installateurversammlung windkraftanlagen november 2012...˜ die wirtsch. optimierung der technischen...
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Erneuerbare Energien
• Wasser• Weltweit stammt ca. 88% der erneuerbaren elektrischen Energie aus
Wasserkraft (etwa 20% der gesamten Stromerzeugung)• Beginn der Nutzung vor 5.000 Jahren in China• 1880 erstes Wasserkraftwerk (Northumberland)
• Wind• Deckt in Europa 6,3% des Bedarfs• Beginn der Nutzung vor über 1.300 Jahren im vorderen Orient• 1887 erste Windkraftanlage zur Stromerzeugung (Schottland)
• Sonne• Nutzung seit 1958• Hauptförderländer Deutschland, Spanien, Japan…. (China an 8ter Stelle)
• Biomasse• Älteste genutzte Energieform• Erschließbares Potenzial 18% des deutschen Energiebedarfs
2 15-11-2012 / Irene Knauber
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Quelle BdEW
15-11-2012 / Irene Knauber
Annahme für Netzausbauszenarien:
535,4 TWh Energiebezug aller Endverbraucher
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Erneuerbare Energienund das EEG:Zahlen, Fakten, Grafiken(2011)bdew Bundesverband derEnergie- undWasserwirtschaftDezember 2011
15-11-2012 / Irene Knauber
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Erneuerbare Energienund das EEG:Zahlen, Fakten, Grafiken(2011)bdew Bundesverband derEnergie- undWasserwirtschaftDezember 2011
15-11-2012 / Irene Knauber
BMU – KI III 1 Erneuerbare Energien in Deutschland 2011
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Einspeisung und Vergütung nach dem Stromeinspeisungsgesetz (StromEinspG) und dem
Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) in Deutschland
44,0 51,5 67,0 71,1 75,1 80,7 91,238,518,1 28,425,010,47,96,8
4,83,5
3,72,82,31,61,31,00
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
18.000
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
[Mio
. Eur
o]
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
[TWh/a]
Einspeisung StromEinspG [TWh/a]
Einspeisung EEG [TWh/a]
Vergütung [Mio. Euro]
EEG: April 2000
StromEinspG: Stromeinspeisungsgesetz; BauGB: Baugesetzbuch; EEG: Erneuerbare-Energien-Gesetz; 1 TWh = 1 Mrd. kWh;Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Hintergrundbild: BMU / Bernd Müller; Stand: Juli 2012; Angaben vorläufig
StromEinspG: Januar 1991 - März 2000
EEG:August 2004
EEG:Januar 2009
Novelle BauGB: November 1997
BMU – KI III 1 Erneuerbare Energien in Deutschland 2011
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Entwicklung der Anzahl und installierten Leistung von Windenergieanlagen in Deutschland
405
700
1.08
4
1.67
5
2.46
7
3.52
8
4.32
6
5.17
8
22.2
84
21.5
72
20.9
65
20.1
47
19.3
44
18.5
78
17.4
74
16.5
18
15.3
71
13.7
39
11.4
15
9.35
1
7.86
4
6.18
5
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Anl
agen
zahl
[-]
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
[MW
]
Anlagenanzahl, kumuliert [-]
installierte Leistung, kumuliert [MW]
Quellen: C. Ender, J. P. Molly, Internetauftritt Deutsches Windenergie-Institut (DEWI) und DEWI-Magazin No. 40, S. 30-42: Windenergienutzung in Deutschland, Stand: 31.12.2011"; 1 MW = 1 Mio. Watt; 1 GWh = 1 Mio. kWh; StromEinspG: Stromeinspeisungsgesetz; EEG: Erneuerbare-Energien-Gesetz; BauGB: Baugesetzbuch; Hintergrundbild: BMU / Brigitte Hiss; Angaben vorläufig
EEG:April 2000
EEG:August 2004
EEG:Januar 2009
Novelle BauGB:November 1997
StromEinspG:Januar 1991 - März 2000
2011: 29.071 MW
BMU – KI III 1 Erneuerbare Energien in Deutschland 2011
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Entwicklung der Strombereitstellung und installierten Leistung von Photovoltaikanlagen in Deutschland
19.3
40
11.7
29
6.58
3
4.42
0313 55
6 1.28
2
2.22
0
3.07
51 2 3 6 8 11 16 26 32 42 64 76 162
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
18.000
20.000
22.000
24.000
26.000
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
[MW
p ]
0
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
16.000
18.000
20.000
22.000
24.000
26.000
[GW
h]
Energiebereitstellung [GWh]
installierte Leistung [MWp]
Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); 1 GWh = 1 Mio. kWh; 1 MW = 1 Mio. Watt; Hintergrundbild: BMU / Bernd Müller; Stand: Juli 2012; Angaben vorläufig
2011: 25.039 MWp
EEG-Fördersystem
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AnlagenbetreiberVerteilnetzbetreiber
Übertragungsnetzbetreiber
erzeugte Energie wird gegenfestgesetzte EEG-Vergütung an Verteilnetzbetreiber übergeben
Verteilnetzbetreiber übergibt EE-Erzeugung an Übertragungsnetzbetreibergegen Erstattung Vergütungszahlungen
Übertragungsnetzbetreiber verkaufendie Energie über den SPOT-Markt
Händler / Lieferant
Eigenverbrauch*Direktvermarktung =
Verkauf an den Markt+ Marktprämie+ ManagementprämieAlternativDirektvermarktung OHNE Förderung
Direktvermarktung*
15-11-2012 / Irene Knauber
EEG-Fördersystem
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Verteilnetzbetreiber(VNB)
Übertragungsnetzbetreiber(ÜNB)
ÜNB verkaufen die von VNB übernommene Energie über den SPOT-MarktÜNB vergütet VNB die EE-Zahlungen an Anlagenbetreiber +-
Lieferant / Energieversorgungs-unternehmen (EVU)
KundenKunden
KundenKunden
Kunden
Weitergabe Differenz aus An- und Verkaufan Lieferanten bezogen auf Absatzvolumen
Weitergabe EEG-Umlagean Kunden
15-11-2012 / Irene Knauber
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Erneuerbare Energienund das EEG:Zahlen, Fakten, Grafiken(2011)bdew Bundesverband derEnergie- undWasserwirtschaftDezember 2011
15-11-2012 / Irene Knauber
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Erneuerbare Energienund das EEG:Zahlen, Fakten, Grafiken(2011)bdew Bundesverband derEnergie- undWasserwirtschaftDezember 2011
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Erneuerbare Energienund das EEG:Zahlen, Fakten, Grafiken(2011)bdew Bundesverband derEnergie- undWasserwirtschaftDezember 2011
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Erneuerbare Energienund das EEG:Zahlen, Fakten, Grafiken(2011)bdew Bundesverband derEnergie- undWasserwirtschaftDezember 2011
15-11-2012 / Irene Knauber
EEG-Anlagen im Energiedienst-Netze-Gebiet
• Ausbezahlte EEG-Vergütungen
• 2008: 46 Mio. € 201 Mio. kWh• 2009: 58,1 Mio. € 212 Mio. kWh• 2010: 81,8 Mio. € 359 Mio. kWh• 2011: 100 Mio. € 565 Mio. kWh*
*einschließlich Direktvermarktung
• Anlagenanzahl und installierte Leistung Stand Ende August 2012• 14.722 EEG-Anlagen (+15,4% zu 2011)• 337.327 kW installierte Leistung
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EEG-Anlagen im Energiedienst-Netze-Gebiet
• Gesamtentnahme (Letzt-Verbraucher) 2011 aus dem Netz also ohne Weiterverteiler (Stadtwerke, Gemeindewerke, usw.) rund 3 Mrd. kWh ( mit Weiterverteilern rd. 4,2 TWh)
• davon rd. 50 % physikalische Einspeisung aus erneuerbaren Quellen einschl. große Wasserkraft in das EDN-Netz (Wasserkraftwerke Rheinfelden, Wyhlen, ED-Anteil KRS, Laufenburg)
18 15-11-2012 / Irene Knauber
Installierte LeistungJährlich installierte Leistung in Deutschland – Prognose bis 2030
Quelle: bfn, x
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
4.500
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 2024 2026 2028 2030
MW
Repowering Offshore
Offshore
Repowering Onshore
Onshore
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Regionale Verteilung des Windenergieausbaus
20
Quelle: DEWI(Deutsches Windenergieinstitut)
15-11-2012 / Irene Knauber
Leistungssteigerung durch:
� Nabenhöhen bis zu 135m
� Rotordurchmesser bis zu 126m
� Generatorleistungen bis zu 6MW
500 mal mehr Energieertrag seit 1980
Entwicklung Windenergie Entwicklung der durchschnittlichen Leistung
Quelle: BWE, 2010
15-11-2012 / Irene Knauber21
Höh
e
Windgeschwindigkeit
H1
H2
BinnenstandortKüstenstandort
Höh
e
Windgeschwindigkeit
Grundprinzip Vergleich: Küste/Binnenland
Vergleich der Windverhältnisse an einemKüsten- und einem Binnenstandort.
15-11-2012 / Irene Knauber
Quelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH
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Nabenhöhe: 138 m
Gesamthöhe: 179 m
� Die Windgeschwindigkeit nimmt mit der Höhe zu und die Turbulenzen ab
� Faustformel: 1m Nabenhöhe gleich 1% mehr Ertrag
� Im Binnenland muss höher gebaut werden, um dieselbe mittlere Windgeschwindigkeit zu erreichen wie an der Küste
� Bei sehr großen Höhen wird der Vorteil der zusätzlichen Nabenhöhe geringer
Windpotenzial in Abhängigkeit von der HöheAnstieg des Energieertrags in Abhängigkeit der Nabenhöhe
Quelle: WindGuard
15-11-2012 / Irene Knauber
Quelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH
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1
2
3
4 5
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1.000
0 5 11 16 21 26Windgeschwindigkeit [m/s]
Häu
figke
it [h
/a]
ca. 15 % der Zeit
Windpotential und Windkrafterzeugung.
› Die Nennleistung einer WEA wird an einem Binnenlandstandort nur zu einem geringen Anteil der Betriebszeit erreicht.
› Eine Erhöhung der Nennleistung (Stichwort: 5 MW-Anlagen) würde zu einem schlechteren Ausnutzungsgrad führen, wenn die Rotorkreisfläche nicht mindestens im gleichen Verhältnis steigt.
› Statt in Bezug auf die künftige WEA-Entwicklung auf große Nennleistungen zu setzen, sollte auf ein geeignetes Verhältnis aus Nabenhöhe, Nennleistung, und Rotorkreisfläche abgestellt werden.
› Bei derzeit baulich möglichen Dimensionen ist dies bei WEA mit bis 3 MW Leistung optimal.
15-11-2012 / Irene Knauber
Quelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH
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Zentrale Leitwarte• Bedienen u. Beobachten
• Erstellen von Entstöraufträgen
• Verkehrsraumbeobachtung
• Personentracking
• Wetterbeobachtung /-warnung
Operations & Maintenance• Inbetriebnahme
• Instandhaltungsausführung
• Instandhaltungsdokumentation
• HSE /Arbeitssicherheit/ Umweltschutz
Operatives Anlagemanagement
• Assetmanagement
• Instandhaltungspläne
• Instandhaltungsaufgaben
•Lagerverwaltung
•statistische Analysen
•Führung Lebensakte
•Bearbeiten von Entstörungaufträgen
• Vertragsmanagement
• Qualitätsüberwachung
• Berichtswesen
• Benchmarking und Optimierung
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Betrieb von WindkraftanlagenTechnische Verfügbarkeit
Quelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH
Die technische Verfügbarkeit einer WEA wird im Rahmen der Gewährleistung oder von Vollwartungskonzepten zu üblicherweise 97% gewährleistet.
Aber:› Zeiten für Standardwartung und
Stillstände aufgrund externer Ereignisse (rd. 20%) gehen nicht in die Gewährleistung ein;
› die statistische technische Verfügbarkeit in Deutschland liegt mit 98-99% deutlich über der Gewährleistung;
› die Gewährleistung bezieht sich auf eine zeitliche, nicht auf eine energetische Verfügbarkeit;
� Die wirtsch. Optimierung der technischen Verfügbarkeit bleibt eine Hauptaufgabe der technischen Betriebsführung!
Quelle: ISET
Bauteildefekt36%
Bauteillockerung3%
Andere Ursachen11%
Ursache unbekannt8%
Sturm5%
Netz-ausfall
7%
Blitz-schlag
4%
Eis-ansatz3%
Anlagen-regelung
23%
Externe Ereignisse
Betrieb von WindkraftanlagenTechnische Verfügbarkeit
15-11-2012 / Irene Knauber
Quelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH
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21.11.201227 I 27
EnBW Biogasanlagen Treuen
EnBW Windpark BuchholzWind onshore … Stand März 2012
170 MW in Betrieb
21.11.201227 I
In BetriebIn BauIn Planung (gesichert)
Legende:
Quelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH
ErzeugungsprofileJährliche Schwankungen der Erzeugung
Jan Feb Mär Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
15-11-2012 / Irene Knauber
Quelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH
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07-09-2012 / Irene Knauber
Windatlas Baden-WürttembergLandesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz
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Windatlas Baden-WürttembergLandesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz
15-11-2012 / Irene Knauber30
Windatlas Baden-WürttembergLandesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz
15-11-2012 / Irene Knauber31
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› Windhöffigkeit: mind. 6,0 m/s besser 6,5 m/s auf Nabenhöhe 140m
› Lokale Akzeptanz
› Schattenwurf (Entfernung zu Bebauung)
› Lärmimmissionen (Entfernung zu Wohnbebauung)
› Umwelt- und Naturschutz, Landschaftsschutz
› Entfernung zu einem geeigneten Netzeinspeisepunkt
› Zuwegung und Baugrundverhältnisse
› Telekommunikation (Richtfunkstrecken) und Luftverkehr (Radar, Tiefflugkorridore)
› Planungsrecht (Ausweisung Vorranggebiet, FNP)
Geeignete Standorte
15-11-2012 / Irene KnauberQuelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH
Archiv TransnetBWPrognose und IST-Wert Photovoltaikeinspeisung am 13.01.2011
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Planung und Bau
• Grundlagen• Raumplanerische Grundsatzabklärung• Abklärung Zuwegung und Netzanschluss
• Planung• Windmessung• Windgutachten• Sicherung Grundstücke für Standort und Zuwegung• Klärung Netzanschluss• Berechnung/Auswahl Modell – Fundament – Zuwegung - Betriebsführungsanlagen
• Genehmigungsverfahren• Welches Genehmigungsverfahren (je nach Höhe)• Umweltverträglichkeitsprüfung (Höhe, Anzahl)• Genehmigungsverfahren nach BImSchG
15-11-2012 / Irene Knauber
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Planung und Bau
• Genehmigungsverfahren nach BImSchG• Immissionsschutz
• Lärm, Schattenwurf, Diskoeffekt, Lichtimmissionen
• Bauplanungsrecht• Innenbereich, Außenbereich, Belange des Naturschutzes, optische Wirkung..
• Bauordnungsrecht• Abstand, Brandschutz, Standsicherheit, Eisabwurf
• öffentlich-rechtliche Belange• Naturschutz, Artenschutz• Denkmalschutz• Verkehr (Straßen, Flugsicherheit)
15-11-2012 / Irene Knauber
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Planung und Bau
• Bau der Windkraftanlage• Versicherung während der Bauzeit• Verlegung Netzanschlusskabel / Datenkabel• Erschließungsstraße• Einrichten Baustelle• Aushub + Entsorgung Aushub• Erstellen Fundament• Transport Anlagenteile• Errichtung der Anlage• Anschluss an das Netz• Einbau Elektronik• Inbetriebnahme der Anlage
• Dokumentation
15-11-2012 / Irene Knauber
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Bau und Betriebsführung
• Rückbau der Baustelle• Renaturierung Bauplatz und Kabeltrasse• Durchführung von ev. Ausgleichsmaßnahmen
• Betriebsführung• Haftpflichtversicherung / Versicherung der Anlage• Pacht (Grundstücke) / Miete Datenleitung• Instandhaltung (Wartungsmanagement, Ersatzteilbeschaffung und Infrastrukturwartung)• Personalaufwand (24h Fernüberwachung / Rufbereitschaft ( Vor-Ort-Einsatz)• Operativer Betrieb (Parkmanagement / Einspeisemanagement)• Berichtswesen ( Betriebsreporting / Statistik / Analysen)• Kaufmännische Betriebsführung (Geschäftsbericht, Abrechnung..)
• Rückbau der Anlage und Renaturierung Standort15-11-2012 / Irene Knauber
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› Kleine Mindestbeteiligung (z.B. 500 €) wie bei GmbH & Co. KG› Mindestverzinsung statt Verlustrisiko (Deckelung nach unten!)› Partizipation an Erträgen (Mehr Ertrag, höhere Vergütung!)› Projektverwirklichung unabhängig von Beteiligungssumme › Höhe Flexibilität für Ausstieg (keine Sperrfristen!)
Indirekte Beteiligung„Partiarisches Darlehen“
EnBW ErneuerbareEnergie GmbH
(EEE)
Projektgesell-schaft (PG) Projekt-
rechte
ED
50 % 50 %
100% Beteiligungs-darlehen
produktionsabhängigeVerzinsung
Genossen-schaft
15-11-2012 / Irene Knauber
Direkte Beteiligung
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› Beteiligung bereits ab Projektentwicklungsphase möglich› Projektentwicklungsvertrag mit EEE (komplette Projektentwicklung bis zur Baureife) › EEE trägt im Rahmen des Projektentwicklungsvertrages alle Drittkosten (z.B. Windmessung)› Die Vergütung aus dem Projektentwicklungsvertrag ist erfolgsbezogen: Wird das Projekt gebaut,
erhält EEE eine pauschale marktkonforme Vergütung › Wird das Projekt nicht realisiert, verbleibt das Risiko bei EEE.› Nach Baureife Abschluss eines Betriebsführungsvertrags (PG und EEE)
EnBW ErneuerbareEnergie GmbH
(EEE)
Projektgesell-schaft (PG) Projekt-
rechte
ED Genossenschaft
Projektentwicklungs-und Betriebsführungsvertrag
50%25%25%
15-11-2012 / Irene Knauber