Installateurversammlung Windkraftanlagen November 2012
Irene Knauber Leiterin Service / Produktion
Erneuerbare Energien • Wasser • Weltweit stammt ca. 88% der erneuerbaren elektrischen Energie aus Wasserkraft (etwa 20% der gesamten Stromerzeugung) • Beginn der Nutzung vor 5.000 Jahren in China • 1880 erstes Wasserkraftwerk (Northumberland)
• Wind • Deckt in Europa 6,3% des Bedarfs • Beginn der Nutzung vor über 1.300 Jahren im vorderen Orient • 1887 erste Windkraftanlage zur Stromerzeugung (Schottland)
• Sonne • Nutzung seit 1958 • Hauptförderländer Deutschland, Spanien, Japan…. (China an 8ter Stelle)
• Biomasse • Älteste genutzte Energieform • Erschließbares Potenzial 18% des deutschen Energiebedarfs 2
15-11-2012 / Irene Knauber
Annahme für Netzausbauszenarien: 535,4 TWh Energiebezug aller Endverbraucher
Quelle BdEW
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15-11-2012 / Irene Knauber
Erneuerbare Energien und das EEG: Zahlen, Fakten, Grafiken (2011) bdew Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft Dezember 2011
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Erneuerbare Energien und das EEG: Zahlen, Fakten, Grafiken (2011) bdew Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft Dezember 2011
5
15-11-2012 / Irene Knauber
Einspeisung und Vergütung nach dem Stromeinspeisungsgesetz (StromEinspG) und dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) in Deutschland 18.000
100 Einspeisung StromEinspG [TWh/a]
16.000
Einspeisung EEG [TWh/a]
90 80
Vergütung [Mio. Euro]
14.000
EEG: April 2000
12.000
EEG: August 2004
70 60
10.000 50 8.000 6.000 4.000
30 StromEinspG: Januar 1991 - März 2000
20
2.000 1,0 0
40
Novelle BauGB: November 1997
[TWh/a]
[Mio. Euro]
EEG: Januar 2009
1,3
1,6
2,3
2,8
3,7
3,5
4,8 6,8
7,9 10,4 18,1 25,0 28,4 38,5 44,0 51,5 67,0 71,1 75,1 80,7 91,2
10 0
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 StromEinspG: Stromeinspeisungsgesetz; BauGB: Baugesetzbuch; EEG: Erneuerbare-Energien-Gesetz; 1 TWh = 1 Mrd. kWh; Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); Hintergrundbild: BMU / Bernd Müller; Stand: Juli 2012; Angaben vorläufig
BMU – KI III 1
Erneuerbare Energien in Deutschland 2011
6
Entwicklung der Anzahl und installierten Leistung von Windenergieanlagen in Deutschland 30.000
30.000
2011: 29.071 MW
Anlagenanzahl, kumuliert [-] installierte Leistung, kumuliert [MW]
Novelle BauGB: November 1997
StromEinspG: Januar 1991 - März 2000
20.000
EEG: April 2000
15.000
6.185
22.284
21.572
20.965
20.147
19.344
18.578
17.474
13.739
11.415
5.000 9.351
5.178
4.326
3.528
2.467
1.084
10.000
EEG: Januar 2009
EEG: August 2004
7.864
0
700
405
5.000
1.675
10.000
16.518
15.000
15.371
20.000
25.000
[MW]
Anlagenzahl [-]
25.000
0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Quellen: C. Ender, J. P. Molly, Internetauftritt Deutsches Windenergie-Institut (DEWI) und DEWI-Magazin No. 40, S. 30-42: Windenergienutzung in Deutschland, Stand: 31.12.2011"; 1 MW = 1 Mio. Watt; 1 GWh = 1 Mio. kWh; StromEinspG: Stromeinspeisungsgesetz; EEG: Erneuerbare-Energien-Gesetz; BauGB: Baugesetzbuch; Hintergrundbild: BMU / Brigitte Hiss; Angaben vorläufig
BMU – KI III 1
Erneuerbare Energien in Deutschland 2011
7
Entwicklung der Strombereitstellung und installierten Leistung von Photovoltaikanlagen in Deutschland 26.000
26.000
24.000
24.000
installierte Leistung [MWp]
22.000
22.000 20.000
18.000
18.000
16.000
16.000
14.000
14.000
12.000
12.000
10.000
10.000
8.000
8.000 6.000
19.340
11.729
6.583
4.420
3.075
4.000 2.220
0
556
162
76
64
42
32
26
16
11
8
6
3
2
2.000
1
4.000
313
6.000
1.282
20.000
[MWp]
[GWh]
2011: 25.039 MWp
Energiebereitstellung [GWh]
2.000 0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 Quelle: BMU-KI III 1 nach Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat); 1 GWh = 1 Mio. kWh; 1 MW = 1 Mio. Watt; Hintergrundbild: BMU / Bernd Müller; Stand: Juli 2012; Angaben vorläufig
BMU – KI III 1
Erneuerbare Energien in Deutschland 2011
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EEG-Fördersystem Verteilnetzbetreiber übergibt EE-Erzeugung an Übertragungsnetzbetreiber gegen Erstattung Vergütungszahlungen
Übertragungsnetzbetreiber verkaufen die Energie über den SPOT-Markt
Übertragungsnetzbetreiber
Direktvermarktung*
Verteilnetzbetreiber
Anlagenbetreiber
erzeugte Energie wird gegen festgesetzte EEG-Vergütung an Verteilnetzbetreiber übergeben
Eigenverbrauch
9
Händler / Lieferant
*Direktvermarktung = Verkauf an den Markt + Marktprämie + Managementprämie Alternativ Direktvermarktung OHNE Förderung
15-11-2012 / Irene Knauber
EEG-Fördersystem
-
+
ÜNB vergütet VNB die EE-Zahlungen an Anlagenbetreiber
Verteilnetzbetreiber (VNB)
ÜNB verkaufen die von VNB übernommene Energie über den SPOT-Markt
Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB)
Weitergabe Differenz aus An- und Verkauf an Lieferanten bezogen auf Absatzvolumen
Lieferant / Energieversorgungsunternehmen (EVU)
Weitergabe EEG-Umlage an Kunden
Kunden Kunden Kunden Kunden Kunden 10
15-11-2012 / Irene Knauber
11
15-11-2012 / Irene Knauber
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Erneuerbare Energien und das EEG: Zahlen, Fakten, Grafiken (2011) bdew Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft Dezember 2011
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Erneuerbare Energien und das EEG: Zahlen, Fakten, Grafiken (2011) bdew Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft Dezember 2011
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Erneuerbare Energien und das EEG: Zahlen, Fakten, Grafiken (2011) bdew Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft Dezember 2011
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Erneuerbare Energien und das EEG: Zahlen, Fakten, Grafiken (2011) bdew Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft Dezember 2011
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EEG-Anlagen im Energiedienst-Netze-Gebiet • Ausbezahlte EEG-Vergütungen • 2008:
46
Mio. €
201 Mio. kWh
• 2009:
58,1 Mio. €
212 Mio. kWh
• 2010:
81,8 Mio. €
359 Mio. kWh
• 2011:
100
Mio. €
565 Mio. kWh* *einschließlich Direktvermarktung
• Anlagenanzahl und installierte Leistung Stand Ende August 2012 • 14.722 EEG-Anlagen (+15,4% zu 2011) • 337.327 kW installierte Leistung
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15-11-2012 / Irene Knauber
EEG-Anlagen im Energiedienst-Netze-Gebiet
• Gesamtentnahme (Letzt-Verbraucher) 2011 aus dem Netz also ohne Weiterverteiler (Stadtwerke, Gemeindewerke, usw.) rund 3 Mrd. kWh ( mit Weiterverteilern rd. 4,2 TWh) • davon rd. 50 % physikalische Einspeisung aus erneuerbaren Quellen einschl. große Wasserkraft in das EDN-Netz (Wasserkraftwerke Rheinfelden, Wyhlen, ED-Anteil KRS, Laufenburg)
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Installierte Leistung Jährlich installierte Leistung in Deutschland – Prognose bis 2030
4.500 4.000
Repowering Offshore
Repowering Onshore
Offshore
Onshore
3.500 3.000
MW
2.500 2.000 1.500 1.000 500 0
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
2024
2026
2028
2030
Quelle: bfn, x 19
15-11-2012 / Irene Knauber
Regionale Verteilung des Windenergieausbaus
Quelle: DEWI (Deutsches Windenergieinstitut)
20
15-11-2012 / Irene Knauber
Entwicklung Windenergie Entwicklung der durchschnittlichen Leistung
500 mal mehr Energieertrag seit 1980 Leistungssteigerung durch: Nabenhöhen bis zu 135m Rotordurchmesser bis zu 126m Generatorleistungen bis zu 6MW
Quelle: BWE, 2010
21
15-11-2012 / Irene Knauber
Vergleich der Windverhältnisse an einem Küsten- und einem Binnenstandort. Quelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH
Vergleich: Küste/Binnenland
Höhe
Höhe
Grundprinzip
Binnenstandort Küstenstandort
H2 H1
Windgeschwindigkeit 22
Windgeschwindigkeit 15-11-2012 / Irene Knauber
Windpotenzial in Abhängigkeit von der Höhe Anstieg des Energieertrags in Abhängigkeit der Nabenhöhe Quelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH
Gesamthöhe: 179 m
Nabenhöhe: 138 m
Quelle: WindGuard
Die Windgeschwindigkeit nimmt mit der Höhe zu und die Turbulenzen ab Faustformel: 1m Nabenhöhe gleich 1% mehr Ertrag Im Binnenland muss höher gebaut werden, um dieselbe mittlere Windgeschwindigkeit zu erreichen wie an der Küste Bei sehr großen Höhen wird der Vorteil der zusätzlichen Nabenhöhe geringer 23
15-11-2012 / Irene Knauber
Windpotential und Windkrafterzeugung. Quelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH
› 3 5
4
›
2
›
Häufigkeit [h/ a]
1 1.000 900 800
›
700 600
ca. 15 % der Zeit
500
Die Nennleistung einer WEA wird an einem Binnenlandstandort nur zu einem geringen Anteil der Betriebszeit erreicht. Eine Erhöhung der Nennleistung (Stichwort: 5 MW-Anlagen) würde zu einem schlechteren Ausnutzungsgrad führen, wenn die Rotorkreisfläche nicht mindestens im gleichen Verhältnis steigt. Statt in Bezug auf die künftige WEAEntwicklung auf große Nennleistungen zu setzen, sollte auf ein geeignetes Verhältnis aus Nabenhöhe, Nennleistung, und Rotorkreisfläche abgestellt werden. Bei derzeit baulich möglichen Dimensionen ist dies bei WEA mit bis 3 MW Leistung optimal.
400 300 200 100 0 0
5
11
16
21
26
Windgeschwindigkeit [m/ s]
24
15-11-2012 / Irene Knauber
Betrieb von Windkraftanlagen Technische Verfügbarkeit Quelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH
Zentrale Leitwarte • Bedienen u. Beobachten
Operations & Maintenance Operatives Anlagemanagement • Inbetriebnahme
• Erstellen von Entstöraufträgen
• Instandhaltungsausführung
• Verkehrsraumbeobachtung
• Instandhaltungsdokumentation
• Instandhaltungspläne
• Personentracking
• HSE /Arbeitssicherheit/ Umweltschutz
• Instandhaltungsaufgaben
• Wetterbeobachtung / -warnung
• Assetmanagement
• Lagerverwaltung • statistische Analysen • Führung Lebensakte • Bearbeiten von Entstörungaufträgen • Vertragsmanagement • Qualitätsüberwachung • Berichtswesen • Benchmarking und Optimierung
25
Betrieb von Windkraftanlagen Technische Verfügbarkeit Quelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH
Die technische Verfügbarkeit einer WEA wird im Rahmen der Gewährleistung oder von Vollwartungskonzepten zu üblicherweise 97% gewährleistet. Aber: Zeiten für Standardwartung und Stillstände aufgrund externer Ereignisse (rd. 20%) gehen nicht in die Gewährleistung ein; die statistische technische Verfügbarkeit in Deutschland liegt mit 98-99% deutlich über der Gewährleistung; die Gewährleistung bezieht sich auf eine zeitliche, nicht auf eine energetische Verfügbarkeit; Die wirtsch. Optimierung der technischen Verfügbarkeit bleibt eine Hauptaufgabe der technischen Betriebsführung!
› ›
Bauteildefekt 36%
Bauteillockerung 3%
Anlagenregelung
Andere Ursachen 11%
23%
Ursache unbekannt 8%
›
Quelle: ISET 26
Eisansatz 3%
Blitz- Netz- Sturm schlag ausfall 5% 7% 4%
Externe Ereignisse 15-11-2012 / Irene Knauber
Wind onshore
EnBW Windpark Buchholz
… Stand März 2012 170 MW in Betrieb Quelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH
EnBW Biogasanlagen Treuen
27 I 21.11.2012
Legende: In Betrieb In Bau In (gesichert) 27Planung I 21.11.2012
Erzeugungsprofile Jährliche Schwankungen der Erzeugung Quelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH
2004
Jan
28
Feb
Mär
2005
Apr
2006
Mai
2007
Jun
2008
Jul
Aug
2009
Sep
2010
Okt
2011
Nov
Dez
15-11-2012 / Irene Knauber
Windatlas Baden-Württemberg Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz
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07-09-2012 / Irene Knauber
Windatlas Baden-Württemberg Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz
30
15-11-2012 / Irene Knauber
Windatlas Baden-Württemberg Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz
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15-11-2012 / Irene Knauber
Geeignete Standorte
› Windhöffigkeit: mind. 6,0 m/s besser 6,5 m/s auf Nabenhöhe 140m › Lokale Akzeptanz › Schattenwurf (Entfernung zu Bebauung) › Lärmimmissionen (Entfernung zu Wohnbebauung) › Umwelt- und Naturschutz, Landschaftsschutz › Entfernung zu einem geeigneten Netzeinspeisepunkt › Zuwegung und Baugrundverhältnisse › Telekommunikation (Richtfunkstrecken) und Luftverkehr (Radar, Tiefflugkorridore)
› Planungsrecht (Ausweisung Vorranggebiet, FNP) Quelle: EnBW Erneuerbare Energien GmbH 32
15-11-2012 / Irene Knauber
Archiv TransnetBW Prognose und IST-Werte der Windeinspeisung
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15-11-2012 / Irene Knauber
Archiv TransnetBW Prognose und IST-Werte Windeinspeisung am 13.01.2011
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15-11-2012 / Irene Knauber
Archiv TransnetBW Prognose und IST-Werte der Photovoltaikeinspeisung
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15-11-2012 / Irene Knauber
Archiv TransnetBW Prognose und IST-Wert Photovoltaikeinspeisung am 13.01.2011
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15-11-2012 / Irene Knauber
Planung / Bau und Betriebsführung
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15-11-2012 / Irene Knauber
Planung und Bau • Grundlagen • Raumplanerische Grundsatzabklärung • Abklärung Zuwegung und Netzanschluss
• Planung • Windmessung • Windgutachten • Sicherung Grundstücke für Standort und Zuwegung • Klärung Netzanschluss • Berechnung/Auswahl Modell – Fundament – Zuwegung - Betriebsführungsanlagen
• Genehmigungsverfahren • Welches Genehmigungsverfahren (je nach Höhe) • Umweltverträglichkeitsprüfung (Höhe, Anzahl) • Genehmigungsverfahren nach BImSchG
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15-11-2012 / Irene Knauber
Planung und Bau • Genehmigungsverfahren nach BImSchG • Immissionsschutz • Lärm, Schattenwurf, Diskoeffekt, Lichtimmissionen • Bauplanungsrecht • Innenbereich, Außenbereich, Belange des Naturschutzes, optische Wirkung.. • Bauordnungsrecht • Abstand, Brandschutz, Standsicherheit, Eisabwurf • öffentlich-rechtliche Belange • Naturschutz, Artenschutz • Denkmalschutz • Verkehr (Straßen, Flugsicherheit)
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15-11-2012 / Irene Knauber
Planung und Bau • Bau der Windkraftanlage • Versicherung während der Bauzeit • Verlegung Netzanschlusskabel / Datenkabel • Erschließungsstraße • Einrichten Baustelle • Aushub + Entsorgung Aushub • Erstellen Fundament • Transport Anlagenteile • Errichtung der Anlage • Anschluss an das Netz • Einbau Elektronik • Inbetriebnahme der Anlage
• Dokumentation
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15-11-2012 / Irene Knauber
Bau und Betriebsführung • Rückbau der Baustelle • Renaturierung Bauplatz und Kabeltrasse • Durchführung von ev. Ausgleichsmaßnahmen
• Betriebsführung • Haftpflichtversicherung / Versicherung der Anlage • Pacht (Grundstücke) / Miete Datenleitung • Instandhaltung (Wartungsmanagement, Ersatzteilbeschaffung und Infrastrukturwartung) • Personalaufwand (24h Fernüberwachung / Rufbereitschaft ( Vor-Ort-Einsatz) • Operativer Betrieb (Parkmanagement / Einspeisemanagement) • Berichtswesen ( Betriebsreporting / Statistik / Analysen) • Kaufmännische Betriebsführung (Geschäftsbericht, Abrechnung..)
• Rückbau der Anlage und Renaturierung Standort 41
15-11-2012 / Irene Knauber
Beteiligungsmodelle
42
15-11-2012 / Irene Knauber
Indirekte Beteiligung „Partiarisches Darlehen“ EnBW Erneuerbare Energie GmbH (EEE) 50 %
ED
50 %
100%
Projektgesellschaft (PG)
Projektrechte
Beteiligungsdarlehen produktionsabhängige Verzinsung
Genossenschaft
› Kleine Mindestbeteiligung (z.B. 500 €) wie bei GmbH & Co. KG › Mindestverzinsung statt Verlustrisiko (Deckelung nach unten!) › Partizipation an Erträgen (Mehr Ertrag, höhere Vergütung!) › Projektverwirklichung unabhängig von Beteiligungssumme › Höhe Flexibilität für Ausstieg (keine Sperrfristen!)
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15-11-2012 / Irene Knauber
Direkte Beteiligung EnBW Erneuerbare Energie GmbH (EEE) 25%
ED
Genossenschaft
25%
Projektgesellschaft (PG)
50%
Projektrechte
Projektentwicklungsund Betriebsführungsvertrag
› › › › › ›
Beteiligung bereits ab Projektentwicklungsphase möglich Projektentwicklungsvertrag mit EEE (komplette Projektentwicklung bis zur Baureife) EEE trägt im Rahmen des Projektentwicklungsvertrages alle Drittkosten (z.B. Windmessung) Die Vergütung aus dem Projektentwicklungsvertrag ist erfolgsbezogen: Wird das Projekt gebaut, erhält EEE eine pauschale marktkonforme Vergütung Wird das Projekt nicht realisiert, verbleibt das Risiko bei EEE. Nach Baureife Abschluss eines Betriebsführungsvertrags (PG und EEE)
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15-11-2012 / Irene Knauber
Danke für Ihre Aufmerksamkeit
www.energiedienst.de