Kostenbeispiel: Biogasanlage
Beispielsituation:
- Biogas-Anlage mit 45 kW Leistung
- Substrate: Gülle (hauptsächlich) / Energiepflanzen aus eigenem Anbau als Co-Substrat
- Erzeugte Produkte: ausschließlich Strom, Abwärme und Gärrest werden selbst genutzt
- Einspeisevergütung für Gülle-Kleinanlagen, Degression nicht berücksichtigt
| Posten | Preis |
|---|---|
| Investitionskosten | 344.250 EUR |
| erzeugte Strommenge | 275.500 kWh/Jahr |
| Einspeisevergütung | 61.243,65 EUR jährlich |
Kostenfaktoren
Biogasanlagen erzeugen je nach Anlagenart Wärme, Strom, einen „Gärrest“ (hochwertiger Dünger) alternativ auch Gas, das nach einer Reinigung in lokale Gasnetze eingespeist werden kann. Es sind dabei zahlreiche verschiedene Anlagentypen möglich. Gewinn entsteht durch den Verkauf von erzeugtem Strom (Einspeisevergütung, Direktvermarktung), gegebenenfalls auch durch den Verkauf erzeugter Wärme und erzeugtem Gas sowie dem Verkauf des anfallenden Gärrests.
Als grober Richtwert kann bei Kleinanlangen von Errichtungskosten zwischen 150.000 und 250.00 EUR, bei durchschnittlich dimensionierten Anlagen von Errichtungskosten 350.000 und 500.000 EUR ausgegangen werden.
- Investitionskosten
- Substratkosten
- Anlagen-Ausführung
- Instandhaltungs- und Betriebskosten
- Einspeisevergütung
Investitionskosten
Je nach Größe und Art der Anlage muss durchschnittlich mit Errichtungskosten zwischen 350.000 und 500.000 EUR gerechnet werden, bei Kleinanlagen durchschnittlich mit Kosten zwischen 150.000 und 200.000 EUR.
Das sind allerdings nur grobe Richtwerte – die Errichtungskosten einer Anlage richten sich stark nach der individuellen Anlagenausführung und der individuellen Dimensionierung der Anlage. Zudem liegen die Investitionskosten bei kleineren Anlagen mit durchschnittlich zwischen 4.000 und 8.000 EUR je kW Leistung deutlich höher als bei größeren Anlagen (durchschnittlich 2.000 – 4.000 EUR je KW Leistung)
Anlagen können dabei nicht nach freiem Ermessen oder nach Gewinnzielen dimensioniert werden. Die mögliche (und sinnvolle) Anlagengröße wird immer anhand einer individuellen Wirtschaftlichkeitsberechnung festgelegt – dabei fließen verfügbare Substratmenge, Substratkosten, Nutzungsmöglichkeiten für die anfallende Wärme, Absatzmöglichkeiten und möglicher Gewinn für den Gärrest in die Rechnung mit ein.
Die Baukosten einer Biogasanlage hängen nicht nur von deren Größe ab
Substratkosten
Je nachdem, welches Substrat genutzt werden soll und in welcher Menge Substrat zur Verfügung steht oder gewonnen werden kann (Abfälle aus dem näheren Umfeld, mögliche Anbaumenge) und welche Kosten für die Gewinnung bzw. für den Transport des Substrats zur Anlage anfallen, ergeben sich im Einzelfall sehr unterschiedliche Wirtschaftlichkeitsbedingungen.
Durch gezielte Dimensionierung und Abstimmung auf vorhandene, günstige Substrate können gegebenenfalls hohe Substratkosten vermieden werden.
Anlagen-Ausführung
Biogasanlagen gibt es in zahlreichen verschiedenen Ausführungen und Anlagentypen. Welcher Anlagentyp gewählt wird, hängt weitgehend von der individuell gegebenen Situation ab.
Nass- oder Trockenvergärung. Wird als hauptsächliches Substrat anfallende Gülle aus einem Viehzuchtbetrieb als Substrat eingesetzt, um sie energetisch weiter zu verwerten (in Deutschland der hauptsächliche Fall), kommt nur Nassvergärung in Frage. Dabei wird das Gärgut mit Wasser vermischt und pumpbar gemacht. Während der Fermentation (Vergärung) muss das Gärgut ständig verrührt werden, dazu muss ein bestimmter Temperaturbereich gehalten werden. Beides kostet Energie. Andere Substrate können zugemischt werden, dürfen aber nicht besonders strukturreich sein – bestimmte Energiepflanzen eignen sich als Bei-Substrat.
Bei der Trockenvergärung wird dagegen sogenannte „stapelbare“ Biomasse verwertet, eine Verflüssigung erfolgt nicht. Hauptsächlich eingesetzte Substrate sind Abfälle aus dem Gartenbau und der Landschaftspflege und Wiesen- und Ackergras.
In Deutschland wird meist nassvergärt
Kontinuierliche oder diskontinuierliche Fermentation. Bei hohen und sehr gleichmäßig anfallenden Substratmengen, wie sie bei der Nassvergärung meist eingesetzt werden, kann ein kontinuierlicher Anlagenbetrieb aufrechterhalten werden. Es entsteht kontinuierlich Gas und Gärrest, was auch eine kontinuierliche Verbrennung in angeschlossenen Blockheizkraftwerken ermöglicht. Durch die damit kontinuierlich entstehende Abwärme und Energie können erforderlichen Fermentationstemperaturen relativ kostengünstig ohne Energiezufuhr von außen gehalten werden. Auch für den Betrieb der Rührwerke steht ständig selbst erzeugter Strom zur Verfügung.
Bei der Trockenvergärung ist, besonders wenn vorwiegend Substrate wie Hausmüll, Grünschnitt oder Biomüll eingesetzt werden, häufig mit unregelmäßigem Substratanfall zu rechnen. Während bei der Nassvergärung häufig mehrmals täglich Substrat eingebracht und Gas und Gärrest entnommen werden kann, bei Trockensubstraten nur ein Vergären ungleichmäßig hoher Substratmengen nacheinander möglich. Die Anlage arbeitet dann häufig im diskontinuierlichen oder Batch-Betrieb. Um eine kontinuierliche Gaserzeugung sicherzustellen, ist komplexe Planung erforderlich – mehrere Fermentationsbehälter müssen eingebaut und in regelmäßiger Abfolge beschickt werden, um kontinuierlich Gas und Gärrest zu enthalten. Das erhöht den Arbeitsaufwand und die Betriebskosten, in vielen Fällen liegen auch die Substratkosten höher, wenn auch auf teilweise teurere Substrate zurückgegriffen werden muss, um einen einigermaßen kontiniuerlichen Betrieb aufrechtzuerhalten.
Erzeugte Produkte. Bei den meisten Anlagen wird lediglich durch das Verbrennen des Biogases in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) Strom erzeugt und die enstehende Abwärme zur Erhaltung der Fermentationstemperatur und lokale Wärmeanwendungen genutzt (z. B. Gebäude- und Stallheizung, Betrieb von Trocknungsanlagen etwa für Getreide oder Hackschnitzel, Wärmezufuhr für Aquakultur-Anlagen, etc.).
Für die Einspeisung der Abwärme in Nahwärme-Netze oder die Zuleitung zu anderen kontiniuerlichen Wärmeabnehmern (etwa Schwimmbädern) besteht meist keine Möglichkeit. Durch die nur sekundäre Nutzung, die lediglich Kosten verringert, entsteht kein Gewinn. Zudem besteht oft auch in den Sommermonaten überhaupt kein Wärmebedarf, sodass die entstehende Abwärme nur teilweise gewinnbringend genutzt werden kann. Hier besteht bisher noch ein relativ großes Potenzial für die ökologische Gewinnung von Heizwärme – ob es tatsächlich umfassend genutzt wird, hängt aber voraussichtlich von den politischen Entscheidungen der nächsten Jahre und den Überlegungen der Gemeinden zur kommunalen Wärmeplanung ab.
Die Aufbereitung des Biogases zu Biomethan und die Einspeisung in lokal vorhandene Erdgasnetze (nach Reinigung des Biogases auf Erdgasqualität) stellt zwar eine theoretische Möglichkeit dar, in der Praxis fehlen aber auch hier häufig die Abnehmer. Die vergleichsweise teure Aufbereitung des Gases macht die Herstellung von Biomethan zudem nur bei sehr großen Anlagengrößen überhaupt rentabel (gewöhnlich ab 1,5 MW elektrischer Leistung).
Der entstehende Gärrest kann als sehr hochwertiger und geruchsarmer Dünger verkauft werden, auch dafür müssen sich allerdings ausreichend Abnehmer finden lassen. In anderen Fällen lässt sich auch ein Teil des Gärrests verbrennen und zur Gewinnung weiterer Energie nutzen, das ist gewöhnlich aber weniger wirtschaftlich.
Gärreste sind hochwertige Dünger
Instandhaltungs- und Betriebskosten
Die Instandhaltungs- und Betriebskosten stellen neben den Substratkosten einen kritischen Faktor für die Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen – und damit auch für die Amortisation der Investitionskosten dar. Sie können je nach Anlagen-Ausführung und geplanten Substraten im Einzelfall sehr unterschiedlich liegen, sollten bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung aber sehr genau berücksichtigt werden.
Einspeisevergütung
Welche Einspeisevergütung bezahlt wird, lässt sich nur kompliziert anhand der Anlagenart und vor allem der Anlagengröße (Leistung in kWel) ermitteln
Anlagen bis 100 kWel. Nach mehreren grundlegenden Änderungen an der Vergütungsstruktur erhalten Biogasanlagen mit dem EEG 2021, wenn sie eine Leistung bis 100 kWel haben, eine Festvergütung von 12,6 Cent/kWh. Als Bemessungsleistung für die Festvergütung gelten bei Biogas 45 % der installierten Leistung und bei fester Biomasse 75 % der installierten Leistung. Der verbleibende Anteil der installierten Leistung werden mit dem Börsenpreis vergütet. (Stand: 2023)
Anlagen von 101 – 105 kWel. Eine Direktvermarktung an der Strombörse bei Anlagen zwischen 101 und 150 kW Leistung verpflichtend, in diesen Fall werden andere Vergütungen („Marktprämie“) bezahlt, bei geschickter Vermarktung entsteht für den Anlagenbetreiber gegebenenfalls zusätzlicher Gewinn, die Marktprämie sichert dabei eine gewisse Mindestvergütung für den erzeugten Strom. (Stand: 2023)
Sogenannte Güllekleinanlagen. Für Anlagen, die einen Gülleanteil von 80 % verwerten, gilt eine höhere Vergütung von 22,23 Cent/kWh. Ab einer Leistung von 100 kWel wird die Bemessungsleistung jedoch auf 50 % begrenzt. (Stand: 2023)
Die erzielbaren Erlöse für die Einspeisevergütung sollten in der Wirtschaftlichkeitsberechnung ebenfalls sehr genau berücksichtigt werden, um einen wirklich wirtschaftlichen Betrieb sicherzustellen. Dabei sollten auch die jährlichen Degressionen (0,5 % – 1 % sinkende Vergütung von Jahr) ausreichend berücksichtigt werden.
Kosten reduzieren
Um für eine ausreichend kosteneffizienten Betrieb und damit eine sinnvolle Amortisation der eingesetzten Investitionskosten zu gewährleisten, sind mehrere Dinge bedeutsam:
- umfassende Wirtschaftlichkeitsberechnung und Dimensionierung nach vorhandenen Möglichkeiten: Substratverfügbarkeit, Substratkosten, Möglichkeiten der Abwärmenutzung, unterschiedliche Einspeisevergütungen nach Anlagentyp udn Größe
- nach möglichen Wärmeabnehmer suchen: deutlich höhere Wirtschaftlichkeit der Anlage, z. B. nahegelegenes oder geplantes Schwimmbad, Nahwärmeversorgung
- Absatzmöglichkeiten für den Gärrest erweitern: erhöht ebenfalls die Wirtschaftlichkeit, zusätzlicher Gewinn durch die Anlage
- Degression bei der Einspeisevergütung ausreichend berücksichtigen: Verringerung der Einnahmen im Lauf der Zeit, auch mögliche zukünftige Änderungen an der Vergütungsstruktur achten
FAQ
Was kostet die Errichtung einer Biogasanlage?
In unserem Beispiel fallen Investitionskosten von 344.250 EUR an. Die Kosten für die Errichtung einer Biogasanlage können allerdings je nach geplanter Anlagenleistung und Anlagen-Ausführung auch stark unterschiedlich liegen.
Welche Faktoren bestimmen die Kosten?
Die grundlegenden Kostenfaktoren sind die Anlagengröße (Anlagenleistung) und die individuell geplante Anlagen-Ausführung. Die Dimensionierung der Anlage hängt dabei von den lokal verfügbaren Möglichkeiten (Verfügbarkeit und Kosten von Substraten, Abnehmer für Strom, Wärme und Biomethan) ab. Mehr dazu erfahren Sie in unserem Artikel.
Wie lassen sich Kosten reduzieren und unnötige Kosten vermeiden?
Um die Wirtschaftlichkeit einer Biogasanlage und eine sinnvolle Amortisation der Investitionskosten sicherzustellen, ist eine umfassende Wirtschaftlichkeitsberechnung unter Einbeziehung aller relevanten Faktoren (Substratmenge und -kosten, Abnehmer, Betriebs- und Instandhaltungskosten, Einspeisevergütungen und Degression) unverzichtbar. Die Suche nach zusätzlichen Abnehmern für Wärme und den Gärrest erhöht gewöhnlich die Wirtschaftlichkeit einer Anlage Mehr Tipps zum Senken der Kosten finden Sie in unserem Artikel.
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