten für die Bohrungen, Stimulation und die Pumpen beinhalten, mit 0,14 €/kWh bei; die restlichen 0,08 €/kWh werden durch die ORC-Anlage, die Thermalwasserleitung und Sonstiges verursacht.

Abb. 5-6: Stromgestehungskosten (bei den jeweils linken Balken sind jeweils die spezifischen Kosten dargestellt (d. h. Gesamtkosten der vollständigen Anlage); bei den jeweils rechten Balken wird die mögliche Wärmegutschrift berücksichtigt (d. h. Netto-Stromgestehungskosten))

Der Untertageteil nimmt mit den Bohrkosten und den Kosten für die Förderpumpe und der Stimulation mit insgesamt 72 % den größten Anteil an den Investitionskosten einer ausschließlichen Strombereitstellung mit zwei saigeren Bohrungen ein (Abb. 5-7). Die Anlagen zur Strombereitstellung verursachen etwas über ein Fünftel der Kosten. Planung und Thermalwasserleitung tragen mit 3 bzw. 4 % nur wenig zu den Gesamtkosten bei.

Bohrungen 68%

Förderpumpe 2%

Stimulation 2%

Strombereit-stellung

21%

Thermalwasser-leitung

4%

Planung 3%

Abb. 5-7: Investitionskosten Fall ORC

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40

Fall ORC

Fall ORC

Fall

KWK-HH 1 Fall

KWK-HH 1

Fall

KWK-HH 2 Fall

KWK-HH 2

Fall KWK-I

PW Fall KWK-I

PW

Stromgestehungskosten in €/kWh

Planung, Bauausführung Sondenkosten

Strombereitstellung Thermalwasserleitung und Sonstiges Wärmebereitstellung Nahwärmenetz

Betriebskosten Brennstoffkosten

Stromgestehungskosten Wärmegutschrift

Beiträge der einzelnen Parameter können stark schwanken. Für die beschriebenen Versorgungsfälle werden für die hauptsächlichen Parameter der Referenzfälle Sensitivitätsanalysen durchgeführt, um den Einfluss der einzelnen Kostenpunkte abzuschätzen zu können.

Abb. 5-8 zeigt die Sensitivitätsanalyse beim Fall ORC. Bei einer Minderung der Sondenkosten um 30 % sinken die Stromgestehungskosten auf knapp 0,17 €/kWh; dies resultiert aus ihrem hohen Anteil an den Gesamtinvestitionen von knapp 70 % (Abb. 5-7). Die Sondenkosten können je nach geologischen Gegebenheiten und unvorhergesehenen Schwierigkeiten beim Bohrvorgang schnell um 10 bis 20 % und mehr ansteigen; dies würde dann Stromgestehungskosten zwischen 0,23 und 0,24 €/kWh entsprechen.

0,16 0,18 0,20 0,22 0,24 0,26 0,28

70 80 90 100 110 120 130

Veränderungen in % Investitionen

Bohrungen

Investitionen

ORC - Anlage Zinssatz Lebensdauer Stromgestehungskosten in €/kWh

Abb. 5-8: Sensitivitätsanalyse bei ausschließlicher Strombereitstellung (Fall ORC)

Auch die Lebensdauer trägt stark zu einer Änderung der Kosten bei. Kann die Anlage anstatt 30 Jahre 39 Jahre in Betrieb sein, sinken die Stromgestehungskosten auf knapp 0,19 €/kWh. Im Vergleich dazu haben die finanzmathematischen Rahmenannahmen einen deutlich geringeren Einfluss auf die Stromgestehungskosten.

Fall KWK-HH. Wird zusätzlich Wärme bereitgestellt und kann sie frei Anlage zu den beschriebenen Konditionen verkauft werden (Fall KWK-HH 1), sinken die Stromgestehungskosten auf 0,18 €/kWh (Abb. 5-6). Obwohl sich unter diesen Bedingungen die Investitionskosten im Vergleich zur ausschließlichen Strombereitstellung geringfügig erhöhen (ca. 1,1 Mio. €), verringert die Wärmegutschrift von 0,0205 €/kWhth die jährlichen Stromgestehungskosten im Vergleich zum Fall ORC um ca. 18 %. Dies ist auf die unterstellten Abnahmebedingungen für die Wärme zurückzuführen, durch welche die Strombereitstellung nicht tangiert wird. So sind bei relativ geringen Mehrkosten zusätzliche Wärmegutschriften erzielbar, welche die Stromgestehungskosten merklich reduzieren.

Dabei stammt auch hier der größte Teil der Investitionen aus den Sondenkosten; sie liegen bezogen auf die Stromgestehungskosten bei knapp 0,14 €/kWh. Die Kosten für die Anlagen zur Strombereitstellung und für die Betriebskosten liegen – ähnlich wie im Fall ORC – bei rund 0,04 €/kWh (Abb. 5-6).

In Abb. 5-9 sind Sensitivitätsanalysen unterschiedlicher Kostenpositionen dargestellt.

Die Stromgestehungskosten werden neben den Kosten für die Bohrungen und dem Zinssatz primär durch die Wärmevergütung beeinflusst. Beispielsweise sinken bei einer 30 % höheren Wärmegutschrift die Stromgestehungskosten auf knapp unter 0,16 €/kWh. Auch führt eine Erhöhung der Volllaststunden der Wärmenachfrage zu erhöhten jährlichen Wärmegutschriften; ist eine 20 %-ige Steigerung der Volllaststunden möglich, ergeben sich Stromgestehungskosten von knapp unter 0,17 €/kWh. Dies wäre theoretisch auch durch eine 30 %-ige Minderung der Investitionskosten für die ORC-Anlage möglich.

0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,24

70 80 90 100 110 120 130

Veränderung in %

Stromgestehungskosten in €/kWh

Investitionen Bohrungen Investitionen ORC - Anlage

Zinssatz Vergütung Wärme

Volllaststunden Wärme Lebensdauer

Abb. 5-9: Sensitivitätsanalyse bei gekoppelter Strom- und Wärmebereitstellung (Fall KWK-HH 1) Kann die Wärme frei Abnehmer verkauft werden (Fall KWK-HH 2; Abb. 5-10), fallen zusätzlich Kosten für das Nahwärmenetz an. Dann sinkt der prozentuale Anteil der Sondenkosten an den Investitionskosten auf 54 %; die Kosten des Nahwärmenetzes tragen dabei mit 14 % der gesamten Investitionen bei.

Im Vergleich zu Fall KWK-HH 1 ergeben sich bei dieser Anlagenkonstellation infolge von Wartung und Betrieb des Nahwärmenetzes doppelt so hohe Betriebskosten. Jedoch kann dabei eine Wärmegutschrift erzielt werden, welche die Kosten für das Nahwärmenetz mit trägt und hier auf 0,05 €/kWhth festgelegt ist. Hierdurch sinken die Stromgestehungskosten im Vergleich zur ausschließlichen Strombereitstellung von 0,22 €/kWh unter 0,16 €/kWh bei Fall KWK-HH 2 (Abb. 5-6). Die Wärmegutschrift hat dabei einen erheblichen Einfluss (Abb.

5-10). Eine 30 %-ige Erhöhung der Wärmegutschrift beispielsweise bewirkt sinkende Stromgestehungskosten auf 0,11 €/kWh.

Die anderen Einflussgrößen verhalten sich im Wesentlichen vergleichbar zum Fall KWK-HH 1; dies gilt aufgrund der hohen Investitionen auch für die Abschreibungsdauer und den Zinssatz, die beide die Stromgestehungskosten erheblich beeinflussen. Dabei werden hier sehr günstige Bedingungen für das Nahwärmenetz unterstellt, die nur bei Neubausiedlungen nach dem Niedrigenergiestandard gegeben sind. Soll ein schon vorhandenes Nahwärmenetz älteren Baujahrs angeschlossen oder eine schon vorhandene Siedlung beheizt werden, sind deutlich höhere Vor- und Rücklauftemperaturen notwendig. Dies bedeutet für die

Strombereitstellung eine Auskopplung des für das Nahwärmenetz erforderlichen Volumen-stroms bei entsprechend höheren Temperaturen und damit merklich höhere Stromgestehungs-kosten.

0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22

70 80 90 100 110 120 130

Veränderung in % Stromgestehungskosten in €/kWh

Investitionen Bohrungen Investitionen ORC - Anlage

Zinssatz Vergütung Wärme

Nahwärmenetz Lebensdauer

Abb. 5-10: Sensitivitätsanalyse bei gekoppelter Strom- und Wärmebereitstellung (Fall KWK-HH 2) Die Stromgestehungskosten in Abhängigkeit der unterschiedlichen Siedlungstypen sind in Abb. 5-11 aufgezeigt. Es wird der Fall KWK-HH 2 angenommen. Hier wird unterstellt, dass die Anlage an einer Siedlung angeschlossen ist, die zu 100 % dem jeweiligen Siedlungstyp entspricht. In der Realität sind jedoch meist Mischungen aus den unterschiedlichen Siedlungstypen anzutreffen und somit schwanken die Stromgestehungskosten im günstigsten Fall des Siedlungstyp 7b von 0,12 bis 0,20 €/kWh als kostenintensivstes Nahwärmenetz beim Siedlungstyp 1.

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000

1 2 3 4 5a 5b 6 7a 7b 8 9 10a11b Siedlungstyp

Investitionskosten in T€

0,10 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19 0,20

Stromgestehungskosten in €/kWh

Abb. 5-11: Stromgestehungskosten des Fall KWK-HH 2 in Abhängigkeit des Siedlungstyps

Fall KWK-I-PW. Unter diesen Randbedingungen liegen die Stromgestehungskosten ähnlich Fall ORC bei 0,22 €/kWh (Abb. 5-6). Dafür sind im Wesentlichen zwei Parameter verantwortlich (Abb. 5-12). Zum einen ist die Wärmegutschrift mit 0,0175 €/kWh gering.

Zum anderen kann wegen der benötigten hohen Vorlauftemperaturen für die Prozesswärme weniger Strom bereitgestellt werden.

0,13 0,16 0,19 0,22 0,25 0,28 0,31

70 80 90 100 110 120 130

Veränderung in %

Stromgestehungkosten in €/kWh

Investitionen

Bohrungen Investitionen

ORC - Anlage Zinssatz Vergütung Wärme Lebensdauer

Abb. 5-12: Sensitivitätsanalyse bei gekoppelter Strom- und Wärmebereitstellung (Fall KWK-I-PW) Dabei werden auch hier die Stromgestehungskosten primär durch die Sondenkosten und die Wärmevergütung beeinflusst (Abb. 5-12). So sinken die Stromgestehungskosten bei einer 30 %-igen Erhöhung der Wärmevergütung auf 0,17 €/kWh. Ebenso zeigt die Lebensdauer einen großen Einfluss; kann die Lebensdauer um 30 % erhöht werden, resultieren Stromgestehungskosten von etwas über 0,17 €/kWh. Können mehrere Parameter verändert werden, sind die Auswirkungen auf die Stromgestehungskosten entsprechend höher.

Im Dokument Geothermische Stromerzeugung in Deutschland (Seite 80-85)