Durch eine strompreisgeführte Fahrweise können BHKW-Betreiber erhebliche Kosteneinsparungen im Energiebereich erzielen. BHKW sind als wärmegeführte Dauerläufer konstruiert worden, in einer Zeit als es noch zulässig war, zur Bewertung der Wirtschaftlichkeit ihres Betriebes auf Durchschnittspreise für Strom zurückzugreifen. Häufige deutliche Lastabsenkungen erhöhen Verschleiß und Wartungskosten und zehren an der energetischen Effizienz.
Die extremen Spotpreise am Strommarkt seit Ende 2021 haben die Rahmenbedingungen erstmals verschoben. Nicht mehr der kontinuierliche Betrieb, sondern die Fahrweise entsprechend den Preissignalen von den Energiemärkten führen zu minimalen Gesamtenergiekosten.
Die exemplarischen Spotpreisverläufe für eine Sommer- und Winterwoche 2024 zeigen eindrucksvoll, wie stark der Preis für den Strombezug vom Lieferzeitpunkt abhängt. Dieser Trend wird sich in den kommenden Jahren massiv verstärken. Ursache ist die weiter zunehmende regenerative Stromeinspeisung sowie steigender Heizstrombedarf für Wärmepumpen im Winter.
Die gezeigten Preisverläufe sind nur Beispiele. Abhängig von Jahreszeit, Wind, Temperatur und Globalstrahlung sowie allgemeinen Marktbewegungen können sich andere Preisniveaus und andere Verläufe ergeben. Ein festes Wochenschema gibt es nicht. In den vorliegenden Beispielen sind die Gaspreise im Sommer höher als im Winter, das ist untypisch, denn im Winter ist der Verbrauch sehr viel höher. Das niedrigere Gaspreisniveau hat auch Auswirkungen auf die Strompreise.
Im Regelfall zeigen die Strompreisverläufe eine M-Form mit niedrigen Preisen ab 0 Uhr und am späten Abend sowie um die Mittagsstunden, während es morgens und abends Preisspitzen gibt. Die Mittagstäler (PV-Trichter) sind im Sommer deutlich ausgeprägter.
Die Frage, ob ein Unternehmen den Strom selbst produziert (und die zugehörige Abwärme bzw. Absorptionskälte) oder hinzukauft wird somit auf jede einzelne Viertelstunde des Tages heruntergebrochen. Darunter ist nicht zu verstehen, dass Anlagen im Extremfall im Viertelstundenraster hoch- und runtergeregelt werden sollen – das ist technisch nicht möglich. Vielmehr werden die viertelstündlichen Preisinformationen zu Zeitblöcken verdichtet, um entsprechend der technischen Möglichkeiten eine kostenoptimale Fahrweise zu ermitteln.
Die kurzfristigen Kosten für die Eigenstromerzeugung hängen von folgenden Faktoren ab:
- Bezugspreis für Erdgas am Spotmarkt für den jeweiligen Lieferzeitraum
- Nationaler CO2-Preis, soweit keine Entlastungen in Anspruch genommen werden können (der über ein Jahr konstante Preis wird 2027 durch einen täglich schwankenden Marktpreis im EU-ETS 2 ersetzt)
- Netzentgelte Gas und Umlagen, Abgaben, Steuern, soweit keine Entlastungen möglich sind
- Ggfs. erzeugungsmengenabhängige Wartungskosten
- Elektrischer Wirkungsgrad
- Ggfs. Stromsteuer, wenn die elektrische Nennleistung der Anlage über 2 MW ist oder sie im Verbund mit anderen Anlagen betrieben wird
- Gutschrift für die nutzbare Wärme (Opportunitätskosten im alternativen Brennwertkessel bei obigen Gasbezugskosten).
Für den Strombezug sind die üblichen Kostenkomponenten zu betrachten:
- Spotpreis Strom einschließlich variabler Vertriebsentgelte
- Strommengenspezifische Netzentgelte und Umlagen (KWK-Umlage, Offshoreumlage, §19-Umlage, Konzessionsabgabe), soweit keine Entlastungen in Anspruch genommen werden können
- Effektiv zu zahlende Stromsteuer (0,05 ct/kWh für produzierende Unternehmen, 2,05 ct/kWh für alle anderen)
Leistungspreise im Netzentgelt sind im Regelfall außen vor, weil die Jahreshöchstleistung durch (zusätzliche) BHKW-Stillstandszeiten nicht erhöht wird. Bei Nutzung von § 19 (2) Satz 1 Strom NEV (atypische Netznutzung) sind die Hochlastzeitfenster zu beachten. Die EEG-Umlage ist abgeschafft. Eine KWK-Förderung wird i.d.R. nicht mehr vorliegen. Herkunftsnachweise (HKN) für Grünstrom würden in beiden Fällen gleichermaßen anfallen.
BHKW können am Regelenergiemarkt teilnehmen (Sekundärregelenergie oder Minutenreserve). Durchgängig laufende BHKW können nur negative Regelenergie bereitstellen, während leistungsreduziert fahrende BHKW positive Regelenergie liefern können. Tendenziell wird positive Regelenergie in den kommenden Jahren lukrativer sein als negative Regelenergie – Erzeugungsanlagen abschalten kann jeder, Strom jederzeit kurzfristig liefern nur wenige.
Beispielhaft werden folgende Parameter angenommen:
- Wirkungsgrad BHKW elektrisch 40%, Wärmenutzung 40% der Primärenergie, alternativer Kesselwirkungsgrad 100%, elektrische Leistung 800 kW
- CO2-Preis 11 €/MWh, arbeitsabhängige Gasnetzentgelte, -umlagen und Erdgassteuer 5,4 €/MWh
- Arbeitsabhängige Stromnetzentgelte, -umlagen und Stromsteuer 25,31 €/MWh
Es ergibt sich für die eingangs genannten Wochen die folgende optimierte Fahrweise (theoretisch):
In der Februarwoche sollte das BHKW 89 von 168 Stunden (gut 50%), in der Juniwoche 102 Stunden (gut 60%) der Zeit Volllast laufen. In der übrigen Zeit sollte das BHKW soweit technisch möglich abgeschaltet sein oder mit minimaler Leistung laufen. Fehlende Abwärme muss durch entsprechende Kessel ggfs. in Kombination mit Wärmespeichern bereitgestellt werden. Zwischen den jeweiligen Lastwechseln liegen mindestens fünf Stunden. Im Durchschnitt ist weniger als ein Lastwechsel pro Tag erforderlich.
Obgleich im Juni weniger Lastreduzierungen optimal sind, ergibt sich für die gewählte Juniwoche eine deutlich höhere Kosteneinsparung, nämlich 2.801 € gegenüber 1.374 € in der Februarwoche. Das ist auf die hohe Spotpreisspreizung durch die Solarstromerzeugung im Sommer zurückzuführen. Überschlägig kann der Mittelwert aus beiden Wochen auf das Jahr hochgerechnet werden, so dass sich 108.550 € als mögliche Kosteneinsparung im Jahr ergeben.
Diese Zahlen zeigen, welches Kosteneinsparpotenzial für BHKW-Betreiber heute schon zu heben ist. Selbst für kleine Anlagen, für die der organisatorische Aufwand für tägliche Steuerungseingriffe in der Vergangenheit im Verhältnis zum Einsparpotenzial zu hoch war, lohnt sich bereits jetzt eine Optimierung.
Das Einsparpotenzial wird in den kommenden Jahren noch deutlich zunehmen. Die Gasbezugskosten werden durch den steigenden CO2-Preis für Gebäude und Verkehr steigen. Die Strompreise werden in Zeiten hoher regenerativer Stromerzeugung sinken und in Zeiten geringer regenerativer Stromerzeugung noch deutlich steigen. Hinzu kommt, dass die Netzentgelte für Strom zeitvariabel werden sollen. Ökonomisch sinnvoll ist das nur, wenn in Zeiten hoher regenerativer Stromerzeugung die Netzentgelte (Arbeitspreise und Umlagen) deutlich sinken und in den übrigen Zeiten entsprechend steigen. Alle diese Entwicklungen verstärken das Einsparpotenzial durch strompreisgeführte BHKW-Fahrweise.
Ganz nebenbei wird durch die Leistungsreduzierung bei BHKW die Abregelung von regenerativen Stromerzeugungsanlagen vermindert. Das ist gut für das Klima, die Redispatchkosten (die Netzentgelte) und das EEG-Umlagekonto (also für den Bundeshaushalt).
Die Strom KnowHow unterstützt BHKW-Betreiber bei der Realisierung der aufgezeigten Kosteneinsparpotenziale.
