biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)

11.4. EXERGETISCH-ÖKONOMISCHES OPTIMIERUNGSPOTENZIAL
Beim Betrieb des Viking-, des FICFB- und des Gegenstrom-VHKW liegen die spezifischen
Stromgestehungskosten um 16,7 %, 14,7 % bzw. 5,2 % unter den garantierten EEG-Vergütungen.
Daher ist ein gewinnbringender Betrieb dieser Anlagen unter den angenommenen Randbedingungen
möglich.
Wie Abbildung 11.9 zu entnehmen ist, rentiert sich der Betrieb des Viking- und des FICFB-
VHKW bereits nach 9,3 Jahren. Aufgrund des geringeren elektrischen Wirkungsgrades des
Gegenstrom-VHKW wird in dieser Anlage erst nach 14,7 Jahren ein positiver Kapitalwert erreicht.
Der Kapitalwert des Carbo-V-VHKW beträgt aufgrund der geringen EEG-Vergütung nach
einer Laufzeit von 20 Jahren KW = -3 317 210e. Würde wie oben beschrieben die Dampfturbine
im Gegendruck betrieben werden, würde bei dieser Anlage der Kapitalwert nach 20 Jahren
Laufzeit KW = 5 453 050e betragen.
Die Sensitivitätsanalyse der spezifischen Stromgestehungskosten zeigt, dass vor dem Bau eines
wirtschaftlichen VHKW sichergestellt werden muss, dass in den optimierten Anlagen hohe
Jahresbetriebsstunden erreicht werden. So sollte in einer Pilot- oder Demonstrationsanlage, in
der bereits alle wesentlichen Aggregate des optimierten VHKW integriert sind, nachgewiesen
werden, dass ein stabiler und dauerhafter Anlagenbetrieb über mehrere 1000 Stunden möglich ist.
11.4 Exergetisch-ökonomisches Optimierungspotenzial
In Kapitel 11.3 wurde gezeigt, dass vor allem Veränderungen der Jahresbetriebsstunden und des
spezifischen Investitionsaufwandes einen hohen Einfluss auf die spezifischen Stromgestehungskosten
der VHKW besitzen.
Im Folgenden wird mit der in Kapitel 8 beschriebenen exergoökonomischen Methode untersucht,
in welchen Funktionsgruppen (Kapitel 4) die spezifischen Stromgestehungskosten im Wesentlichen
entstehen und ob dies durch den Investitionsaufwand der jeweiligen Funktionsgruppe
oder durch auftretende Exergieverluste verursacht wird. Dazu werden die VHKW in die vier
Funktionsgruppen Biomasseaufbereitung, Vergasung, Gasaufbereitung und Stromerzeugung
aufgeteilt (Kapitel 8). Da die spezifischen Stromgestehungskosten den spezifischen Exergiekosten
der erzeugten elektrischen Leistung entsprechen, wird die Steigerung der spezifischen
Exergiekosten in den vier Funktionsgruppen der VHKW berechnet. So wird ersichtlich, in
welchen Funktionsgruppen die spezifischen Stromgestehungskosten im Wesentlichen entstehen.
Durch die in Kapitel 10.1 beschriebene jährlich schwankende Wärmeauskopplung wird ein Teil
der aus der Anlage ausgekoppelten Wärme im Sommer ungenutzt an die Umgebung abgegeben.
Um dies bei der exergoökonomischen Analyse zu berücksichtigen, wird vereinfachend davon
ausgegangen, dass die gemittelte Nutzwärmeleistung kontinuierlich ausgekoppelt wird.
In jeder Funktionsgruppe kommt es aufgrund der durch Irreversibilitäten verursachten Exergieverluste
ζFG und durch den aus dem spezifischen Investitionsaufwand resultierenden Kostenstrom
˙Z (Kapitel 8.1) zu einer Anhebung der spezifischen Exergiekosten. Die Höhe dieser Zunahme
wird mit der Kennzahl π (Gleichung 8.9) beschrieben. Dabei wird der elektrische Eigenbedarf
der in den Funktionsgruppen vorhandenen Stromverbraucher nicht berücksichtigt, da die dabei
anfallenden Kosten in den weiteren variablen Betriebskosten enthalten sind.
163