Wirtschaftliches Potential an elektrischer Energie bei Einsatz der Kraft-Wärme-Kopplung in österreichischen Biomasse-Heizwerken

Abstract

Bei der Verstromung von Biomasse fällt, aufgrund der niedrigen elektrischen Wirkungsgrade, viel Abwärme an. Werden bestehende Biomasse-Heizwerke zu Biomasse-Heizkraftwerken auf Basis der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) umgerüstet, bzw. durch Heizkraftwerke ersetzt, so kann eine Wäremverteilungsinfrastruktur genutzt werden.<br />Ziel der Arbeit ist es zu untersuchen, unter welchen Bedienungen die KWK anstelle der reinen Heizwerke wirtschaftlich sinnvoll einsetzbar ist.<br />Wirtschaftlich sinnvoll bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Stromgestehungskosten unter den Einspeisetarifen liegen, wobei zunächst von den derzeitig gültigen Einspeisetarifen ausgegangen wird, und anschließend in Form von Szenarien unterschiedliche Förderniveaus analysiert werden. Die damit verbundenen Förderkosten sind ebenfalls zu berechnen.<br />Es ist notwendig die Struktur der in Österreich befindlichen Biomasse-Heizwerke ermittelt werden. Aus gegebenen Auslastungen von Heizwerken wird die Auslastung der zu untersuchenden Heizwerke abgeleitet. Weiters werden die verfügbaren, für Biomasse geeigneten, KWKTechnologien ermittelt. Aus geeigneten Anlagen werden die Parameter für die Berechnungen übernommen. Es wird ein Modell erstellt, das das wirtschaftliche Potential an elektrischer Energie berechnet. Die einzugebenden Modellparameter werden aus den in Österreich befindlichen Biomasse-Heizwerken, deren Auslastung und den verfügbaren Technologien erstellt.<br />In einem buisiness as usual (BAU)-Szenario, d.h. unter Annahme der derzeit gültigen Einspeisetarife, wird berechnet, dass etwa 0,8\% des Bedarfs an elektrischer Energie, durch Erweiterung von Heizwerken, wirtschaftlich generiert werden können. Bei Erhöhung der Einspeisetarife erhöht sich dieser Anteil auf bis zu 1\%, wobei sich auch die spezifischen Förderkosten von knapp 87EUR}/MWh auf knapp 179EUR/MWh erhöhen. Eine deutliche Verbesserung hinsichtlich generierter elektrischer Energie ergibt sich bei der Annahme einer Erhöhung des elektrischen Wirkungsgrades, aber gleichbleibenden Investitionskosten, der Anlagen.<br />

Conversion of electrical energy out of biomass leads to high production of waste heat caused by the low electrical efficiency of such systems. This waste heat could be used more efficiently if biomass heating plants are upgraded into or replaced by cogeneration units.<br />In this study it is evaluated how cogeneration units can replace regular biomass heating plants economically. Economically means, that electrical production costs are lower than the actual feed in tariffs. Scenarios of different levels of feed in tariffs are evaluated. Costs of subsidiaries have to be calculated in accordance to different feed in tariffs.<br />Therefore the current structure of biomass heating plants in Austria is investigated. The known workload of reference plants is used to gain the workload of plants to be evaluated. Additionally suitable cogeneration techniques have to be chosen to generate parameters for further calculations. Economical potential of electrical energy is calculated in a new model. Model parameters are generated out of Austrian biomass plants, their calculated workload and chosen technologies.<br />Calculated under actual conditions of feed in tariffs results show, that about 0.8% of required electrical energy could be economically generated through upgrading of biomass heating plants to cogeneration units.<br />Higher feed in tariffs would increase this value up to 1% at the same time subsidiary costs would gain from 87EUR/MWh to 179EUR/MWh.<br />Postulating steady investment costs, improving the electrical efficiency increases the energy output of cogeneration units.<br />