Eine ökonomische Bewertung von Flexibilisierungsmaßnahmen von Biomasse-KWK-Anlagen unter der Berücksichtigung der Speicherfähigkeit von Biomasse

Abstract

Biomasse stellt in Österreich einen erheblichen Anteil an der Energieproduktion dar. Grund dafür ist vor allem die Einführung des Ökostromgesetzes im Jahr 2003 mit relativ hohen Einspeisetarifen, dessen Vertragslänge 15 Jahre betragen hat. Nun laufen diese Verträge für viele Biomassebetriebe aus. Sie können somit nicht mehr wirtschaftlich betrieben werden und stehen vor der Schließung. Im Jänner 2019 hat die Bundesregierung die Nachfolgeverträge für die Biomasseanlagen, mit einer Förderungsmenge, die einen weiteren Betrieb dieser sicherstellen soll, verkündet. Nichtsdestotrotz stellt die Unwirtschaftlichkeit ohne Subventionen einen erheblichen Risikofaktor im Betrieb dieser Anlagen dar. Diese Diplomarbeit beschäftigt sich daher mit Möglichkeiten der Flexibilisierung der Biomasse-KWK-Anlagen, um diese weiterhin kosteneffizient betreiben zu können. Hierbei liegt der Fokus auf der Dampfspeicherung mit dessen Hilfe Spitzenlasten ausgeglichen werden können. Es wird zwischen der Dampfspeicherung im Dampfkessel bei einer Zweikesselanlage und der Installation eines eigenen Ruths-Speichers unterschieden. Weiters wird die kombinierte Fahrweise dieser zwei Varianten simuliert. Es wird die Wirtschaftlichkeit aller genannten Maßnahmen analysiert, deren Einsetzbarkeit für die verschiedenen Strommarktmodelle diskutiert und deren technische Möglichkeiten und Anforderungen betrachtet.

Biomass constitutes a huge part of the energy production in Austria. The reason for this is the introduction of an updated law for renewable energy in 2003 with quite high feed-in tariffs for biomass and a running time of 15 years. Now, these contracts are expiring or have already expired, and the biomass power plants cannot be operated anymore in a cost-efficient way and are about to be closed. In January 2019 the Austrian national government has proclaimed subsequent contracts, with an output that should assure their continuous operation. Nevertheless, is the inability of an economic running of the power plants without subvention a vast risk factor. This master thesis is, therefore, covering various methods to increase the flexibility of such biomass CHP-plants to continue operating them economically. In this connection, the focus lies on the possibility of storing steam and with this compensate moments of very high or low demand from the side of customers. It is differentiated between steam storage in a second steam boiler in a two-boiler construction and the installation of an additional Ruths storage. Furthermore, the combination of both is analyzed and simulated. The profitability of all measures is analyzed and their possibility to apply them to the various energy markets. Additionally, technical limitations and requirements are discussed.