Kostengünstige Energie

Strom selbst erzeugen und Kosten senken

Da künftig alle Brennstoffe der CO2-Bepreisung unterliegen und damit die Energiekosten voraussichtlich weiter steigen, stellen sich viele Unternehmen die Frage, ob sie mit dem Aufbau einer eigenen Stromversorgung eine Verbesserung bewirken können. Doch wann ist eine eigene Anlage zur Stromerzeugung wirtschaftlich lohnend?

Fotovoltaikanlage auf dem Dach des Unternehmens Adelmann zur Versorgung mit Eigenstrom - und Kostensenkung. © ECG

Eigenerzeugung kann wirtschaftlich sein, weil selbst erzeugter Strom rund 6 bis 7 Cent pro Kilowattstunde kostengünstiger ist und über mehrere Wege gefördert wird: Netzentgelte entfallen, die EEG-Umlage auf eigengenutzten Strom ist nur zu 40 Prozent zu entrichten, für Anlagen kleiner 2 Megawatt fallen weder Stromsteuer noch Energiesteuer an, für erdgasbetriebene Anlagen größer 2 Megawatt ist keine Energiesteuer zu entrichten und Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen erhalten leistungsabhängig bis 100 Kilowatt Leistung einen Zuschlag für eigengenutzten und eingespeisten Strom.

Für den Einsatz in der Industrie gibt es Stromerzeugungsanlagen, die mit fossilen (Heizöl, Erdgas) oder regenerativen Brennstoffen (Biogas, Holz) betrieben werden, Fotovoltaik wandelt Sonnenstrahlung direkt in Strom. Auch Windkraft- und Geothermie-Anlagen sind grundsätzlich zur dezentralen Stromerzeugung geeignet, benötigen aber viel Platz bzw. Aufwand und sind daher in der Industrie selten. Blockheizkraftwerke (BHKW) und Fotovoltaik-Anlagen sind deshalb die beiden am häufigsten eingesetzten Technologien.

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BHKW für hohen Strom und Wärmebedarf
Grundvoraussetzung für den rentablen Betrieb effizienter Blockheizkraftwerke ist neben einem hohen Strombedarf auch ein ausgeprägter Wärmebedarf: Durch Nutzung der Abwärme direkt vor Ort im Produktionsprozess, beispielsweise für Trocknungsvorgänge, Kaltwassererzeugung mit Absorptionskälte oder Raumheizung, geht kaum noch Energie verloren. Entscheidend für den wirtschaftlichen Betrieb ist zudem eine Nutzungsdauer von mindestens 5000 Stunden pro Jahr. Davon abgesehen sind BHKW für Unternehmen jeder Branche und jeder Größe denkbar.

Kompaktes Erdgas-BKHW für Unternehmen mit Strom- und Wärmebedarf mit 300 Kilowatt elektrischer Leistung. © ECG

Eine klug dimensionierte Anlage amortisiert sich nach etwa drei Jahren. Man sollte hierfür seinen (auch zukünftigen Bedarf) realistisch abschätzen und die Anlage nicht größer als nötig kaufen. Dieser häufig gemachte Fehler führt sonst dazu, dass sich die Amortisationszeit durch geringere Nutzungsdauer verlängert. Ein ergänzender Warmwasserpufferspeicher geeigneter Größe schützt den Motor vor vorzeitigem Verschleiß, indem er Wärmebedarfsspitzen ausgleicht und dadurch Motor-Neustarts überflüssig macht.

In der Industrie am gebräuchlichsten sind BHKW zwischen 200 und 300 kWel. Die erforderlichen Investitionen sind mit zunehmender Modulgröße sehr stark degressiv und reichen von etwa 1500 Euro/kW für die 50 kW-Anlage bis herunter auf 500 Euro/kW bei einem 2 MW-BHKW. Kleinanlagen haben eine Lebensdauer von etwa 10 Jahren; Großanlagen können mit einer Generalüberholung 25 Jahre und länger genutzt werden.

Am Beispiel des Werkzeugmaschinenherstellers Waldrich Siegen Werkzeugmaschinen lässt sich der wirtschaftliche Nutzen eines eigenen BHKW realistisch darstellen: Bei einem Jahresbedarf von etwa 5500 MWh Strom und 6000 MWh Wärme wurden zunächst die entsprechenden Lastgänge grundlegend analysiert. So wurde klar, dass der über 6 000 Stunden pro Jahr garantierte kontinuierliche Wärmebedarf bei mehr als 400 kW liegt. Die Anlage wurde letztlich so dimensioniert, dass man auch im Falle eines produktionsbedingt verringerten Wärmebedarfs keine Einschränkungen in der Anlagenlaufzeit und hierdurch womöglich verringerten Kapitalrückfluss hinnehmen müsste. Für das 300 kWel-Modul mit 50 m³ großem Pufferspeicher wurden rund 350 000 Euro investiert. Die Anlage produziert jährlich rund 2000 MWh Strom und spart dem Unternehmen 200 000 Euro Stromkosten pro Jahr. Dank Förderung nach dem KWK-Gesetz (50 000 Euro pro Jahr) sowie unter Berücksichtigung der zusätzlichen Brennstoff- und Betriebskosten (etwa 100 000 Euro pro Jahr) ergibt sich damit eine dynamische Kapitalrückflusszeit von rund drei Jahren.

Beispielhafte Daten zur Wirtschaftlichkeit von Fotovoltaikanlagen. © ECG

Fotovoltaik liefert Strom vom Dach
Auch Fotovoltaik-Anlagen (PV) sind eine gut nutzbare Form der Strom-Eigenerzeugung. Wegen stark gestiegener Stromnebenkosten aus Steuern, Abgaben und Umlagen bestimmen heute der Eigenverbrauchsanteil und die dadurch vermiedenen Stromkosten die Wirtschaftlichkeitsberechnung. Da die Anlagen erheblich billiger geworden sind, ist die Nutzung selbst erzeugten Solarstroms auch für Unternehmen in der Kunststoff-Branche attraktiv geworden.

Amortisationszeiten von sechs bis acht Jahren kontern Fotovoltaikanlagen mit Einsparungen bei den Stromkosten zwischen 12 und 16 Cent pro Kilowattstunde - und das über 15 Jahre hinweg. Auf zehn Jahre Betriebszeit betrachtet ist für eine Beispiel-Anlage mit 165 kW eine Gesamtersparnis von 180 000 Euro bis deutlich über 200 000 Euro möglich. Zusätzlich kann man die Kosten für den Fremdbezug verringern, indem man ein Preisgefüge vereinbart mit einem Hochtarif während der (selbstversorgten) Tagstunden und einem günstigeren Niedrigtarif während der Nachtstunden.

Fotovoltaikanlagen sind in jeder Größenordnung realisierbar. Lediglich die benötigte Dachfläche muss für die nächsten 20 Jahre garantiert dauerhaft verfügbar sein (Ausmaße, Stabilität, Dichtigkeit). Der erforderliche Investitionsbedarf variiert zwischen 720 Euro/kWh und 850 Euro/kWh. In Ausnahmefällen kann es sinnvoll sein, einen Batteriespeicher hinzuzunehmen, etwa wenn besonders hohe Anforderungen an die Versorgungssicherheit bestehen oder wenn bei Fremdbezug besonders hohe Leistungspreise fällig werden.

Die neue CO2-Bepreisung verringert die jährliche Kosteneinsparung bei BHKW künftig etwas. Die gleichzeitige Senkung der EEG-Umlage verringert den Vorteil aller Eigenerzeugungstechnologien. © ECG

Der metallverarbeitende Betrieb Adelmann aus Kehl hat sich 2013 entschlossen, auf seinem Hallendach mit einer 165 kW-Fotovoltaik-Anlage selbst Strom zu erzeugen. Binnen eines Jahres waren Planung und Umsetzung abgeschlossen. Geschäftsführer Matthias Endlich resümiert: "Seit über fünf Jahren erzeugen wir zuverlässig eigenen Strom bei sehr geringen Wartungskosten. Besondere in den guten Sonnenjahren 2018 und 2019 konnten wir dadurch unser Stromkostenbudget trotz ständig steigender Stromnebenkosten stabil halten: Rückblickend haben wir definitiv eine gute Investitionsentscheidung getroffen. Außerdem leisten wir hiermit noch einen Beitrag zur Reduzierung der CO2-Emissionen."

Grundsätzliches im Blick haben
Wer eine wie auch immer geartete Eigenstromanlage errichten möchte, sollte ein paar wesentliche Dinge beachten:

  • Der Besitz der Anlage und der Verbraucher der erzeugten Energie müssen dieselbe juristische Person sei. Es dürfen also auch keine Tochtergesellschaften oder ähnliches sein, sonst wird die volle EEG-Umlage fällig.
  • Die korrekte Dimensionierung der Anlage ist für den wirtschaftlichen Betrieb unabdingbar. BHKW und Fotovoltaik sollten lieber kleiner gewählt werden, so dass sich die Anlage garantiert und auch schneller rechnet: Bei Überdimensionierung droht der Verlust der Rentabilität. Bei BHKW, die in Teillast gefahren werden, verschlechtert sich zudem der Wirkungsgrad. Die Herausforderung besteht darin, den Bedarf auch auf 10 bis 20 Jahre korrekt abzuschätzen. Sollte sich der Bedarf später erhöhen, kann bei BHKW möglicherweise um ein Modul ergänzt werden, Solaranlagen sind (abhängig von der verfügbaren Dachfläche) jederzeit nachrüstbar.
  • Unternehmen sollten Angebote unbedingt selbst prüfen oder von Dritten prüfen lassen. Anbieter präsentieren ihre tendenziell überdimensionierten Anlagen manchmal als rentabel, indem sie überzogene Strompreise ansetzen, was zu falschen Kapitalrückflussberechnungen führt.
  • Der Betrieb einer eigenen Stromerzeugungsanlage ist mit einer zunehmenden Zahl an Meldepflichten verbunden, die beachtet werden müssen und auch Manpower benötigen.

Angesichts des Klimapaketes und Brennstoffemissionshandelsgesetz (BEHG) verändert sich die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung ab 2021 etwas:

  • Die CO2-Bepreisung ab 2021 verteuert Brennstoffe und damit den Betrieb von BHKW schrittweise. Auch die angekündigte, aber noch fragliche Entlastung von Industriebetrieben hinsichtlich der EEG-Umlage beim Fremdstrombezug würde die Wirtschaftlichkeitsberechnung von BHKW etwas erschweren. Dennoch bleiben BHKW ein sinnvolles Instrument für eine kostenoptimierte Energie-Infrastruktur.
  • Auf die Wirtschaftlichkeit von Solaranlagen wirkt sich die neue CO2-Bepreisung hingegen positiv aus: Aus dem Netz bezogener Strom wird sich trotz Senkung der EEG-Umlage weiter verteuern, so dass die Ersparnis durch Eigenerzeugung größer wird. Zudem werden die Anlagen auch in den kommenden Jahren noch günstiger werden und auch der Einsatz von Speichertechnologien dürfte mittelfristig sinnvoll möglich werden.

Die Grafik zeigt, wie die in den kommenden Jahren anstehenden Veränderungen die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung für ein 100 kW-BHKW und eine 100 kW-Fotovoltaik-Anlage (PV) beeinflussen.

Zusammenfassend lässt sich feststellen: Unternehmen, für die der Strombedarf ein relevanter Kostenfaktor ist und bei denen die aufgezeigten Randbedingungen für eine Eigenerzeugungsanlage momentan geeignet sind, sollten nicht länger warten und sich umgehend mit der Investition in eine eigene Anlage auseinandersetzen. Eine weitere Verbesserung der gesetzlichen Rahmenbedingungen ist eher nicht zu erwarten, ein weiteres Ansteigen der Energiekosten hingegen schon.

Der Beitrag basiert auf einem Manuskript von Dr. Jürgen Joseph, Michael Werner und Eric Mignot, Energie Consulting (ECG), Kehl.

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