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Zeitschrift für Energiewirtschaft

, Volume 35, Issue 4, pp 297–320 | Cite as

Ökonomische Bewertung des Repowering von Onshore-Windenergieanlagen in Deutschland

  • Reinhard Madlener
  • Markus Schumacher
Article

Zusammenfassung

Die Windenergienutzung nimmt bei den erneuerbaren Energieträgern eine führende Rolle ein. Während in der Offshore-Windenergienutzung noch große technische Herausforderungen für eine kommerzielle Nutzung zu meistern sind, stellt der Ersatz veralteter Anlagentechnik (Repowering) im Onshore-Bereich eine interessante Alternative dar. Dieser Beitrag liefert zuerst einen Überblick über die Entwicklung der Windenergienutzung und des Repowering in Deutschland und zeigt die relevanten technischen, rechtlichen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen und deren bisherige Entwicklung auf. In einem weiteren Schritt werden anhand modellgestützter Bewertungen das technische und wirtschaftliche Ausbaupotenzial der Windenergienutzung durch Repowering aufgezeigt. Diese theoretischen Potenziale werden anschließend im Hinblick auf soziale Aspekte qualitativ bewertet. Aufgrund der großen Heterogenität potenzieller Repowering-Standorte können jedoch auf Grundlage von allgemeinen Potenzialstudien keine konkreten Investitionsentscheidungen getroffen werden. Hierzu bedarf es einer detaillierten Wirtschaftlichkeitsanalyse. In unserer Untersuchung wurde eine Szenarioanalyse unter Berücksichtigung der für ein Repowering-Projekt relevanten Risiken durchgeführt. Variationsparameter sind Standortqualität, Windparkgröße und Anlagenalter. Im Schlusskapitel werden die gewonnenen Ergebnisse bewertet und ein Ausblick auf die Entwicklung des Repowering vor dem Hintergrund der Novellierung des EEG gegeben. Unsere Untersuchung zeigt, dass das Repowering-Potenzial bisher nicht in vollem Umfang ausgeschöpft wurde. Eine verstärkte Umsetzung von Repowering-Projekten kann in den kommenden Jahren jedoch aufgrund des technischen Potenzials, planungsrechtlicher Vereinfachungen, steigender Akzeptanz bei den Kommunen infolge Änderungen im Steuerrecht und vor allem wegen der aufgezeigten Anreize bei fast allen Onshore-Windparks erwartet werden.

Nomenklatur

AF

Anlagenfaktor

AZi

Anlagenzahl für Projekt i

BKi

Jährliche Betriebskosten für Projekt i

CFaR

Cashflow at Risk

cp

Leistungsbeiwert von Windenergieanlagen

cp,max

Betz-Faktor

DFCF

Discounted Free Cashflow

DICF

Discounted Investment Cashflow

Ei

Jährlicher Stromerlös für Projekt i

EFgew

Gewichteter Ertragsfaktor

EFt

Ertragsfaktor in Abhängigkeit des Alt-Anlagenalter t

Eref,5

Referenzertrag einer WEA in 5 Betriebsjahren

EStrom

Erlöse durch Stromvergütung

FCF

Free Cashflow

ICF

Investment Cashflow

id

Diskontierungszinssatz

Inv0

Investition in Periode 0

Inv0,i

Investition in Periode 0 für Projekt i

KKi

Jährliche Kapitalkosten für Projekt i

LF

Leistungsfaktor

\(\mathit{NL}_{t-t^{*}}\)

Neu installierte Windleistung in Periode tt

NPV

Net Present Value

NPVDiff

Net Present Value der Differenzinvestition

NPVRepo

Net Present Value des Repowering-Projekts

OCF

Operating Cashflow

Pel

Elektrische Leistung

Pel,ges

Elektrische Leistung gesamter Windpark

qaus

Ausschüttungsquote pro Jahr

RLt

Rückgebaute Leistung in Periode t

RPt

Leistungszuwachs durch Repowering in Periode t

sCFaR

Spezifischer Cashflow at Risk

sDFCF

Spezifischer Discounted Free Cashflow

sverg

Vergütungssatz für Strom aus erneuerbaren Energien

Talt

Laufzeit des Alt-Projekts

TRest

Theoretische Restlaufzeit des Alt-Projekts

T20

Laufzeit des Repowering-Projekts

Tv

Volllaststundenzahl p.a.

Tv,alt

Volllaststundenzahl p.a. Alt-Projekt

Tv,neu

Volllaststundenzahl p.a. Repowering-Projekt

VEt

Verschiebungserlös in Periode t

VK

Verschiebungskosten

w10,w15,w20

Gewichtungsfaktoren (gem. Alter der Alt-Anlagen in Jahren)

xmin,xmax,xw

Minimaler, maximaler und wahrscheinlichster Wert der Zufallsvariablen

Zt

Ein-/Auszahlung in Periode t

Economic Evaluation of the Repowering of Onshore Wind Power Plants in Germany

Abstract

Wind power takes a leading role among the renewable energy sources. Whereas in offshore wind power utilization large technical challenges still need to be tackled for commercial exploitation, the replacement of obsolete plants (repowering) in the onshore sector provides an interesting alternative. This paper first provides an overview of the technical, legal and social development concerning wind power utilization in general, and repowering in particular, in Germany. In a next step, by means of model-based analysis, the technical potential for wind power by means of repowering is determined. The theoretical potential is valuated against social aspects. Due to the large heterogeneity of candidate sites for repowering, general potential studies are not suitable for concrete investment decisions. Instead, a detailed economic feasibility study is required. In our study, we performed scenario analysis, also taking into account the repowering-specific risks. The parameter values varied are those for the quality of the site, the size of the wind park, and the age of the wind turbines to be replaced. Finally, we discuss the results and provide an outlook on the development of repowering in light of the novelized EEG. We find that, until now, the repowering potential could not be fully exploited. An intensified realization of repowering projects in the coming years can be expected, due to the technical potential, simplifications in the commissioning process, rising acceptance on the side of the communities due to changes in the tax legislation and, above all, thanks to the incentives for almost all onshore wind parks.

Supplementary material

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Copyright information

© Vieweg+Teubner 2011

Authors and Affiliations

  1. 1.Institute for Future Energy Consumer Needs and Behavior (FCN), Fakultät für Wirtschaftswissenschaften/E.ON Energy Research CenterRWTH AachenAachenDeutschland

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