bachelorarbeit rentabilitätsanalyse für ein nahwärmenetz ... · ii 4.2.1 förderungen auf...
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BACHELORARBEIT
Rentabilitätsanalyse für ein Nahwärmenetz auf Grundlage
einer Hackschnitzelheizung
Im Studiengang Agrarwissenschaften an der Christian- Albrechts- Universität zu Kiel
Fakultät für Agrarwissenschaften
Erster Prüfer: Herr Prof. Dr. Uwe Latacz- Lohmann
Zweiter Prüfer: Herr Dr. agr. Volker Saggau
Lehrstuhl für Landwirtschaftliche Betriebslehre und Produktionsökonomie
Institut für Agrarökonomie
vorgelegt von: Inga Jürgens
Matrikelnummer: 910226
Kiel, im Dezember 2011
I
INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS I
TABELLENVERZEICHNIS III
ABBILDUNGSVERZEICHNIS IV
ANHANGSVERZEICHNIS V
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS VI
1 EINLEITUNG 1
1.1 Problemstellung 1
1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise 3
2 TECHNISCHE GRUNDLAGEN UND RECHTLICHE ASPEKTE 4
2.1 Funktionsweise einer Hackschnitzelheizung 4
2.2 Rechtliche Aspekte 5
2.2.1 Genehmigungsprozesse 5
2.2.2 Grundlagen eines Wärmeliefervertrags 6
3 VORSTELLUNG DES GEPLANTEN WÄRMEKONZEPTS 7
3.1 Beschreibung der Ist- Situation 7
3.2 Projektbeschreibung 9
3.3 Bauliche Umsetzung 10
3.4 Ermittlung der nötigen Wärmemenge für die Hackschnitzelheizung 12
3.4.1 Szenario 1: Wärmeversorgung für den Bereich „Barnser Straße“ 12
3.4.2 Szenario 2: Wärmeversorgung für den Bereich „Im Bendel“ 14
3.4.3 Szenario 3: Wärmeversorgung für den Bereich „Im Bendel“ und
„Hauptstraße“ 15
4 ÖKONOMISCHE ANALYSE 16
4.1 Betrachtung der Unternehmensform 16
4.2 Derzeitige Förderungsmöglichkeiten und das Erneuerbare-Energien-
Gesetz 18
II
4.2.1 Förderungen auf Bundesebene 18
4.2.2 Förderung auf Landesebene 21
4.2.3 Zuschüsse durch die Kraft- Wärme- Kopplung 21
4.3 Überblick über die dynamischen Methoden der Investitionsrechnung 23
4.3.1 Kapitalwertmethode 24
4.3.2 Interne- Zinsfuß- Methode 25
4.3.3 Annuitätenmethode 25
4.3.4 Dynamische Amortisationsrechnung 26
4.4 Ermittlung der Ein- und Auszahlungen der Investition 26
4.4.1 Investitionseinzahlungen 26
4.4.2 Investitionsauszahlungen 29
4.5 Interpretation der Ergebnisse 34
4.6 Sensitivitätsanalyse 37
5 ZUSAMMENFASSUNG UND DISKUSSION 42
LITERATURVERZEICHNIS 44
ANHANG 49
III
TABELLENVERZEICHNIS
Tab 1: Grundszenario des geplanten Nahwärmenetzes 11
Tab 2: Wärmebedarf für den Bereich „Barnser Straße“ 13
Tab 3: Wärmebedarf für den Bereich „Im Bendel“ 14
Tab 4: Wärmebedarf für den Bereich „Im Bendel“ und „Hauptstraße“ 15
Tab 5: Gesamtfördersumme des Bundes für die unterschiedlichen Szenarien 20
Tab 6: Vergütung des KWK-Bonus für die zusätzliche Wärme der
entsprechenden Szenarien 23
Tab 7: Einzahlungen durch den Wärmeverkauf der entsprechenden Szenarien 28
Tab 8: Investitionskosten im Jahr null (einmalige Auszahlungsposten) 31
Tab 9: Jährliche Kosten für den Hackschnitzeleinkauf 32
Tab 10: Kapitalwertberechnung für das Szenario 1 34
Tab 11: Ergebnisse der Rentabilitätsanalyse 36
Tab 12: Veränderungen verschiedener Einflussfaktoren auf den Kapitalwert
(Szenario 1) 38
IV
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
Abb. 1: Entwicklung des Heizölpreises in Deutschland 2
Abb. 2: Verlauf der Gasleitung vom Immenhof zur Ortschaft Melzingen 8
Abb. 3: Verlauf der Jahresdauerlinie 9
Abb. 4: Preisentwicklung Holzhackschnitzel, Holzpellets, Heizöl und Erdgas
(Jahre 2003- 2011) 32
Abb. 5: Gegenüberstellung der Ein- und Auszahlungsposten für Szenario 1 35
Abb. 6: Einfluss unterschiedlicher Wärmemengen auf den Kapitalwert
(Szenario 1) 39
Abb. 7: Einfluss unterschiedlicher Wärmepreise auf den Kapitalwert
(Szenario 1) 40
Abb. 8: Einfluss unterschiedlicher jährlicher Preissteigerungen für Hackschnitzel
auf den Kapitalwert (Szenario 1) 41
V
ANHANGSVERZEICHNIS
Abb. A- 1: Verlauf der Wärmeleitungen 49
Tab. A- 1: Wärmeleitung und Kosten für Szenario 1 50
Tab. A- 2: Wärmeleitung und Kosten für Szenario 2 51
Tab. A- 3: Wärmeleitung und Kosten für Szenario 3 52
Tab. A- 4: Wärmeleitung und Kosten für das Grundszenario 53
Tab. A- 5: Tilgungspläne für die jeweiligen Szenarien 54
Tab. A- 6: Kapitalwertberechnung für das Szenario 2 55
Tab. A- 7: Kapitalwertberechnung für das Szenario 3 55
Tab. A- 8: Sensitivitätsanalyse für das Szenario 2 56
Tab. A- 9: Sensitivitätsanalyse für das Szenario 3 56
VI
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS
% Prozent
§ Paragraph
a Jahr
A0 Anschaffungswert
at Auszahlung im Jahr t
BHKW Blockheizkraftwerk
BMELV Bundesministerium für den ländlichen Raum,
Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz
BMU Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und
Reaktorsicherheit
bzw. beziehungsweise
ca. circa
C.A.R.M.E.N e.V. Zentrales Agrar Rohstoff- Marketing und
Entwicklungsnetzwerk
CO Kohlenmonoxid
CO2 Kohlenstoffdioxid
c.p. ceteris paribus
d.h. das heißt
€ Euro
EEG Erneuerbare Energien Gesetz
et Einzahlungen im Jahr t
FNR Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.
GbR Gesellschaft bürgerlichen Rechts
GenG Genossenschaftsgesetz
ggf. gegebenenfalls
h Stunde
i Zinssatz
i.d.R. in der Regel
iint. Interner Zinsfuß
ikalk. Kalkulatorischer Zinsfuß
IZF interner Zinsfuß
VII
km Kilometer
KfW Kreditanstalt für Wiederaufbau
KWK Kraft- Wärme- Kopplung
kW Kilowatt
kWh Kilowattstunde
kWtherm. Kilowatt thermisch
l Liter
LKD Leistungskostendifferenz
m3
Kubikmeter
mg Milligramm
N Nutzungsdauer
NO Stickoxid
q Aufzinsungsfaktor
r.d. rund
RW Restwert
Srm Schüttraummeter
Sm3
Schüttkubikmeter
t Betrachtungszeitraum in Jahren
WF Wiedergewinnungsfaktor
zzgl. zuzüglich
1
1 EINLEITUNG
Aufgrund der endlichen Rohstoffe wie Öl, Gas oder Uran wird eine nachhaltige
Entwicklung innerhalb der Bevölkerung immer lauter diskutiert. Nicht zuletzt
Meldungen zum Thema Atomausstieg ließen Diskussionen im Bereich
Energiegewinnung freien Lauf. Daher ist gerade jetzt die Stärke der alternativen
regenerativen Energieträger gefragt, um auch für zukünftige Generationen eine
beständige und umweltfreundliche Energieversorgung sicher zu stellen. Dabei
sollte sowohl eine möglichst lokale, als auch politisch und handelstechnisch
unabhängige Verfügbarkeit der erneuerbaren Energieträger vorhanden sein. Der
Rohstoff Holz erbringt die gestellten Anforderungen und wurde schon bereits vor
Millionen Jahren zur Wärmeerzeugung genutzt.
In dieser Arbeit soll die Wärmegewinnung durch eine Holzhackschnitzelheizung
anhand eines Nahwärmenetzes für eine Ortschaft in der Lüneburger Heide
analysiert werden. Im folgenden Gliederungspunkt wird kurz die Problemstellung
zu diesem Bereich erläutert. Des Weiteren wird unter Punkt 1.2 eine genaue
Zielsetzung und Vorgehensweise für die Arbeit beschrieben.
1.1 Problemstellung
Abbildung 1 gibt einen Überblick über die Entwicklung des Heizölpreises im Jahr
2011. Der Verlauf zeigt, warum viele Menschen über alternative
Heizmöglichkeiten nachdenken. Erhebliche Preisschwankungen führen häufig zu
Missgunst bei den Verbrauchern.
Die immensen Preissteigerungen bei den fossilen Energieträgern haben zur Folge,
dass erneuerbare Energien vermehrt wettbewerbsfähiger werden, da sie zumeist
wesentlich kostengünstiger sind (vgl. RUPPERT et al. 2010: 14). Ferner wird
deutlich, dass die Bedeutung der erneuerbaren Energien in den kommenden
Jahren rasant gefragt sein wird. Nicht zuletzt die vereinbarten Klimaschutzziele
zur Verringerung der Treibhausgasemission und die politischen Forderungen zur
regenerativen Energiewende machen diese Entwicklung möglich. Bis zum Jahr
2020 soll der erneuerbare Energien Anteil auf 20 % ausgebaut werden (vgl. BMU
2011).
2
Abb. 1: Entwicklung des Heizölpreises in Deutschland
(Quelle: TECSON: 2011)
Da der Einkauf von Heizöl für viele Menschen einen sehr hohen Kostenfaktor
darstellt, wird vermehrt über kostengünstigere Brennstoffe nachgedacht. Eine
interessante Alternative stellt hierbei die Verbrennung von Holzhackschnitzeln in
einer Hackschnitzelheizung dar. Im Vergleich zum hohen und teils stark
schwankenden Ölpreis, zeigen Holzhackschnitzel einen klaren Kostenvorteil.
Allerdings lohnen sich Hackschnitzelheizungen i.d.R. nicht für kleine
Einfamilienhäuser, da hierfür der Investitionsbedarf für die Heizanlage zu groß
ist. Dennoch stellen größere Feuerungsanlagen, die gleich mehrere Häuser,
beispielsweise über ein Nahwärmenetz versorgen, eine wirtschaftliche und
ökologische Versorgung mit Wärme sicher. Bereits 2008 wurden 54,7 Mio.
Festmeter Holz energetisch genutzt. Dieses entspricht 43 % des Holzaufkommens
insgesamt (vgl. FNR 2011 a: 10). Holz als Energieträger kommt in deutschen
Haushalten immer häufiger zum Einsatz. Bei rd. 14 Mio. Einzelfeuerstätten und
rd. 1 Mio. Holz- Zentralheizungen wird nahezu in jedem 3. Haushalt mit Holz
geheizt (FNR 2011 b). Dabei ist die Verbrennung von Holz nahezu CO2 neutral
und stellt somit eine klimafreundliche und nicht zuletzt fossile Ressourcen
schonende Methode zur Wärmeerzeugung dar.
3
1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise
Ziel dieser Arbeit ist die Rentabilität für ein Nahwärmenetz in der Lüneburger
Heide zu berechnen, das auf Grundlage einer Hackschnitzelheizung betrieben
werden soll. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen den Bauherren, die ein solches
Nahwärmenetz in naher Zukunft realisieren wollen, bei ihrer
Entscheidungsfindung helfen. Dabei werden insgesamt drei verschiedene
Bereiche der Ortschaft betrachtet, die für die Wärmelieferung in Frage kommen.
Diese werden in verschiedene Szenarien unterteilt, da sie alle unterschiedliche
Anforderungen an die jeweilige Realisierung des Projekts stellen. Für jeden
einzelnen Bereich wird eine separate Rentabilitätsanalyse durchgeführt, sodass am
Ende gezeigt werden kann, welcher Bereich der Ortschaft ökonomisch gesehen
am besten für die Erschließung an ein Nahwärmenetz geeignet ist.
Im zweiten Kapitel werden zunächst die technischen Grundlagen einer
Hackschnitzelheizung, sowie die rechtlichen Aspekte dieses Projekts erläutert. Im
folgenden Kapitel 3 erfolgt eine ausführliche Beschreibung der Ist- Situation, da
bereits besondere Gegebenheiten für das Projekt vorliegen. Anschließend werden
die einzelnen Szenarien vorgestellt, sowie die benötigten Wärmemengen ermittelt.
Die ökonomische Analyse erfolgt im Kapitel 4. Dort wird zunächst auf die
Unternehmensformen eingegangen und anschließend erfolgt eine ausführliche
Beschreibung der einzelnen Fördermöglichkeiten. Darauf aufbauend werden die
dynamischen Verfahren der Rentabilitätsanalyse für die unterschiedlichen
Szenarien betrachtet. Im Schlussteil werden die Ergebnisse diskutiert und es
erfolgt eine ökonomische Bewertung.
4
2 TECHNISCHE GRUNDLAGEN UND RECHTLICHE
ASPEKTE
In diesem Kapitel wird der Rohstoff Holz zunächst in seinen Eigenschaften als
Heizgut vorgestellt und die allgemeine Funktionsweise einer
Holzhackschnitzelheizung erläutert. Des Weiteren erfolgt eine Betrachtung der
rechtlichen Aspekte die beim Bau einer Hackschnitzelheizung, die gleichzeitig zur
Erzeugung eines Nahwärmenetzes dient, nicht außer Betracht gelassen werden
dürfen.
2.1 Funktionsweise einer Hackschnitzelheizung
Holzhackschnitzel, oder vereinfacht auch Hackschnitzel, werden durch einen
Hacker vorwiegend aus Baumkronen und aus Holz, dass für alternative Nutzung
keine Verwendung mehr findet, gewonnen. Ein Schüttraummeter (Srm)
Hackschnitzel hat eine Schüttdichte von 210-250 kg/m3 und entspricht
ca. 65- 75 Liter Heizöl. Bei einem Wassergehalt von 30% liefert 1 kg
Hackschnitzel ca. 3,4 kWh Leistung (vgl. HDG BAVARIA 2009 a: 3). Der
Heizwert von Holz beträgt im luftgetrockneten Zustand etwa 14,4 MJ. Somit
ersetzen rund 2,5 kg Holz einen Liter Heizöl (vgl. AID 2005: 18). Damit die
Wärmeerzeugung durch die Verbrennung des Hackguts effizient abläuft sollten
die Hackschnitzel eine homogene Größe, einen entsprechenden Wassergehalt,
geringe Aschegehalte sowie einen hohen Heizwert aufweisen. Die Qualität der
Hackschnitzel wird derzeit nach den Klassen und Spezifikationen der
österreichischen ÖNORM M7133 beschrieben, an der sich sowohl
Kesselhersteller, als auch Brennstofffachanbieter orientieren (vgl. FNR 2010 c).
Im Gegensatz zu Heizöl benötigt man für Hackschnitzel, aufgrund der hohen
Schüttdichte, einen großen Lagerraum. Dieser sollte so konzipiert sein, dass er
zum einen bei der Anlieferung der Hackschnitzel leicht zu befüllen ist und zum
anderen eine angemessene Größe aufweist, um für einen längeren Zeitraum
Hackschnitzel zur Verfügung zu haben. Mit Hilfe eines Rührwerkes oder eines
Schubbodens werden die Hackschnitzel aus dem Lagerraum in die
Förderschnecke geschoben, welche das Heizgut weiter zum Heizkessel
5
transportiert. Die jeweilige benötigte Menge des Brennguts wird durch die
Regeltechnik gesteuert und ist vom Wärmebedarf und von der Qualität der
Hackschnitzel abhängig. Durch diese Technik ist eine stufenlose Regelung von
30% bis 100% der vorhandenen Nennleistung möglich.
Je nach Ausführung wird das Heizgut in der Brennkammer entweder durch
Heißluft oder durch ein Glutbett entzündet. Anfallende Asche wird über eine
automatische Kipprost- Technik in regelmäßigen Abständen aus der
Brennkammer in die darunter liegenden Aschebehälter entsorgt. Die durch die
Verbrennung frei werdende Wärme dient dazu das Heizungswasser zu erwärmen.
Ist der Wärmebedarf gedeckt, wird das überschüssige heiße Wasser in den
Pufferspeicher befördert und kommt beim Anstieg des Wärmebedarfs wieder zur
Nutzung. Dieses System dient dazu eine effiziente Ausnutzung der Heizanlage zu
gewährleisten. Die Wärmeverteilung und Wärmeabgabe zu den jeweiligen
Wärmeübergabestationen wird ebenfalls über bestimmte Regelvorrichtungen
gesteuert. Somit läuft die Heizung weitestgehend automatisch, lediglich die
Befüllung des Lagers und die Entleerung des Aschebehälters ist per Hand
durchzuführen (vgl. AID 2005: 21ff).
2.2 Rechtliche Aspekte
In diesem Punkt soll erläutert werden welche Anforderungen eine
Hackschnitzelheizung erfüllen muss, damit die Genehmigungsprozesse erteilt
werden und es zu keinerlei Komplikationen beim Bau der Anlage kommt.
Außerdem soll unter Punkt 2.2.2 aufgezeigt werden welche Inhalte in einem
Wärmeliefervertrag zwischen dem Abnehmer und dem Wärmelieferanten geregelt
werden müssen.
2.2.1 Genehmigungsprozesse
Beim Bau einer Hackschnitzelheizung sollte man sich vorab im Klaren sein
welche immissionsschutz- und baurechtlichen Verordnungen zu erwarten sind.
Mit dem Bundesimmissionsschutzgesetz soll schädlichen Umwelteinwirkungen
vorgebeugt werden (BRÜGGEMANN 2010). Das Bundesimmissionsgesetz
(BImSchG) schreibt bestimmte Grenzwerte für Staub, Stickoxide (NO) und
Kohlenmonoxid (CO) vor. Anlagen die unter die „Verordnung für kleine und
6
mittlere Feuerungsanlagen“ (1. BImSchG) fallen, sind nicht
genehmigungsbedürftig, müssen aber die vorgeschriebenen Grenzwerte einhalten.
Zu diesen zählen Anlagen im Leistungsbereich von 4 kW bis 1 MW. Ab einer
Gesamtnennleistung von 1 MW gilt die 4. BImSchG. Solche Anlagen sind
genehmigungsbedürftig (vgl. BImSchG 1974).
Gemäß der rechtlichen Vorschriften der Feuerverordnung (FeuVO) für das Land
Niedersachsen ist für Anlagen mit einer Nennleistung von mehr als 50 kW nach
§ 6 der Feuerverordnung ein eigener Heizraum erforderlich. Für diesen sind
bestimmte Richtwerte in Bezug auf Mindestvolumen und Raumhöhe einzuhalten.
Ebenfalls darf der Heizraum nicht anderweitig genutzt werden. Entsprechende
Durchlüftungssysteme, sowie Lüftungsleitungen für die Heizräume sind ebenfalls
gemäß der Verordnung einzuhalten und einzurichten (vgl. FeuVO 2008).
2.2.2 Grundlagen eines Wärmeliefervertrags
Die Lieferung von Wärme sollte zwischen dem Betreiber und dem Kunden in
einem Wärmeliefervertrag geregelt sein. In diesem sind alle wirtschaftlichen und
technischen Bedingungen für den korrekten Betrieb der Wärmeübergabestation
und der Wärmelieferung einvernehmlich festgelegt (vgl. UWE). Die Lieferung
von Wärme stellt für den jeweiligen Wärmeliefanten eine Dienstleistung dar, die
auch als „Wärmecontracting“ bezeichnet wird. Solche Contracting- Modelle
gewinnen immer mehr an Bedeutung, da die Kommune einem privaten Investor
die Investition überlässt und entsprechend nur für die gelieferte Energie zahlen
muss (vgl. AID 2005: 19). In dem Vertrag zwischen den beiden Parteien wird
unter anderem festgelegt die Höhe des Wärmepreises festgesetzt. Der Wärmepreis
sollte sich dabei an den jeweiligen Verhältnisse auf dem Wärmemarkt orientieren.
Derjenige der die Wärme liefert verpflichtet sich über einen festgelegten Zeitraum
die gestellten Forderungen einzuhalten. Gleichzeitig hat derjenige dadurch aber
auch eine gesicherte Abnahme seiner Wärme und kann somit besser planen. Die
Regelungen werden gemäß der „Verordnung über Allgemeine Bedingungen für
die Versorgung mit Fernwärme“ (AVB FernwärmeV) beschlossen, können jedoch
in einigen Bereichen auch individuell gestaltet werden (vgl. AVB
FERNWÄRMEV 2010).
Ob der Wärmeliefervertrag individuell für jeden einzelnen Abnehmer, oder
7
allgemein für alle Abnehmer beschlossen wird, bleibt einem ebenfalls selbst
überlassen.
3 VORSTELLUNG DES GEPLANTEN WÄRMEKONZEPTS
Im vorliegenden Kapitel wird als erster Punkt die Ist-Situation des zu
analysierenden Planungsobjekts betrachtet. Hierbei werden zunächst die
Standorteigenschaften beschrieben. Dabei wird vor allem die bereits vorhandene
Biogasanlage näher erläutert, die ebenfalls für das geplante Projekt berücksichtigt
werden muss. Diese heizt zurzeit über ein Satelliten BHKW einen Teil der
Ortschaft und am Standort Immenhof einige Gebäude.
Im Punkt 3.2 wird das geplante Projekt näher erläutert, worauf der darauf
folgenden Punkt 3.3 aufbaut. Dort wird die nötige Wärmemenge für verschiedene
Teile der Ortschaft ermittelt und in unterschiedliche Szenarien unterteilt.
3.1 Beschreibung der Ist- Situation
Im Jahr 2004 entschlossen sich vier Landwirte des Landkreises Uelzen eine
Biogasanlage zu bauen und gründeten dazu die Biogas GbR. Die damalige
Novellierung des Erneuerbare- Energien- Gesetztes (EEG) löste einen
regelrechten Boom in Sachen Biogas aus und stellte für die Landwirten eine gute
Alternative dar, um neue Betriebszweige aufzubauen. Die Biogasanlage ging im
Juli 2005 mit einer Leistung von 300 kW ans Netz. Standort der Anlage ist der
Immenhof, der sich ca. drei km von der Ortschaft Melzingen entfernt befindet.
Die Ortschaft Melzingen liegt in der Lüneburger Heide im Landkreis Uelzen und
hat ca. 300 Einwohner. Auf dem Immenhof befindet sich die Hofstelle der Familie
Schulz, die Teilhaber der Biogas GbR sind. Es bot sich an, die durch das BHKW
frei werdende Abwärme über ein Wärmenetz zu nutzen, um Teile der Hofstelle zu
heizen. Derzeit befinden sich an dem Wärmenetz Immenhof eine Stallanlage, eine
Gärtnerei, eine Getreidetrocknung, sowie sechs Wohnhäuser. Die einzelnen
Gebäude werden über eine Wärmeleitung mit dem jeweiligen Bedarf an Wärme
versorgt. Insgesamt werden hierfür ca. 700.000 kWh Wärme pro Jahr verbraucht
(SCHULZ 2011).
Ende 2010 ging ein weiteres BHKW mit einer Leistung von 190 kW in Betrieb.
Dieses befindet sich jedoch an der Ortschaft Melzingen, sodass eine
8
Mikrogasleitung verlegt werden musste. Laut GROTHOLT (2009) werden mit
zunehmender Länge Nahwärmeleitungen aufgrund teurer Isolierung und hoher
Wärmeverluste unrentabel (GROTHOLT 2009). Daher ist es nötig, das BHKW
dort zu errichten, wo die produzierte Wärme genutzt wird. Somit wurde eine
3.100 m lange Gasleitung verlegt, um das Satelliten BHKW mit Biogas zu
versorgen. Die Abwärme wird genutzt, um Teile der Ortschaft Melzingen zu
beheizen.
Zurzeit befinden sich am Wärmenetz fünf Wohnhäuser und ein Kindergarten mit
einem Gesamtwärmeverbrauch von ca. 200.000 kWh pro Jahr. (SCHULZ 2011)
Laut STAMER (2011) ist mit ca. 1850 Vollbenutzungsstunden des Heizkessels im
Jahr zu rechnen (STAMER 2011). Folglich entspricht dieses einer Kesselleistung
von 108 kW.
Abbildung 2 zeigt den Verlauf der Gasleitung, sowie die Lage der Ortschaft
Melzingen und des Immenhofes.
Abb. 2: Verlauf der Gasleitung vom Immenhof zur Ortschaft Melzingen
(Quelle: Landesvermessung und Geobasisinformation Niedersachsen- LGN: 2003)
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3.2 Projektbeschreibung
Das Satelliten BHKW an der Ortschaft Melzingen hat eine Leistung von 190 kW
und heizt derzeit fünf Wohnhäuser, sowie einen Kindergarten. Da jedoch noch
mehr Bürger bereit wären, Wärme in dieser Form abzunehmen, soll geprüft
werden, inwieweit es rentabel ist zusätzlich eine Holzhackschnitzelheizung zu
errichten, um noch weitere Häuser zu beheizen. Die Hackschnitzelheizung soll
hierfür direkt neben das BHKW gebaut werden. Die Grundlast für die Wärme soll
das BHKW liefern. Mittel- und Spitzenlast sollen von der Hackschnitzelheizung
kommen. Die Grundlast beschreibt dabei den ganzjährig gleich bleibenden Bedarf
an Wärme, der dem Bedarf in den Sommermonaten entspricht. In Mitteleuropa ist
der Heizbedarf sehr unterschiedlich. In den Wintermonaten, sowie Herbst und
Frühjahr wird viel Wärme benötigt. Im Sommer hingegen wird i.d.R. die Wärme
nur für die Warmwasserbereitung gebraucht und dementsprechend ist die
Abnahme nur sehr gering. Das heißt, dass die Hackschnitzelheizung im Sommer
komplett heruntergefahren werden kann. In Form einer Jahresdauerlinie (vgl.
Abbildung 3) kann gezeigt werden, wie viel Tage im Jahr eine bestimmte
Energiemenge nachgefragt wird. Der Verlauf der Jahresdauerlinie zeigt den
typischen Verlauf einer e-x
Funktion.
Abb. 3: Verlauf der Jahresdauerlinie
(Quelle: http://www.ib-news.de/content/img/Jahresdauerlinie(1).jpg)
10
3.3 Bauliche Umsetzung
Es sollen insgesamt drei verschiedene Szenarien für unterschiedliche Bereiche der
Ortschaft betrachtet werden, für die jeweils die benötigte Wärmemenge ermittelt
wird. Daraus lässt sich ableiten, wie groß die Hackschnitzelheizung gebaut
werden muss. Dabei wird das bereits vorhandene Wärmenetz, für die fünf
Wohnhäuser und den Kindergarten, dass derzeit über das Satelliten BHKW
versorgt wird, immer in die Berechnung mit einbezogen. Dies bedeutet, dass
generell jährlich 200.000 kWh Anschlussleistung anfallen.
Laut SCHULZ soll von dieser bereits vorhandenen Wärmeleitung ein Abzweig
gelegt werden, der weitere sechs Einfamilienhäuser, sowie zwei Bauernhäuser, die
sich in unmittelbarer Nachbarschaft befinden, versorgen soll. Dieses Vorhaben
soll in jedem der drei Szenarien mit einbezogen werden, da dieses ohnehin
geplant ist (SCHULZ 2011). Für die Einfamilienhäuser wird ein
Durchschnittsverbrauch von 15 kW als Pauschalwert angenommen
(vgl. STAMER 2011). Bei insgesamt sechs Einfamilienhäusern ergibt sich somit
eine Anschlussleistung von 90 kW bzw. 166.500 kWh Abnahme pro Jahr. Die
beiden großen Bauernhäuser besitzen zusammen einen Wärmejahresbedarf von
3000 l und 8000 l Heizöl. Dies entspricht ca. 30.000 kWh bzw. 80.000 kWh
(vgl. IZNE). Bezogen auf 1.850 Vollbenutzungsstunden im Jahr ergibt sich eine
Kesselleistung von jeweils 16 kW bzw. 43 kW pro Stunde. Diese unterschiedlich
hohen Werte kommen aufgrund unterschiedlicher Isolierung der Häuser
zustanden. Das bedeutet, dass für das von vornherein geplante Projekt insgesamt
276.500 kWh jährlich bzw. 149 kW Anschlussleistung pro Stunde an Wärme
abgenommen werden. Dieses Szenario wird als Grundszenario betrachtet, das in
den drei weiteren Szenarien immer mit berücksichtigt wird.
In Tabelle 1 werden die einzelnen Posten noch einmal aufgeführt.
11
Tab 1: Grundszenario des geplanten Nahwärmenetzes
6 Einfamilienhäuser ἀ 15 kW 90 166.500
Bauernhaus 1 (3.000 l Heizöl) 16 30.000
Bauernhaus 2 (8.000 l Heizöl) 43 80.000
Gesamtbedarf: 149 276.500
Wärmebedarf
(kW)
Wärmebedarf bei
1850 h/Jahr (kWh)Grundszenario
(Quelle: Eigene Berechnung)
Die Wärmeleitung, die hierfür verlegt werden muss ist insgesamt ca. 280 m lang.
Wichtig bei der Planung zur Verlegung der Trasse ist, dass diese möglichst durch
die jeweiligen Grundstücke der Wärmeabnehmer verläuft, damit es zu keinerlei
Komplikationen mit den Nachbarn kommt. Die Wärme, die im
Blockheizkraftwerk und in der geplanten Hackschnitzelheizung produziert wird,
erhitzt Wasser, das über Pumpen in im Boden verlegte Rohre zu den jeweiligen
Häusern transportiert wird. Hierbei spricht man vom sogenannten Vorlauf. Über
einen Hausanschluss steht die Wärme dann den Häusern zur Verfügung. Das
abgekühlte Wasser fließt dann wieder zurück zu den Anlagen, wo es wiederrum
erneut erhitzt wird. Dieses bezeichnet man als Rücklauf. Je nach Wärmebedarf
unterscheidet man generell zwei Rohrtypen. Die DUO- Rohre, bei denen Vor- und
Rücklauf in einem Rohr zusammengefasst sind, und die UNO- Rohre, bei denen
Vor- und Rücklauf in separaten Rohren verlaufen. Im Anhang sind die
Berechnungen für die Rohre, mit den verschiedenen Rohrtypen, für alle Szenarien
in Anlehnung an die Firma Staba Tec, aufgeführt (vgl. STAMER 2011).
Für die Verlegung der Wärmeleitung, inklusive der Tiefbauarbeiten, sowie das
Material, den Verschnitt und den Zuschnitt der Rohre ergeben sich für das oben
aufgeführte Grundszenario Kosten in Höhe von 17.877 €. Zusätzlich müssen zwei
Straßen durchquert werden, sodass mit weiteren Kosten in Höhe von 2400 € für
die sogenannte Pressung der Straße zu rechnen ist. Somit beträgt die
Gesamtsumme 20.277 €.
Im Folgenden sollen nun die drei Szenarien kurz beschrieben und die nötige
Wärmemenge ermittelt werden. Dabei wird das oben aufgeführt Grundszenario
immer in der jeweiligen Betrachtungen mit einbezogen. Außerdem sind die
bereits angeschlossenen Häuser der Ortschaft ebenfalls in jedem Szenario mit
12
einzuberechnen, da dieser Teil an Wärme grundsätzlich anfällt. Aus den
jeweiligen Wärmemengen lässt sich anschließend die Größe der
Hackschnitzelheizung ermittelt. Dabei ist aber zu berücksichtigen, dass die
Grundlast für die Wärme über das Blockheizkraftwerk der Biogasanlage kommen
soll und die Mittel- und Spitzenlasten von der zu planenden
Hackschnitzelheizung.
3.4 Ermittlung der nötigen Wärmemenge für die
Hackschnitzelheizung
Das 190 kW Satelliten BHKW an der Ortschaft Melzingen hat eine thermische
Leistung von 202 kWtherm. und soll die Grundlast an Wärme zur Verfügung
stellen.
In den nachfolgenden Gliederungspunkten werden nun die benötigten
Wärmemengen für die verschiedenen Szenarien aufgelistet. Daraus lässt sich
schließlich ableiten, wie hoch die jeweilige Grundlast ist, die vom Satelliten
BHKW gedeckt werden soll und letzten Endes wie groß die geplante
Hackschnitzelheizung werden muss.
3.4.1 Szenario 1: Wärmeversorgung für den Bereich „Barnser Straße“
Der Bereich Barnser Straße befindet sich am weitesten entfernt vom BHKW und
der geplanten Hackschnitzelheizung. Die Gesamtlänge der Wärmeleitung, die
hierfür verlegt werden muss, beträgt 599 m.
Insgesamt sollen im Bereich Barnser Straße 13 Einfamilienhäuser angeschlossen
werden. Die Anschlussleistung beläuft sich für diesen Bereich auf 195 kW. Auf
ein Jahr bezogen sind dies 360.750 kWh Wärmeabnahme. Zuzüglich des in jedem
Szenario zu betrachtenden Grundszenarios und des bereits angeschlossenen
Bereiches in der Ortschaft, summiert sich somit die Gesamtwärmeabnahme für
dieses Szenario auf 453 kW bzw. 837.250 kWh /a.
Tabelle 2 verdeutlicht die einzelnen Posten noch einmal.
13
Tab 2: Wärmebedarf für den Bereich „Barnser Straße“
Szenario 1
Bereich "Barnser Straße"
13 Einfamilienhäuser ἀ 15 kW 195 360.750
Grundszenario 149 276.500
Gesamtbedarf: 453 837.250
Nettoanschlussleistung: 308 569.330
Wärmebedarf
(kW)
Wärmebedarf bei
1850 h/Jahr (kWh)
bereits angeschlossener
Bereich108 200.000
(Quelle: Eigene Berechnung)
Das BHKW der Biogasanlage sollte mindestens 60 % der ermittelten
Kesselleistung erbringen können. Dieses stellt die sogenannte Grundlast dar.
Generell kann man bei der Ermittlung des Wärmebedarfs davon ausgehen, dass
ca. 15 % durch die nicht mehr anfallenden Abgasverluste in den Heizungsanlagen
abzuziehen sind. Außerdem sind ca. 20 % als Gleichzeitigkeitsfaktor zu
berücksichtigen. Dieses beschreibt die Leistung, die maximal von den
Verbrauchern gleichzeitig angefordert werden kann (vgl. STAMER 2011). Nach
Berücksichtigung dieser Faktoren erhält man die Nettoanschlussleistung.
Für Szenario 1 ergibt sich aus dem Gesamtbedarf demnach folgende
Nettoanschlussleistung:
453 kW* 0,85 *0,8 = 308 kW Nettoanschlussleistung
Wie eingangs erwähnt sollte das Blockheizkraftwerk der Biogasanlage 60 % der
Anschlussleistung erbringen, um die Grundlast zu decken. Das ergibt folgende
Rechnung:
308 kW * 0,6 = 185 kW Grundlast.
Nachdem geklärt ist, wie viel Leistung das BHKW stellt, kann daraus abgeleitet
werden, wie groß die zu planende Hackschnitzelheizung sein muss. Diese muss
die restlichen 40 % an Mittel- und Spitzenlast an Wärme zur Verfügung stellen.
Das wären genau 123 kW.
14
3.4.2 Szenario 2: Wärmeversorgung für den Bereich „Im Bendel“
Ein weiterer Bereich der Ortschaft, der bereit wäre Wärme abzunehmen, ist der
Bereich „Im Bendel“. Die Wärmeleitung die hierfür vom BHKW und der
Hackschnitzelheizung zu den jeweiligen Häusern verlegt werden müsste ist 599 m
lang. Insgesamt sollen in diesem Teil der Ortschaft 15 Häuser angeschlossen
werden. Somit ergibt sich eine Anschlussleistung von 225 kW. Summiert man
auch hier das Grundszenario und den Wärmebedarf des bereits angeschlossenen
Bereiches dazu, ergibt sich ein Gesamtbedarf von 483 kW bzw. 892.750 kWh/ a
Anschlussleistung. Tabelle 3 macht die einzelnen Posten noch einmal deutlich.
Tab 3: Wärmebedarf für den Bereich „Im Bendel“
Szenario 2
Bereich "Im Bendel"
15 Einfamilienhäuser ἀ 15 kW 225 416.250
Grundszenario 149 276.500
Gesamtbedarf: 483 892.750
Nettoanschlussleistung: 328 607.070
Wärmebedarf
(kW)
Wärmebedarf bei
1850 h/Jahr (kWh)
bereits angeschlossener
Bereich108 200.000
(Quelle: Eigene Berechnung)
Auch hier sind vom Gesamtbedarf 15 % durch die nicht mehr anfallenden
Abgasverluste in den Heizungsanlagen abzuziehen, sowie 20 % als
Gleichzeitigkeitsfaktor zu berücksichtigen, sodass sich eine
Nettoanschlussleistung von 328 kW ergibt.
Da auch für dieses Szenario die Grundlast von 60 % über die Biogasanlage
bereitgestellt werden soll, muss diese somit 197 kW Wärme liefern.
Da das BHKW eine thermische Leistung von 202 kW hat, ist dieses nahezu
perfekt ausgelastet, da die gesamte produzierte Wärme wirtschaftlich verwertet
werden kann. Die restlichen 131 kW werden über die Hackschnitzelheizung
bereitgestellt.
15
3.4.3 Szenario 3: Wärmeversorgung für den Bereich „Im Bendel“ und
„Hauptstraße“
Szenario 3 betrachtet zusätzlich zum Bereich „Im Bendel“ den Bereich
„Hauptstraße“, in dem weitere Gebäude mit Wärme versorgt werden sollen. Die
Wärmeleitung für dieses Szenario hat eine Gesamtlänge von 800 m. Insgesamt
sollen noch vier weitere Häuser zu den unter Punkt 3.4.2 vorgestellten Szenario
hinzukommen. Das heißt, dass nun nicht nur 15 Häuser, sondern 19 Häuser mit
Wärme versorgt werden sollen. Demnach ergibt sich hierfür ein Wärmebedarf von
285 kW. Tabelle 4 zeigt die Wärmengen für diesen Bereich auf.
Tab 4: Wärmebedarf für den Bereich „Im Bendel“ und „Hauptstraße“
19 Einfamilienhäuser ἀ 15 kW 285 527.250
Grundszenario 149 276.500
Gesamtbedarf: 543 1.003.750
Nettoanschlussleistung: 369 682.550
bereits angeschlossener
Bereich108 200.000
Szenario 3
Bereich "Im Bendel" und
"Hauptstraße"
Wärmebedarf
(kW)
Wärmebedarf bei
1850 h/Jahr (kWh)
(Quelle: Eigene Berechnung)
Zuzüglich des Grundszenarios und des bereits angeschlossenen Bereiches der
Ortschaft ergibt sich ein Gesamtbedarf von 543 kW bzw. 1.003.750 kWh/ a
Anschlussleistung. Die letztendlich maßgebende Nettoanschlussleistung beträgt
369 kW.
Bei einer Grundlast von 60 % muss das Biogas- BHKW demnach 221,54 kW
bereitstellen.
Allerdings hat das BHKW lediglich eine thermische Leistung von 202 kW. Das
heißt, die Leistung um die Grundlast zu decken reicht nicht aus. Demnach muss
die Hackschnitzelheizung einen Teil der Grundlast decken und kann daher in den
Sommermonaten nicht komplett herunter gefahren werden. Die
Hackschnitzelheizung muss 147,7 kW an Wärme bereitstellen zuzüglich der
fehlenden Grundlast.
16
4 ÖKONOMISCHE ANALYSE
Im Gliederungspunkt 4 wird der Kern dieser Arbeit, die Ökonomische Analyse,
betrachtet. Bevor die einzelnen Methoden der Rentabilitätsanalyse aufgezeigt und
berechnet werden, erfolgt unter Punkt 4.1 zunächst ein Blick auf die
Unternehmensformen. Dort wird erläutert welche Aspekte die Investition durch
eine Bürgergenossenschaft, oder durch die Biogas GbR bringt. Des Weiteren
werden im Punkt 4.2 die Fördermöglichkeiten, die beim Bau einer
Hackschnitzelheizung mit Anschluss an ein Nahwärmenetz und der Kraft-
Wärme- Kopplung durch die Biogasanlage genutzt werden können, erläutert.
Gliederungspunkt 4.3 gibt einen allgemeinen Überblick über die dynamischen
Methoden der Investitionsrechnung, die letztendlich im Punkt 4.4 angewandt
werden. Schließlich erfolgt eine Interpretation dieser Ergebnisse und eine
Risikobetrachtung in Form einer Sensitivitätsanalyse.
4.1 Betrachtung der Unternehmensform
Die Rechtsform eines Unternehmens ist der rechtliche Rahmen, der nicht nur die
unterschiedlichen Interessen im Innenverhältnis des Unternehmens regelt, sondern
auch die rechtlichen Beziehungen im Außenverhältnis (LAND & WIRTSCHAFT
2011: 7).
Die für das Planungsobjekt möglichen Rechtsformen sind zum einen die
Genossenschaft, durch Gründung einer Bürgergenossenschaft, und zum anderen
die Gesellschaft bürgerlichen Rechts (GbR), in Form der Biogas GbR. Obwohl es
noch andere Arten der Rechtsform gibt, sollen in diesem Beispiel nur diese
Formen betrachtet werden.
Die Genossenschaft bezweckt die Förderung des Erwerbs oder der Wirtschaft
ihrer Mitglieder mittels gemeinschaftlichen Geschäftsbetriebs (§1, Abs.1, GenG)
und ist dadurch eine zum Wohle der Mitglieder angelegte Gesellschaft, die eine
gleichberechtigte Teilnahme aller Mitglieder unabhängig von der Höhe der
Einlage an der Entscheidungsfindung vorsieht (RUPPERT et al. 2010: 59 f.).
Mitglieder einer Bürgergenossenschaft, in diesem Fall die Einwohner der
Ortschaft Melzingen, können sich mit einem bestimmten Eigenkapitalanteil in das
Projekt einkaufen und haben somit ein gemeinschaftliches Beteiligungsrecht. Je
17
nach Höhe der Einlage lässt sich die Haftung in einer Satzung festlegen. Auf der
Mitgliederversammlung, die i. d. R. mindestens einmal im Jahr stattfindet, wählen
die Mitglieder einen Aufsichtsrat, der den Vorstand überwacht. Im Gegensatz zu
einer Kapitalgesellschaft ist die Genossenschaft immer personenbezogen, d.h. es
ist unrelevant wie hoch die jeweilige Kapitalanlage ist, lediglich die Anzahl der
Mitgliedschaften ist relevant. Dies hat jedoch zum Nachteil, dass die Verteilung
der Stimmrechte nicht nach Kapitalanteilen, sondern nach Personen erfolgt. Somit
ist es für finanzstarke Einwohner unattraktiv einen höheren Kapitaleintrag zu
tätigen (vgl. RUPPERT et al 2010: 60). Dennoch ist die Finanzierung über eine
Bürgergenossenschaft förderlich, denn dadurch bleibt eine gute Dorfgemeinschaft
erhalten und die Mitglieder haben Stimmrecht und Einfluss auf das geplante
Vorhaben. Nicht zuletzt können sie möglicherweise durch ihren eingebrachten
Eigenkapitalanteil einen Wärmepreis zu guten Konditionen erhalten. Derzeit
existieren viele dieser „Energie- Genossenschaften“ und der Trend nimmt immer
mehr zu. Die Anreize des Erneuerbare- Energien- Gesetz (EEG) und das Ziel zum
Schutz der Umwelt sind Anreize für die Bürger in solche Projekte zu investieren.
Für das zu planende Wärmenetz in Melzingen ist ebenfalls vorgesehen eine
Genossenschaft zu gründen.
Für die nachfolgende Planung wird jedoch davon ausgegangen, dass die
Investition über die Biogas GbR erfolgen soll. Diese wurde 2004 zum Bau der
Biogasanlage, mit vier Mitgliedern gegründet. Die Gesellschaft bürgerlichen
Rechts (GbR) verpflichtet sich gegenseitig durch einen Gesellschaftsvertrag und
hat zum Ziel, die im Vertrag vereinbarten Punkte gemeinschaftlich zu erreichen.
Die Haftung erfolgt durch alle Gesellschafter, auch durch ihr Privatvermögen.
Diese Vollhaftung hat zur Folge, dass aus Risikogründen eine solche Rechtsform
für das zu planende Projekt eher unvorteilhaft ist. Dennoch wird im Folgenden
davon ausgegangen, dass die Investition durch die Biogas GbR mit einem
Eigenkapitalanteil von 20 % erfolgen wird (vgl. SCHULZ 2011).
18
4.2 Derzeitige Förderungsmöglichkeiten und das Erneuerbare-
Energien- Gesetz
Bei der Planung eines Nahwärmenetzes durch Erneuerbare Energien wirkt eine
hohe Investitionssumme häufig abschreckend. Daher gibt es in Deutschland
verschiedene und sehr vielfältige Förderprogramme.
Für die geplante Hackschnitzelheizung und das Nahwärmenetz existieren
Programme auf Landes- und auf Bundesebene. Für die Biogasanlage wird die
Förderung des Erneuerbare- Energien- Gesetzes in Bezug auf die Kraft- Wärme-
Kopplung erläutert.
4.2.1 Förderungen auf Bundesebene
Auf Bundesebene gibt es zurzeit zwei große Förderpakete mit denen sowohl der
Investitionsanreiz, als auch die Wirtschaftlichkeit für die Bereitstellung von
erneuerbaren Energien gestärkt werden soll. Die aktuelle Förderung erfolgt derzeit
nach den Richtlinien zur Förderung von Maßnahmen zur Nutzung Erneuerbare
Energien im Wärmemarkt vom 11. März 2011 (vgl. BMU 2011 a). Das so
genannte Marktanreizprogramm (MAP) des Bundesamts für Wirtschafts- und
Ausfuhrkontrolle (BAFA) umfasst zum einen Investitionszuschüsse über die
BAFA und zum anderen Zinszuschüsse und Darlehen der Kreditanstalt für
Wiederaufbau (KfW). Förderungsberechtigt sind Privatpersonen, Freiberufler,
Gewerbebetriebe, Körperschaften, Landwirte oder Vereine und Kommunen.
Es existieren besondere Vorschriften für Investitionszuschüsse der BAFA und für
die Zinszuschüsse und Darlehen der KfW. Emissionsgrenzwerte und technische
Anforderungen müssen von der Hackschnitzelheizung eingehalten werden. Der
Kohlenmonoxidanteil darf bei Nennwärmeleistung und Teilbetrieb maximal
250 mg/m3 betragen, staubförmige Emissionen maximal 50 mg/m
3 und der
Kesselwirkungsgrad sollte mit mindestens 89 % ausgelegt sein (vgl. BMU
2011 b: 9). Diese Vorschriften gilt es einzuhalten, um auf Dauer die Fördermittel
zu erhalten. Im Fallbeispiel wird davon ausgegangen, dass die gestellten
Anforderungen erfüllt werden.
Automatisch beschickte Hackschnitzelheizungen mit einer Nennwärmeleistung
von 5 kW bis 100 kW werden über die BAFA- Förderung pauschal mit 1000 € je
19
Anlage gefördert. Förderfähig sind aber nur Anlagen, deren Pufferspeicher ein
Mindestspeichervolumen von 30 l/ kW hat (vgl. BMU: 2011 b: 15). Des
Weiteren können Bonusförderungen gewährleistet werden, wenn gleichzeitig eine
förderfähige Solaranlage errichtet wird (Regenerativer Kombinationsbonus) oder
aber die förderfähige Biomasseanlage besonders effizient gedämmten
Wohngebäude dient (Effizienzbonus) (vgl. BAFA 2011).
Anlagen mit einer Nennwärmeleistung von mehr als 100 kW, die über einen
Pufferspeicher verfügen und an ein Nahwärmenetz angeschlossen sind, werden
über das KfW- Programm Erneuerbare Energien (Programmteil Premium)
gefördert. Der Antrag für diese Förderung muss bei der jeweiligen Hausbank, vor
Beginn des Bauvorhabens, gestellt werden. Die jeweilige Hausbank vergibt einen
Kredit, wobei die KfW eine Förderung auf diesen Kredit in Form eines
Tilgungszuschusses ausbezahlt (vgl. FACHVERBAND BIOGAS e.V. 2011 3).
Kredite mit einer Laufzeit von 10 Jahre erhalten einen festen Zinssatz. Laufen
diese länger als 10 Jahre, so wird danach ein neuer Zinssatz festgeschrieben.
Dabei können drei tilgungsfreie Anlaufjahre zur Entlastung des Unternehmens
vereinbart werden. In dieser Zeit ist nur der Zins zu zahlen, danach wird der
Kredit in gleich hohen vierteljährlichen Raten zuzüglich der Zinsen auf den noch
offenen Kreditbetrag getilgt (vgl. KfW 2011). Es können bis zu 100 % der
Nettoinvestition finanziert werden. Im „Programmteil Premium“ stellt die KfW
für natürliche Personen einen Kredit mit einem Nominalzinssatz von 1,75 %
(effektiv 2,49 %) für eine langfristige Investition zur Verfügung (vgl. KfW 2011).
Außerdem vergibt die KfW Tilgungszuschüsse je Kilowattstunde für große
Biomasseanlagen (mehr als 100 kW Nennwärmeleistung) die sowohl zur
thermischen Nutzung, als auch gleichzeitig zur kombinierten Strom- Wärme-
Erzeugung (KWK) dienen (vgl. BMU 2011 b: 19). Da die Hackschnitzelheizung
allerdings nur Wärme liefert, können diese Konditionen nicht genutzt werden.
Der Fördersatz für das Nahwärmenetz im Rahmen der Wärmenetzförderung durch
das BAFA beträgt je Millimeter Innendurchmesser der Wärmerohre 1 € je
Trassenmeter. Die Förderung beschränkt sich hier allerdings auf KWK- Anlagen.
Der Maximalfördersatz beläuft sich auf 5 Mio. € bzw. 20 % der ansatzfähigen
Investitionssumme. Vorhaben, die vor dem 01. Januar 2009 begonnen wurden und
20
nicht zum Zeitpunkt der Antragsstellung fertig sind, werden nicht mehr gefördert.
Des Weiteren muss die Heizanlage mindestens 50 % der Wärme aus Erneuerbaren
Energien in das Nahwärmenetz einspeisen und es muss mindestens ein Abnehmer
angeschlossen sein, der nicht gleichzeitig Eigentümer oder Betreiber der
einspeisenden KWK-Anlage ist (vgl. FACHVERBAND BIOGAS e.V. 2011: 1 f).
Die KfW fördert ebenfalls Nahwärmenetze, jedoch in Abhängigkeit davon, ob der
Antragsteller gleichzeitig auch eine Zulassung auf Förderung durch das BAFA
erhält. Auch hier gelten gesetzliche Fördervoraussetzungen. Mindestens 50 % der
Wärme, die in das Wärmenetz fließt, muss aus Erneuerbaren Energien bestehen
und es muss im Mittel über das gesamte Netz ein Mindestwärmeabsatz von
500 kWh pro Jahr und Meter Trasse nachgewiesen werden. Allerdings wird hier
eine Förderung gewährt, ohne das eine gleichzeitige Kraft- Wärme- Kopplung
vorhanden sein muss. Der Fördersatz wird in Form eines Tilgungszuschusses
vergeben und beträgt ohne Zusatzförderung des BAFA 60 € je Trassenmeter.
(Höchstbetrag 1 Mio. €) Nutzt der Antragssteller gleichzeitig die Konditionen des
BAFA, so beträgt der Fördersatz der KfW nur 20 € je Trassenmeter.
(Höchstbetrag 300.000 €) Hinzu kommt, dass im Rahmen des Programms der
KfW, Hausübergabestationen mit jeweils 1800 € bezuschusst werden, wenn es
sich bei den Häusern nicht um Neubauten handelt (vgl. FACHVERBAND
BIOGAS e.V. 2011: 3 f).
Für das Planbeispiel werden die gestellten Anforderungen erfüllt.
Tab 5: Gesamtfördersumme des Bundes für die unterschiedlichen Szenarien
Fördertopf Art der Förderung Förderhöhe Fördersumme (€)
Szenario 1 KfW Wärmenetz 60 € je Trassenmeter 52.740
KfW Übergabestation 1800 € je Übergabest. 37.800
90.540
Szenrio 2 KfW Wärmenetz 60 € je Trassenmeter 50.580
KfW Übergabestation 1800 € je Übergabest. 41.400
91.980
Szenario 3 KfW Wärmenetz 60 € je Trassenmeter 64.800
KfW Übergabestation 1800 € je Übergabest. 48.600
113.400Gesamtförderung:
Gesamtförderung:
Gesamtförderung:
(Quelle: Eigene Berechnung in Anlehnung am Fachverband Biogas e.V.
(FACHVERBAND BIOGAS e.V. 2011: 6 ff)
21
Tabelle 5 stellt die einzelnen Posten der Fördersumme dar. Der Tilgungszuschuss
der KfW beträgt 60 € je Trassenmeter, da eine zusätzliche Förderung durch das
BAFA aufgrund schlechterer Konditionen nicht in Anspruch genommen wird.
Zwar wäre die Förderung über das BAFA tendenziell möglich, da die
Biogasanlage die Kraft- Wärme- Kopplung Voraussetzung erfüllt, dennoch ergibt
sich bei der Kombination beider Fördertöpfe eine geringere Fördersumme als bei
alleiniger Förderung über die KfW. Die Übergabestationen werden zu je 1800 €
gefördert, da es sich bei den Gebäuden um Bestandshäuser handelt. Die Anzahl
der jeweiligen Hausübergabestation für die einzelnen Szenarien wurde unter
Punkt 3.3 beschrieben.
4.2.2 Förderung auf Landesebene
Die geplante Hackschnitzelheizung mit Anschluss an ein Nahwärmenetz befindet
sich im Bundesland Niedersachsen, indem das sogenannte
Agrarinvestitionsförderungsprogramm (AFP) greift. Das AFP basiert auf der
„Verbesserung der Agrarstruktur und des Küstenschutzes“ und fördert
ausschließlich Maßnahmen, die in landwirtschaftlichen Betrieben stattfinden (vgl.
RECHT UND GESETZ IN NIEDERSACHSEN: 2011). Förderfähig sind unter
anderem auch Erneuerbare Energien Anlagen, allerdings nicht Investitionen, die
dem Wohnbereich zuzuordnen sind. Eine zusätzliche Förderung aus anderen
öffentlichen Programmen ist ausgeschlossen. Die maximale Förderung beträgt
25 % der Nettoinvestitionssumme (vgl. BRÜGGEMANN 2010).
Da die Förderungsmaßnahmen auf Bundesebene höher sind und da die Richtlinien
für die Förderung über das AFP nicht eingehalten werden können, wird diese
Förderungsmaßnahme im Planungsobjekt ausgeschlossen.
4.2.3 Zuschüsse durch die Kraft- Wärme- Kopplung
Unter Kraft- Wärme- Kopplung (KWK) versteht man die gleichzeitige
Umsetzung von eingesetzter Energie in Strom und Wärme. Im Zuge der EEG
Novellierung von 2009 wurde für Biogasanlagen ein KWK- Bonus von 3 Cent/
KWh festgeschrieben. Da beide BHKW‘ s, sprich sowohl das BHKW auf dem
Immenhof, als auch das Satelliten BHKW an der Ortschaft Melzingen, zum einen
Strom produzieren und zum anderen Wärme in ein Wärmenetz einspeisen, kann
22
der Anlagenbetreiber diese Vergütung in Anspruch nehmen.
Für die zusätzliche Wärme des zu planenden Wärmenetzes ist nun zu prüfen, wie
hoch der KWK- Bonus ist. Da der KWK-Bonus nur bezogen auf die Menge an
Strom gezahlt wird, die der außerhalb der Biogasanlage genutzten Wärmemenge
entspricht, muss vorher die zuschlagsfähige Strommenge errechnet werden.
Hierzu ist zunächst die Berechnung der Stromkennzahl erforderlich:
(Quelle: EON/ AVERCON 2009: 2)
Die Daten zur Ermittlung der Stromkennzahl sind vom Hersteller des BHKW‘ s
zu entnehmen. Nach der Berechnung der Stromkennzahl ist die Menge der
externen Wärmemenge nötig. Es wird angenommen, dass das Satelliten BHKW
keine interne Wärme für die Prozesswärmeerzeugung benötigt. Diese wird über
das BHKW auf dem Immenhof bereit gestellt.
Mit Hilfe dieser beiden Kenndaten, lässt sich nun die zuschlagsfähige
Strommenge errechnen:
(Quelle: EON/ AVERCON 2009: 2)
Die zuschlagsfähige Wärmemenge beschreibt den Stromanteil für den der KWK-
Bonus in Anspruch genommen werden kann (BMELV 2009:32).
Laut Herstellerdaten der Firma Dreyer & Bosse Kraftwerke ergibt sich für das
Satelliten BHKW eine Stromkennzahl von 0,94 (vgl. DREYER & BOSSE 2010).
Zur Ermittlung der zusätzlichen Wärmemenge, die das Satelliten BHKW liefern
soll, wird zunächst die jährliche Nettoanschlussleistung mit dem Faktor 0,6
multipliziert, da das BHKW schließlich nur 60 % als Grundlast bereit stellt.
Anschließend wird von dieser Summe die Nettoanschlussleistung des bereits
angeschlossenen Bereiches der Ortschaft (136.000 kWh) abgezogen und man
erhält die zuschlagfähige Wärmemenge.
Die Tabelle 6 stellt die Vergütung durch den KWK- Bonus für die zusätzliche
Wärme dar.
23
Tab 6: Vergütung des KWK-Bonus für die zusätzliche Wärme der entsprechenden
Szenarien
Szenario 1 205.924 3 5.807
Szenario 2 228.568 3 6.446
Szenario 3 273.856 3 7.723
zusätzliche Wärmemenge
(kWh/a)
Vergütung
(cent/kWh)
Bonussumme
(€)Szenario
(Quelle: Eigene Berechnung)
4.3 Überblick über die dynamischen Methoden der
Investitionsrechnung
Ziel der Arbeit ist es, die Rentabilität einer Hackschnitzelheizung zum Aufbau
eines Nahwärmenetzes zu berechnen. Hierzu werden zunächst die einzelnen
Methoden zur Rentabilitätsberechnung kurz erläutert. Diese geben Aussage
darüber, ob eine Investition rentabel ist. D.h. es kann eine absolute
Vorteilhaftigkeit ermittelt werden. Zusätzlich dienen die Methoden dazu, um
Investitionsalternativen miteinander zu vergleichen. Somit können auch relative
Vorteilhaftigkeiten errechnet werden.
Bei der Investitionsrechnung unterscheidet man zwei große Hauptgruppen:
die statischen Methoden der Investitionsrechnung und die dynamischen Methoden
der Investitionsrechnung. Der Unterschied zwischen den einzelnen Methoden
besteht darin, dass beim dynamischen Verfahren während der gesamten
Nutzungsdauer Ein- und Auszahlungen exakt nach ihrem zeitlichen Anfall erfasst
werden. Die zu unterschiedlichen Zeitpunkten anfallenden Ein- bzw.
Auszahlungen werden durch Auf- oder Abzinsen auf einen einheitlichen
Zeitpunkt gebracht und so vergleichbar gemacht (vgl. LATACZ-LOHMANN:
2010). Dadurch ergibt das dynamische Verfahren eine größere theoretische
Exaktheit als das statische Verfahren, bei dem der zeitliche Anfall von Zahlungen
weitgehend unberücksichtigt bleibt. Dies ist ein Grund, warum das dynamische
Verfahren vorzuziehen ist.
Im Folgenden werden die einzelnen dynamischen Verfahren der
Investitionsrechnung kurz vorgestellt. Anschließend werden diese dann unter
Punkt 4.4 auf das Beispiel angewandt.
24
4.3.1 Kapitalwertmethode
Nach MUßHOFF/ HIRSCHHAUER (2010) beschreibt der Kapitalwert (KW) den
Gegenwartswert aller durch die Investition ausgelösten Einzahlungsüberschüsse,
d.h. die Summe der diskontierten Einzahlungsüberschüsse (vgl. MUßHOFF/
HIRSCHAUER 2010: 236 f). Durch Abzinsen auf die Höhe der
Anfangsinvestition können die jeweiligen Zahlungen, die zu unterschiedlichen
Zeitpunkten anfallen, vergleichbar gemacht werden. Die Kapitalwertmethode
misst somit die Vorteilhaftigkeit einer Investition in einem Wert, den Kapitalwert.
Für die Berechnung des Kapitalwertes sind der Auszahlungsstrom, sowie der
Kalkulationszinsfuß notwendig. Der Kalkulationszinsfuß ist in der Regel der
Zinssatz, der bei der Anlage des Kapitals auf einem Sparbuch oder beim Kauf von
festverzinslichen Wertpapieren gewährt wird (BRANDES/ ODENING 1992: 24).
Ist der Kapitalwert einer Investition positiv (KW> 0), dann verzinst sich das zu
jedem Zahlungszeitpunkt noch gebundene Kapital zum Kalkulationszinssatz i und
darüber hinaus wird ein Vermögenszuwachs erwirtschaftet (vgl. BLOHM/
LÜDER 1991: 60). Das heißt, man erhält einen barwertigen Überschuss in Form
des Kapitalwerts. Bei einem Kapitalwert von null (KW= 0) erhält der Investor
zwar sein eingesetztes Kapital zurück, ausstehende Beträge werden jedoch zum
Kalkulationszinssatz verzinst. Bei einem negativen Kapitalwert (KW< 0) ist dem
Investor von der Investition abzuraten, da eine Verzinsung des eingesetzten
Kapitals zum Kalkulationszinssatz nicht gewährleistet werden kann.
Formel Kapitalwert:
mit: e = Einzahlungen a = Auszahlungen t = Jahr
q = 1 + i i = Kalkulationszinsfuß
N = Nutzungsdauer der Investition
(Quelle: MUßHOFF/ HIRSCHHAUER 2010: 237)
25
4.3.2 Interne- Zinsfuß- Methode
Der Interne Zinsfuß gibt die Verzinsung auf das in der Investition gebundene
Kapital an, das in jedem Zahlungszeitpunkt erzielt werden kann (vgl. BLOHM/
LÜDER 1991: 90). Im Gegensatz zum Kapitalwert, der in absoluten Werten
ausgedrückt wird, liefert diese Methode prozentuale Rentabilitätswerte. Zur
Bestimmung des internen Zinsfußes wird der Kalkulationszinsfuß so gewählt,
dass sich ein Kapitalwert von null ergibt. Der interne Zinsfuß ist also kurz gesagt
der kritische Kalkulationszinsfuß, oberhalb dessen die Investition unrentabel ist
(MUßHOFF/HIRSCHAUER 2010: 238). Eine Investition ist demnach lohnend,
wenn der interne Zinsfuß den Kalkulationszinsfuß übersteigt.
Formel Interner Zinsfuß:
(Quelle: LATACZ- LOHMANN 2010)
4.3.3 Annuitätenmethode
Die Annuitätenmethode, auch als Leistungs- Kostendifferenz oder „modifizierte
Kapitalwertmethode“ bezeichnet, ist eine alternative finanzmathematische
Darstellung des Kapitalwertes, bei der die Durchschnittsleistungen und
Durchschnittskosten ins Verhältnis gesetzt werden. Die Annuitätenmethode ist
mit der Kapitalwertmethode vollkommen äquivalent (KRUSCHWITZ 1998: 82).
Für die Berechnung werden die ggf. heterogenen Ein- und Auszahlungen einer
Investition in ökonomisch gleichwertige homogene Beträge transformiert. Explizit
betrachtet ist die Annuität eine jahresbezogene Größe, die die durchschnittlichen
jährlichen Einkommensänderungen anzeigt, die bei entsprechenden Investitionen
erwartet werden (vgl. MUßHOFF/ HIRSCHAUER 2010: 242).
Formel Annuitätenmethode:
(Quelle: MUßHOFF/ HIRSCHAUER 2010: 242)
26
4.3.4 Dynamische Amortisationsrechnung
Die dynamische Amortisationsrechnung, auch als Pay- back Methode bekannt,
ermittelt die Zeit nach der sich eine getätigte Investition wieder amortisiert hat,
sprich wie lange die Kapitalbindungsdauer einer Investition anhält. Eine
Investition mit einer möglichst kurzen Amortisationsdauer ist daher anzustreben.
Wird der Pay- back nicht innerhalb der Nutzungsdauer erreicht, ergibt sich ein
negativer Kapitalwert (KW< 0) und die Investition ist unrentabel. Die Praxis
pflegt Projekte abzulehnen, wenn ihre Amortisationsfrist eine vorgegebene
kritische Größe überschreitet (vgl. KRUSCHWITZ 1998: 35).
Diese Methode dient jedoch ausschließlich zur Abschätzung des Risikos, da nicht
die Vorteilhaftigkeit einer Investition ermittelt wird.
Formel Dynamische Amortisationsrechnung:
(Quelle: LATACZ- LOHMANN 2010)
4.4 Ermittlung der Ein- und Auszahlungen der Investition
In diesem Abschnitt der Arbeit werden die Ein- und Auszahlungen der Investition
ermittelt. Da die einzelnen Preise in der Zukunft teils ungewiss sind und
Schwankungen unterliegen, werden in den Rechnungen zum Teil Annahmen
getroffen. Unter Punkt 4.4.1 werden zunächst alle Einzahlungen der Investition
ermittelt und aufgelistet. Die Summierung der Auszahlungen der Investition
erfolgt unter Punkt 4.4.2.
4.4.1 Investitionseinzahlungen
Wärmeverkauf:
Den größten Einzahlungsposten stellt der Wärmeverkauf dar. Die Wärme soll
sowohl die Biogasanlage, also auch die Hackschnitzelheizung liefern. Eine
ausführliche Beschreibung hierzu, sowie zu den jeweils benötigten
Wärmemengen, wurde bereits unter Punkt 3.3 vorgenommen.
Die Lieferung von Wärme durch Erneuerbare Energien ist für die einzelnen
27
Abnehmer ein attraktives Geschäft, da sie mit Kosten für Wartungsarbeiten oder
aber auch für den Schornsteinfeger nicht belastet werden. Ein angemessener
Wärmepreis ist dennoch zwischen Abnehmer und Lieferanten zu vereinbaren.
Dieser sollte sich stets unter dem Preis für Heizöl orientieren.
Der Heizölpreis liegt derzeit bei 0,87 €/l (vgl. TECSON 2011 Stand: November
2011). Entwicklungen aus der Vergangenheit zeigen, dass es teils zu sehr starken
Preisschwankungen beim Heizölpreis kam. Laut SCHULZ (2011) soll der
Wärmepreis aber nicht am Heizölpreis gekoppelt sein, da die Abnehmer gerade
unabhängig vom Heizölpreis werden sollen (vgl. SCHULZ 2011).
Jedoch soll anstelle des Heizölpreises die Inflationsrate berücksichtigt werden,
welche der allgemeinen Preissteigerung entspricht, die sich aus der Änderung des
Verbraucherpreisindexes ergibt. Die bereits angeschlossenen Wärmeabnehmer
zahlen derzeit einen Preis von 4 Cent pro kWh, welcher auch für die zukünftigen
Wärmeabnehmer gültig sein soll. Dabei soll es alle fünf Jahre zu einer
Preisanpassung entsprechend der Inflationsrate kommen (vgl. SCHULZ 2011).
Eine Betrachtung der Vergangenheit zeigt, dass die Inflationsrate in den letzten
fünf Jahren bei durchschnittlich 1,6 % lag (vgl. STATISTSISCHES
BUNDESAMT 2011). Für die Berechnung des Wärmepreises wird somit eine
jährliche Preissteigerung von 1,6 % berücksichtigt. Alle fünf Jahre wird der
Wärmepreis dann entsprechend der Preissteigerung angepasst.
Die Wärmemengen der jeweiligen Szenarien ergeben sich aus der gesamten
Nettoanschlussleistung abzüglich der Nettoanschlussleistung des bereits
angeschlossenen Bereiches, da nur die zusätzliche Wärme betrachtet wird.
Demnach ergeben sich folgende jährliche Einzahlungen durch den
Wärmeverkauf:
28
Tab 7: Einzahlungen durch den Wärmeverkauf der entsprechenden Szenarien
1 4 433.330 471.070 546.550 17.333 18.843 21.862
2 4 433.330 471.070 546.550 17.333 18.843 21.862
3 4 433.330 471.070 546.550 17.333 18.843 21.862
4 4 433.330 471.070 546.550 17.333 18.843 21.862
5 4,27 433.330 471.070 546.550 18.503 20.115 23.338
6 4,27 433.330 471.070 546.550 18.503 20.115 23.338
7 4,27 433.330 471.070 546.550 18.503 20.115 23.338
8 4,27 433.330 471.070 546.550 18.503 20.115 23.338
9 4,27 433.330 471.070 546.550 18.503 20.115 23.338
10 4,62 433.330 471.070 546.550 20.020 21.763 25.251
11 4,62 433.330 471.070 546.550 20.020 21.763 25.251
12 4,62 433.330 471.070 546.550 20.020 21.763 25.251
Erlös
Szenario
2 (€)
Erlös
Szenario
3 (€)
Jahr
Preis
(cent/
kWh)
Wärmemenge
Szenario 1
(kWh/a)
Wärmemenge
Szenario 2
(kWh/a)
Wärmemenge
Szenario 3
(kWh/a)
Erlös
Szenario
1 (€)
(Quelle: Eigene Darstellung)
Förderungen der Investition:
Die Fördersumme der Investition wurde bereits unter Punkt 4.2 ausführlich
erläutert. Die Förderung über die KfW wird als Tilgungszuschuss gewährt. Für
das Szenario 1 ergibt sich ein Förderbetrag von 90.540 €, für das Szenario 2 von
91.980 € und für das dritte Szenario von 113.400 € (vgl. Tabelle 5).
Kraft- Wärme- Kopplung Bonus
Für die zusätzliche Wärme kann der KWK- Bonus durch die Biogasanlage in
Anspruch genommen werden (vgl. Gliederungspunkt 4.2.3). Dieser Bonus beträgt
für Szenario 1 4.002 €, für Szenario 2 4.641 € und für Szenario 3 5.918 € (vgl.
Tabelle 6).
Die jeweiligen Förderkonditionen fallen jährlich an.
Im Rahmen der EEG Novellierung im Jahr 2012 soll der KWK-Bonus komplett
entfallen. Für die Berechnung wir dieser Bonus jedoch voll angerechnet, da das
Satelliten BHKW in Melzingen nach dem EEG 2009 betrieben wird.
29
Kreditsumme im Jahr Null:
Der Eigenkapitalanteil der Investition soll 20 % der Anschaffungskosten betragen
(SCHULZ 2011). Die Anschaffungskosten entsprechen der Summe der
Investitionskosten im Jahr Null.
Demnach ergeben sich folgende Kreditsummen:
Szenario 1: 153.074 €
Szenario 2: 152.246 €
Szenario 3: 177.567 €
Die jeweiligen Positionen, die in der Investitionssumme enthalten sind, werden im
folgenden Gliederungspunkt 4.4.2 näher erläutert.
4.4.2 Investitionsauszahlungen
Investitionssumme im Jahr null:
Zu der Investitionssumme im Jahr null zählen die einmaligen Auszahlungen.
Dieses sind die Kosten für die Hackschnitzelheizung, die Kosten für die
Wärmeleitung und für die Übergabestationen, sowie die Kosten des Lagerraums
für die Hackschnitzel.
- Hackschnitzelheizung:
Für die Hackschnitzelheizung wurden drei Angebote eingeholt, aus denen ein
Mittelwert gebildet wird. Für das Szenario 1 und das Szenario 2 wird eine 150 kW
Hackschnitzelheizung geplant und für das dritte Szenario eine 200 kW Anlage, da
hier die Biogasanlage mit ihrer Grundlastleistung voll ausgeschöpft ist (vgl.
Gliederungspunkt 3.4.3). Die mündlichen Angebote stammen von den Firmen
HDG Bavaria, Heizomat und GUNTAMATIC und umfassen die Preise für die
Heizanlage, den Pufferspeicher, die Austragungstechnik, die Steuerung, sowie für
die Montage und Inbetriebnahme. Für die 150 kW Anlage ergibt sich ein
Durchschnittspreis von 56.050 €. Der Mittelwert des Preises für die 200 kW
Anlage beträgt 64.500 €.
30
- Wärmeleitung und Übergabestation:
Die Wärmeleitungskosten unterscheiden sich entsprechend ihrer Länge und ihres
Durchmessers zwischen den einzelnen Szenarien. Die Kosten für sämtliche
Wärmeleitungen wurden in Anlehnung mit der Firma Staba Tec ermittelt. Eine
ausführliche Auflistung der Kosten, sowie eine genaue Aufzeichnung der
Wärmeleitungen zu den einzelnen Szenarien ist dem Anhang zu entnehmen.
Hierzu wurde bereits unter Gliederungspunkt 3.3 eine detaillierte Beschreibung
vorgenommen. Die Kosten für die Wärmeleitung für Szenario 1 betragen
65.107 €, für das Szenario 2 59.702 € und für das Szenario 3 belaufen sich die
Kosten auf 74.164 €. (alle Kosten inkl. des Grundszenarios)
Die Übergabestationen sind das Bindeglied zwischen Nahwärmenetz und der
Hausanlage. Für Szenario 1 müssen insgesamt 13 Übergabestationen installiert
werden. Die Kosten hierfür betragen 28.405 €. Für Szenario 2 ergeben sich
Kosten für 23 Übergabestationen von 50.255 € und für das dritte Szenario für
insgesamt 27 Übergabestationen, Kosten von 58.995 € (vgl. ENERPIPE 2011). In
allen drei Szenarien wurde das Grundszenario mit insgesamt acht
Anschlussstationen mit einberechnet.
- Lagerraum für die Hackschnitzel:
Beim Zusammentreffen besonders ungünstiger Umstände kann es bei
unsachgemäßer Lagerung größerer Mengen von Holzhackschnitzeln zu Bränden
durch Selbstentzündung des Lagerguts kommen (C.A.R.M.E.N. 2007 a). Daher ist
es empfehlenswert eine sachgemäße Lagerung anzustreben. Für das
Projektbeispiel soll eine Pultdachhalle gebaut werden, die eine ordnungsgemäße
Lagerung der Hackschnitzel gewährleistet, sodass es zu keinerlei
Fäulnisprozessen oder gar zum Brand kommen kann. Hierzu wurde ein Angebot
der Firma hps- Fertigbauhallen eingeholt. Der Preis für eine solche Halle beträgt
ca.24.300 € (vgl. HPS FERTIGBAUHALLEN 2011).
Die Pultdachhalle wird dabei so errichtet, dass die Hackschnitzel über die
Förderschnecke direkt in die Heizanlage transportiert werden.
Die Investitionskosten für die Lagerhalle sind für alle drei Szenarien gleich, da
nicht explizit nach unterschiedlichen Hallengrößen für die jeweiligen Szenarien
unterschieden wird.
31
Der Raum für die Hackschnitzelheizung ist bereits vorhanden, sodass hierfür
keine weiteren Investitionskosten anfallen.
Die einzelnen Posten der Investitionssumme im Jahr null werden in Tabelle 8
noch einmal dargestellt.
Tab 8: Investitionskosten im Jahr null (einmalige Auszahlungsposten)
Position Szenario 1 Szenario 2 Szenario 3
Hackschnitzelheizung 56.050 € 56.050 € 64.500 €
Wärmeleitung 65.107 € 59.702 € 74.164 €
Übergabstation 45.885 € 50.255 € 58.995 €
Hackschnitzellagerraum 24.300 € 24.300 € 24.300 €
Investitionssume 191.342 € 190.307 € 221.959 €
(Quelle: Eigene Berechnung)
Im Folgenden werden nun diejenigen Auszahlungen ermittelt, die jährlich anfallen
(jährlich wiederkehrenden Auszahlungen).
Hackschnitzeleinkauf
Der Bedarf an Hackschnitzel ist abhängig vom jeweiligen Wärmebedarf der
Wohnhäuser. 1 kg Hackschnitzel (30 % Wassergehalt) liefert ca. 3,4 kWh (vgl.
HDG BAVARIA 2009: 3). Die Maßeinheit für Hackschnitzel ist
Schüttraummeter (1 Srm entspricht 1 Sm3). Je nach Holzart, Stückigkeit und
Feuchte entspricht 1 Sm3 Hackschnitzel einer Menge von 200 kg bis 300 kg
(HEHENBERGER 2002: 21).
Abbildung 4 zeigt die Entwicklung des Hackschnitzelpreises der letzten acht Jahre
im Vergleich zu anderen Komponenten wie beispielsweise Heizöl. Dabei ist zu
erkennen, dass es zu einer gleichmäßigen Preissteigerung bei Hackschnitzel kam.
Diese Preissteigerung soll bei der Berechnung der jährlichen Auszahlungen für
die Hackschnitzel berücksichtigt werden.
32
Abb. 4: Preisentwicklung Holzhackschnitzel, Holzpellets, Heizöl und Erdgas
(Jahre 2003- 2011)
(Quelle: C.A.R.M.E.N. 2011 b)
Aufgrund historischer Daten für Hackschnitzelpreise der letzten acht Jahre ergibt
sich eine durchschnittlich jährliche Preissteigerung von 7 %. Der Preis für
Hackschnitzel liegt derzeit bei 91,59 €/ t (vgl. C.A.R.M.E.N. 2011 c). Dies
entspricht demnach einem Preis je Schüttkubikmeter von 22,90 €.
In Tabelle 9 sind die Auszahlungen für die Hackschnitzel für die jeweiligen
Szenarien dargestellt.
Tab 9: Jährliche Kosten für den Hackschnitzeleinkauf
Szenario 1 Szenario 2 Szenario 3 Szenario 1 Szenario 2 Szenario 3
1 268 286 321 22,90 6.137,20 6.549,40 7.350,90
2 268 286 321 24,50 6.566,80 7.007,86 7.865,46
3 268 286 321 26,22 7.026,48 7.498,41 8.416,05
4 268 286 321 28,05 7.518,33 8.023,30 9.005,17
5 268 286 321 30,02 8.044,62 8.584,93 9.635,53
6 268 286 321 32,12 8.607,74 9.185,87 10.310,02
7 268 286 321 34,37 9.210,28 9.828,88 11.031,72
8 268 286 321 36,77 9.855,00 10.516,91 11.803,94
9 268 286 321 39,35 10.544,85 11.253,09 12.630,21
10 268 286 321 42,10 11.282,99 12.040,80 13.514,33
11 268 286 321 45,05 12.072,80 12.883,66 14.460,33
12 268 286 321 48,20 12.917,90 13.785,52 15.472,56
Hackschnitzelmenge (Sm3/a) Preis
(€/Sm3)Jahr
Hackschnitzelkosten (€/a)
(Quelle: Eigene Berechnung)
33
Finanzierungskosten:
Für die Finanzierung des Projektes wird ein Kredit aufgenommen, welcher in
Form eines Annuitätendarlehens jährlich getilgt wird. Bei dieser Form des
Darlehens ist der Kapitaldienst in jeder Periode gleich hoch. Die Zinszahlungen
nehmen dabei im Zeitablauf ab, während die Tilgungszahlungen ansteigen (vgl.
MUßHOFF/ HIRSCHAUER 2010: 291).
Die KfW stellt im Rahmen ihres Förderprogrammes einen Effektivzinssatz von
2,49 % mit einer Laufzeit von 10 Jahren. Explizit wurden diese Modalitäten
bereits unter Punkt 4.2.1 diskutiert.
Die jährlichen Finanzierungskosten ergeben sich aus der Tilgung und den Zinsen
und spiegeln den Kapitaldienst wieder. Aufgrund des Tilgungszuschusses der
KfW vermindert sich der jährlich zu leistende Kapitaldienst entsprechend. Bei der
Berechnung der Annuität wurde der Tilgungszuschuss gleichmäßig über die Jahre
verteilt. Für das erste Szenario ergeben sich Finanzierungskosten von 8.427 € pro
Jahr, 8.188 € pro Jahr für Szenario 2 und 8.939 € pro Jahr für das dritte Szenario.
Ein entsprechender Zins- und Tilgungsplan für jedes einzelne Szenario ist im
Anhang aufgeführt.
Service und externe Wartung:
Ein jährlicher Service zur Überprüfung und Kontrolle der Heizanlage wird
standardgemäß von den einzelnen Firmen angeboten. Laut der Firma HDG
Bavaria betragen die Kosten hierfür durchschnittlich 300 € im Jahr (vgl. HDG
BAVARIA 2011 b).
Die Arbeiten durch den Schornsteinfeger umfassen die Kontrolle der Abgaswerte
nach Bundesemissionsschutzverordnung. Diese Tätigkeit ist alle zwei Jahre zu
verrichten und kostet 164 € (vgl. KNOKE 2011).
Eigene Wartung:
Unter den Bereich der eigenen Wartung fallen Tätigkeiten wie z.B. die Entleerung
des Aschebehälters, die Beseitigung von Störungen oder aber auch die Kontrolle
des Hackschnitzellagers. Da die Hackschnitzelheizung nur die Mittel- und
Spitzenlasten decken soll, fallen diese Tätigkeiten hauptsächlich nur in den
Wintermonaten von Oktober bis März an. Hierfür werden zehn Arbeitsstunden je
34
Monat zu je 15 € pro Stunde angesetzt. Allerdings muss die Hackschnitzelheizung
im dritten Szenario auch einen Teil der Grundlast decken, sodass hier auch
Arbeiten in den restlichen Monaten anfallen. Aufgrund der Teillastleistung der
Heizung in dieser Zeit werden hierfür nur fünf Arbeitsstunden je Monat
angerechnet.
4.5 Interpretation der Ergebnisse
Durch die Ermittlung der einzelnen Einzahlungs- und Auszahlungsposten wurden
die dynamischen Methoden der Rentabilitätsanalyse durchgeführt. Die Laufzeit
des Projekts beträgt 12 Jahre, danach soll der Restwert Null sein. Wie bereits
erwähnt beträgt der Kalkulationszinssatz durch die Konditionen der KfW 2,49 %.
Zur Veranschaulichung der Zahlungsströme für das erste Szenario dient
Tabelle 10. Für Szenario 1 und 2 befinden sich die Tabellen für die
Kapitalwertberechnung im Anhang.
Tab 10: Kapitalwertberechnung für das Szenario 1
0 153.074 191.342 -38.268 -38.268 -38.268
1 23.140 15.928 7.212 7.037 -31.232
2 23.140 16.194 6.947 6.613 -24.618
3 23.140 16.817 6.323 5.873 -18.745
4 23.140 17.145 5.995 5.433 -13.312
5 24.250 17.836 6.414 5.672 -7.640
6 24.250 18.235 6.015 5.190 -2.451
7 24.250 19.001 5.248 4.418 1.968
8 24.250 19.482 4.768 3.916 5.884
9 24.250 20.336 3.914 3.137 9.020
10 25.636 20.910 4.726 3.696 12.716
11 25.636 13.437 12.199 9.308 22.024
12 25.636 14.118 11.518 8.575 30.598
Summe: 443.791 400.781 43.011
Kumuliert
(€)Jahr
Einzahlungen
et (€)
Auszahlungen
at (€)
Einzahlungsüber-
schüsse et- at
(€)
Diskontierte
Einzahlungszüber-
schüsse (et - at) * q-t (€)
(Quelle: Eigene Berechnungen)
Den größten Auszahlungsposten im Jahr Null stellt die Investitionssumme mit
einem Wert von 191.342 € dar. Die restliche Auszahlungen über die Jahre
summieren sich durch den Hackschnitzeleinkauf, den jährlichen
35
Finanzierungskosten, sowie Kosten für den Service, die eigene Wartung und eine
zweijährige Kontrolle durch den Schornsteinfeger auf. Ab dem Jahr zehn fallen
die Finanzierungskosten in Form des Kapitaldienstes nicht mehr an, da der Kredit
dann getilgt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite ergibt sich im Jahr Null eine
Einzahlungssumme von 153.074 € in Form der Kreditsumme. In den Folgejahren
ergeben sich die Einzahlungen durch den jährlichen Wärmeverkauf und den
KWK- Bonus für die zusätzliche Wärme. Die Förderungen der KfW spiegeln sich
im Kapitaldienst wieder. Dieser verringert sich entsprechend des jährlichen
Tilgungszuschusses.
Eine schematische Gegenüberstellung der Ein- und Auszahlungen für Szenario 1
zeigt die Abbildung 5.
Abb. 5: Gegenüberstellung der Ein- und Auszahlungsposten für Szenario 1
(Quelle: Eigene Darstellung)
36
Die Ergebnisse der Rentabilitätsanalyse für alle Szenarien sind in der Tabelle 11
zusammen aufgeführt und werden im Folgenden noch einmal genauer analysiert.
Tab 11: Ergebnisse der Rentabilitätsanalyse
Szenario 1 Szenario 2 Szenario 3
Kapitalwert 30.598 € 49.664 € 51.960 €
interner Zinsfuß 13,31% 19,53% 18,49%
Annuität 3.119 € 4.725 € 4.971 €
Pay back 6,55 Jahre 4,79 Jahre 4,88 Jahre
(Quelle: Eigene Berechnungen)
Die Ergebnisse zeigen, dass eine absolute Vorteilhaftigkeit der Investition
gegeben ist, da in allen Szenarien ein positiver Kapitalwert erwirtschaftet wird.
Eine relative Vorteilhaftigkeit ist zwischen den Szenarien schwer zu
quantifizieren. Fakt ist allerdings, dass das zweite und das dritte Szenario eine
relative Vorteilhaftigkeit gegenüber dem ersten Szenario aufweisen. Maßgebend
für Szenario 2 ist die wirtschaftliche Verwertung der Wärme sowohl seitens des
BHKW‘ s der Biogasanlage als auch der Hackschnitzelheizung. Das heißt die
geforderte Wärmemenge der Häuser im Bereich „Im Bendel“ entspricht nahezu
der Leistung des BHKW‘ s und der Hackschnitzelheizung. Der Kapitalwert
beträgt 49.664 € und nimmt bei einem Kalkulationszinsfuß von 19,53 % den Wert
Null an. Die Kapitalbindungsdauer beträgt 4,79 Jahre.
Der Kapitalwert im dritten Szenario ist mit einem Wert von 51.960 € am größten,
da hier am meisten Häuser an das Nahwärmenetz angeschlossen werden und
somit der Erlös aus dem Wärmeverkauf am höchsten ist. Allerdings können hier
die vorab gestellten Anforderungen, dass die Hackschnitzelheizung nur die
Grund- und Spitzenlasten decken soll, nicht erfüllt werden. Folglich muss für
dieses Szenario die Hackschnitzelheizung eine höhere Leistung erbringen, um
zusätzlich einen Teil der Wärme in den Sommermonaten zur
Warmwasserversorgung erbringen zu können. Dieses hat zur Folge, dass höhere
Investitions- und Arbeitskosten vorherrschen. Der interne Zinsfuß ist mit einem
Wert von 18,49 % minimal geringer als vergleichsweise zum zweiten Szenario.
Die Amortisationszeit der Investition beträgt 4,88 Jahre.
Szenario 1 hat den geringsten Kapitalwert von 30.598 €. Für den Bereich „Barnser
37
Straße“ wurden auch nur 13 Einfamilienhäuser für das Nahwärmenetz berechnet.
Allerdings besteht hier die Möglichkeit noch weitere Häuser anzuschließen, da ein
gewisser Wärmepuffer sowohl von der Hackschnitzelheizung, als auch vom
Satelliten BHKW vorhanden ist. Der Pay back wird hier erst nach 6,55 Jahre
erreicht und der interne Zinsfuß beträgt 13,31%.
Die Annuität ergibt sich aus den jährlichen Leistungen abzüglich der jährlichen
Kosten und entspricht der Leistungskostendifferenz. Für das erste Szenario beträgt
diese 3.119 €, für das zweite Szenario 4.725 € und für das dritte Szenario 4.971 €.
4.6 Sensitivitätsanalyse
Bei Sensitivitätsanalysen wird- ausgehend vom deterministischen
Planungsmodell- die Höhe einzelner Zufallsvariablen (z.B. Ertrag oder
Produktpreis) variiert und untersucht, wie stark sich die Zielgröße (z.B.
Gesamtdeckungsbeitrag oder Kapitalwert) c.p. verändert (MUßHOFF/
HIRSCHAUER 2010: 369).
Da die Entwicklung der Preise für die Zukunft ungewiss ist soll geprüft werden,
welche Auswirkung steigende oder sinkende Preise auf die Ergebnisse der
Rentabilität, in diesem Fall auf den Kapitalwert, haben. Hierzu wird, wie eingangs
schon erläutert, jeweils ein Faktor geändert. Alle anderen Faktoren bleiben gleich
(ceteris- paribus). Schwankende Wärmemengen, unterschiedliche Preise für die
verkaufte Wärmemenge, der Preis für die Hackschnitzel, sowie ein Wegfall der
KfW- Wärmenetzförderung dienen zur Kalkulationsgrundlage. Zusätzlich wird
untersucht mit welchem Preis für die verkaufte Menge gerechnet werden kann, bis
ein Kapitalwert von null erreicht wird.
Wie die Ergebnisse bereits gezeigt haben, ist es für die Wirtschaftlichkeit der
Hackschnitzelheizung wichtig, dass diese optimal ausgelastet ist. Zum Beispiel
können sich die jeweiligen Wärmemengen in besonders harten Wintern erhöhen,
da dann mit mehr als 1850 Vollbenutzungsstunden zu rechnen ist. Daher wird
untersucht, welchen Einfluss sinkende oder steigende Wärmemengen auf die
Ergebnisse haben. Allerdings sind in Szenario 2 steigende Wärmemengen rein
technisch kaum realisierbar, da hier nahezu eine vollständige Auslastung der
Hackschnitzelheizung gegeben ist. Bei den Berechnungen wird eine
Wärmemengenvariation von -30 % bis 30 % untersucht.
38
Ein weiterer Wirtschaftlichkeitsfaktor ist der Wärmepreis. In den
Ausgangsberechnungen wird von einem Wärmepreis von 4 Cent/ kWh
ausgegangen, der alle fünf Jahre entsprechend der Inflationsrate angepasst wird.
Auch hier soll gezeigt werden, wie sich unterschiedliche Wärmepreise auf die
Rentabilität auswirken. Die Preisvariation erstreckt sich von 1,6 Cent/ kWh bis
hin zu 6,4 Cent/ kWh. Eine Anpassung der Preise an die Inflationsrate wird auch
hierfür alle fünf Jahre berücksichtigt.
Auch die Entwicklung der Hackschnitzelpreise ist ungewiss. Ob die Preise je Sm3
in Zukunft im selben Umfang steigen wie in der Vergangenheit ist fraglich.
Hierzu werden verschiedene prozentuale Veränderungen pro Jahr betrachtet. In
den Ausgangsberechnungen wurde von einer jährlichen Preissteigerung von 7 %
ausgegangen. Auch eine Preisreduzierung wird in den Berechnungen betrachtet.
Tabelle 12 zeigt die Veränderungen des Kapitalwertes aufgrund variierender
Einflussfaktoren. Die vorliegenden Ergebnisse wurden auf Grundlage des ersten
Szenarios erhoben. Für das zweite und das dritte Szenario sind die Ergebnisse
dem Anhang zu entnehmen.
Tab 12: Veränderungen verschiedener Einflussfaktoren auf den Kapitalwert
(Szenario 1)
-60% 1,6 -82.378 -12% 87.114
-50% 2 -63.549 -10% 83.863
-40% 2,4 -44.719 -8% 80.177
-30% 315.898 -20.429 2,8 -25.890 -6% 75.992
-20% 350.997 -5.177 3,2 -7.060 -4% 71.237
-10% 389.997 11.769 3,6 11.769 -2% 65.830
0% 433.330 30.598 4 30.598 0% 59.677
10% 476.663 49.428 4,4 49.428 2% 52.672
20% 524.329 70.140 4,8 68.257 4% 44.693
30% 576.762 92.924 5,2 87.087 6% 35.606
40% 5,6 105.916 8% 25.254
50% 6 124.745 10% 13.464
60% 6,4 143.575 12% 37
Kapitalwert
(€)
schwankende
Wärme-
menge
Wärme-
menge
kWh/a
Kapitalwert
(€)
Wärmepreis
(cent/ kWh)
Variation
Hackschnitzel-
preis
Kapitalwert
(€)
(Quelle: Eigene Berechnung)
39
Zur Veranschaulichung dienen die folgenden Abbildungen 6,7 und 8, in denen die
Ergebnisse grafisch dargestellt werden. Je steiler dabei die Kurve verläuft, umso
größer ist der Einfluss der jeweils betrachteten Größe auf das Ergebnis des
Kapitalwertes. Der Schnittpunkt der Kurve mit der Abszisse gibt Auskunft
darüber, mit welcher Änderung der jeweiligen Größe der Kapitalwert den Wert
null annimmt.
Abb. 6: Einfluss unterschiedlicher Wärmemengen auf den Kapitalwert
(Szenario 1)
(Quelle: Eigene Darstellung)
Bei einer Wärmemenge von 362.912 kWh/ a nimmt der Kapitalwert den Wert null
an. Dieses entspricht ungefähr einer Wärmeabnahmereduzierung von 16,25 %.
Für Szenario 2 kann die Wärmemenge um 24,26 % sinken, bis der Kapitalwert
null beträgt, und für das dritte Szenario um 21,88 %.
40
Abb. 7: Einfluss unterschiedlicher Wärmepreise auf den Kapitalwert (Szenario 1)
(Quelle: Eigene Darstellung)
Der Schnittpunkt mit der Abszisse liegt in Abbildung 7 bei 3,350 Cent/ kWh.
Dementsprechend ist der Kapitalwert null, wenn ein Wärmepreis von
3,350 Cent/ kWh von den Abnehmern verlangt wird. Für Szenario 2 kann der
Preis bis auf 3,029 Cent/ kWh gesenkt werden und für das dritte Szenario auf
minimal 3,125 Cent/ kWh.
Abbildung 8 zeigt, um wie viel Prozent jährlich der Hackschnitzelpreis steigen
kann, bis ein Kapitalwert von null erreicht wird. Aus dieser Abbildung und der
Tabelle 12 ist erkennbar, dass der Kapitalwert erst ab einer jährlichen
Preissteigerung von über 12 % negative Werte annimmt. Ähnlich sieht dieses
auch bei den anderen Szenarien aus. Dort kann die jährliche Preissteigerung sogar
noch höher ausfallen bis negative Werte erwirtschaftet werden. Wie sich die
Hackschnitzelpreise in Zukunft entwickeln bleibt ungewiss. Fakt ist aber, dass es
zu einer Anpassung des Wärmepreises kommen wird, wenn die Preise für
Hackschnitzel in der Zukunft enorm anziehen werden (vgl. SCHULZ 2011).
Demnach hat die Steigerung des Hackschnitzelpreises einen nicht so starken
Einfluss auf den Kapitalwert wie die anderen untersuchten Größen. Ferner wurde
bei den Ausgangsdaten eine jährliche Preissteigerung bereits berücksichtigt.
41
Abb. 8: Einfluss unterschiedlicher jährlicher Preissteigerungen für Hackschnitzel
auf den Kapitalwert (Szenario 1)
(Quelle: Eigene Darstellung)
Als zusätzlich zu analysierenden Punkt, der einen erheblichen Einfluss auf die
Gesamtergebnisse der Rentabilitätsberechnung hat, ist der Tilgungszuschuss der
KfW. Durch diesen verringert sich der jährlich zu leistende Kapitaldienst nahezu
um die Hälfte und somit sinken die jährlichen Auszahlungen. Daher soll
untersucht werden, wie sich der Kapitalwert verändert, wenn der
Tilgungszuschuss über die KfW nicht gewährt wird.
In allen drei Szenarien nimmt der Kapitalwert negative Werte in größerem
Ausmaß an. (Szenario 1: -48.684 €, Szenario 2: -30.879 €, Szenario 3: -47.340 €)
Das bedeutet, dass eine Investition ohne die Förderkondition gar nicht realisierbar
wäre.
42
5 ZUSAMMENFASSUNG UND DISKUSSION
Das Heizen mit Holz in Form von Hackschnitzeln stellt in Zeiten hoher und
steigender Preise für fossile Energieträger eine attraktive Alternative dar.
Dennoch kann dieses Phänomen nicht auf jeden einzelnen Haushalt übertragen
werden, denn lohnenswert wird dieses Geschäft erst, wenn eine gewisse jährliche
Menge an Wärmeabnahme garantiert wird. So sollte eine Investition in eine
Hackschnitzelheizung vorab gut durchdacht sein.
Für das Projektbeispiel ist grundlegend zu sagen, dass unter den getroffenen
Annahmen die Investition in ein Nahwärmenetz, das auf Grundlage einer
Hackschnitzelheizung betrieben werden soll, eine wirtschaftliche Alternative zur
standartgemäßen Ölheizung darstellt. Dabei haben alle drei betrachteten Szenarien
einen hohen positiven Kapitalwert. Die relativ kurzen Amortisationszeiten und der
hohe interne Zinsfuß unterstreichen dabei noch einmal die absolute
Vorteilhaftigkeit einer solchen Investition. Somit kann gesagt werden, dass die
Erschließung an ein Nahwärmenetz für alle drei Bereiche der Ortschaft
wirtschaftlich betrieben werden kann. Vergleicht man die Szenarien untereinander
so haben die Szenarien zwei und drei eine relative Vorteilhaftigkeit gegenüber
dem ersten Szenario. Allerdings bestände im ersten Szenario die Möglichkeit
noch weitere Häuser anzuschließen, um eine möglichst hohe Auslastung der
Hackschnitzelheizung und des BHKW‘ s zu erreichen und somit letztendlich
einen höheren Kapitalwert zu erzielen. Im Szenario 3 reicht die Leistung des
BHKW‘ s, um die Grundlast an Wärme bereit zu stellen, nicht aus. Daher muss
die Hackschnitzelheizung auch einen Teil ihrer Wärme in den Sommermonaten
liefern. Dieses verdeutlicht, dass das zweite Szenario daher wirtschaftlich und
ökonomisch am besten zu realisieren ist.
Die Sensitivitätsanalyse hat gezeigt, dass bei negativer Entwicklung der
Einflussfaktoren ein gewisser Spielraum vorhanden ist, bis der Kapitalwert
negative Werte annimmt.
Allerdings ist eine solche Investition nur so positiv zu bewerten, da der Bund
attraktive Fördermöglichkeiten geschaffen hat. Dieses wird deutlich, wenn man
den Kapitalwert ohne den KfW Tilgungszuschuss betrachtet. In allen Szenarien
43
nimmt dieser dann negative Werte an.
Auch die besonderen Rahmenbedingungen wirken sich auf das Projekt positiv
aus. Die bereits vorhandene Biogasanlage mit den Satelliten BHKW an der
Ortschaft Melzingen, das die gesamte Grundlast an Wärme liefern soll, macht die
Investition in ein solches Nahwärmenetz so wirtschaftlich. Ferner kann der KWK-
Bonus für die zusätzliche Wärme als ein jährlicher Einzahlungsposten gewertet
werden.
Bei der Investition in Erneuerbare Energien darf außerdem nicht der ökologische
Gesichtspunkt außer Betracht gelassen werden. Durch den Austausch der
Ölheizung kann eine erhebliche Menge an CO2 Emissionen eingespart werden.
Somit ist ein solches Geschäft nicht nur wirtschaftlich attraktiv, sondern auch
ökologisch, da man einen Beitrag zur Reduzierung der Treibhausgase tätigt.
Der Blick in die Zukunft ist ungewiss und es gibt bislang noch keine Antwort
darauf, wie sich die Preise für die Energieträger entwickeln werden. Ob die Preise
für Hackschnitzel dabei im gleichen Maße ansteigen werden wie die für Heizöl ist
fraglich. Dennoch bleibt den Bauherren auch hier Handlungsspielraum, um auf
die steigenden Rohstoffpreise zu reagieren, durch beispielsweise einer Anpassung
des Preises für die verkaufte Wärmemenge.
Letzten Endes ist zu sagen, dass ein gewisser Risikoanteil für eine solche
Investition gegeben ist. Allerdings haben die Ergebnisse gezeigt, dass hierfür ein
Puffer, um auf negative Entwicklungen zu reagieren, vorhanden ist. Den
Bauherren kann somit gesagt werden, dass eine gewisse Risikofreudigkeit, sowie
eine Einschätzung des Energiemarktes gegeben sein sollte, um als
Energielieferant langfristig erfolgreich zu wirtschaften.
44
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49
ANHANG
Abb. A- 1: Verlauf der Wärmeleitungen
(Quelle: KATASTERAMT UELZEN 2011)
Anmerkung: Die grün markierten Häuser beschreiben den bereits angeschlossenen
Bereich der Ortschaft. Die rote Linie ist die bereits vorhandene Wärmeleitung. Lila
markierte Häuser gehören zu den jeweiligen Szenarien und stellen die potentiellen
Wärmeabnehmer dar. Die schwarzen Linien stellen den Verlauf der
Wärmeleitungen dar.
50
Tab. A- 1: Wärmeleitung und Kosten für Szenario 1
Leitung
Nr.
kW
Anzahl
Typ Durchmesser
(mm)
Länge
(m)
Kosten/m (all
inkl.) (€)
Kosten
ges. (€)
1 195 DUO 2*63/5,8 50 202 97 19.594,00
2 15 DUO 2*25/2,3 20 3 43 129,00
3 15 DUO 2*25/2,3 20 37 43 1.591,00
4 165 DUO 2*63/5,8 50 30 97 2.910,00
5 15 DUO 2*25/2,3 20 14 43 602,00
6 150 DUO 2*63/5,8 50 32 97 3.104,00
7 15 DUO 2*25/2,3 20 25 43 1.075,00
8 135 DUO 2*63/5,8 50 19 97 1.843,00
9 15 DUO 2*25/2,3 20 25 43 1.075,00
10 120 DUO 2*63/5,8 50 30 97 2.910,00
11 15 DUO 2*25/2,3 20 19 43 817,00
12 105 DUO 2*50/4,6 40 10 82 820,00
13 15 DUO 2*25/2,3 20 1 43 43,00
14 90 DUO 2*50/4,6 40 7 82 574,00
15 30 DUO 2*25/2,3 20 24 43 1.032,00
16 60 DUO 2*40/3,7 32 15 57 855,00
17 15 DUO 2*25/2,3 20 6 43 258,00
18 45 DUO 2*40/3,7 32 7 57 399,00
19 15 DUO 2*25/2,3 20 7 43 301,00
20 30 DUO 2*25/2,3 20 17 43 731,00
21 15 DUO 2*25/2,3 20 20 43 860,00
22 15 DUO 2*25/2,3 20 49 43 2.107,00
43.630,00
Gesamtlänge: 599 m 44.830,00
Gesamtkosten:
inkl. Pressung (1x):
(Quelle: Eigene Berechnung in Anlehnung an Firma Staba Tec, Hannover)
51
Tab. A- 2: Wärmeleitung und Kosten für Szenario 2
Leitung
Nr.
kW
Anzahl
Typ Durchmesser
(mm)
Länge
(m)
Kosten/m
(all inkl.) (€)
Kosten ges.
(€)
1 225 UNO 75/6,8 65 120 79 9.480,00
2 120 DUO 2*63/58 50 18 97 1.746,00
3 15 DUO 2*25/2,3 20 25 43 1.075,00
4 105 DUO 2*50/4,6 40 13 82 1.066,00
5 15 DUO 2*25/2,3 20 32 43 1.376,00
6 90 DUO 2*50/4,6 40 14 82 1.148,00
7 15 DUO 2*25/2,3 20 26 43 1.118,00
8 75 DUO 2*50/4,6 32 19 57 1.083,00
9 15 DUO 2*25/2,3 20 7 43 301,00
10 60 DUO 2*40/3,7 32 45 57 2.565,00
11 15 DUO 2*25/2,3 20 6 43 258,00
12 30 DUO 2*25/2,3 20 5 43 215,00
13 30 DUO 2*25/2,3 20 20 43 860,00
14 105 DUO 2*50/4,6 40 75 82 6.150,00
15 105 DUO 2*50/4,6 40 44 82 3.608,00
16 15 DUO 2*25/2,3 20 14 43 602,00
17 90 DUO 2*50/4,6 40 20 82 1.640,00
18 15 DUO 2*25/2,3 20 11 43 473,00
19 75 DUO 2*50/4,6 40 34 82 2.788,00
20 15 DUO 2*25/2,3 20 5 43 215,00
21 60 DUO 2*40/3,7 25 4 50 200,00
22 30 DUO 2*25/2,3 20 6 43 258,00
38.225,00
Gesamtlänge: 536 m 39.425,00
Gesamtkosten:
inkl. Pressung (1x):
(Quelle: Eigene Berechnungen in Anlehnung an Firma Staba Tec, Hannover)
52
Tab. A- 3: Wärmeleitung und Kosten für Szenario 3
Leitung
Nr.
kW
Anzahl
Typ Durchmesser
(mm)
Länge
(m)
Kosten/m (all
inkl.) (€)
Kosten
ges. (€)
1 285 UNO 75/6,8 65 120 79 9.480,00
2 120 DUO 2*63/58 50 18 97 1.746,00
3 15 DUO 2*25/2,3 20 25 43 1.075,00
4 105 DUO 2*50/4,6 40 13 82 1.066,00
5 15 DUO 2*25/2,3 20 32 43 1.376,00
6 90 DUO 2*50/4,6 40 14 82 1.148,00
7 15 DUO 2*25/2,3 20 26 43 1.118,00
8 75 DUO 2*50/4,6 32 19 57 1.083,00
9 15 DUO 2*25/2,3 20 7 43 301,00
10 60 DUO 2*40/3,7 32 45 57 2.565,00
11 15 DUO 2*25/2,3 20 6 43 258,00
12 30 DUO 2*25/2,3 20 5 43 215,00
13 30 DUO 2*25/2,3 20 20 43 860,00
14 165 DUO 2*63/58 50 75 97 7.275,00
15 105 DUO 2*50/4,6 40 44 82 3.608,00
16 15 DUO 2*25/2,3 20 14 43 602,00
17 90 DUO 2*50/4,6 40 20 82 1.640,00
18 15 DUO 2*25/2,3 20 11 43 473,00
19 75 DUO 2*50/4,6 40 34 82 2.788,00
20 15 DUO 2*25/2,3 20 5 43 215,00
21 60 DUO 2*40/3,7 25 4 50 200,00
22 30 DUO 2*25/2,3 20 6 43 258,00
23 60 DUO 2*40/3,7 32 139 57 7.923,00
24 15 DUO 2*25/2,3 20 7 43 301
25 15 DUO 2*25/2,3 20 2 43 86
26 30 DUO 2*25/2,3 20 45 43 1935
27 15 DUO 2*25/2,3 20 8 43 344
28 15 DUO 2*25/2,3 20 36 43 1548
51.487,00
Gesamtlänge: 800 m 53.887,00
Gesamtkosten:
inkl. Pressung (2x):
(Quelle: Eigene Berechnung in Anlehnung an Firma Staba Tec, Hannover)
53
Tab. A- 4: Wärmeleitung und Kosten für das Grundszenario
Leitung
Nr.
kW
Anzahl
Typ Durchmesser
(mm)
Länge
(m)
Kosten/m
(all inkl.) (€)
Kosten
ges. (€)
1 16 DUO 2*25/2,3 20 43 43 1.849,00
2 119 DUO 2*63/5,8 50 39 97 3.783,00
3 15 DUO 2*25/2,3 20 2 43 86,00
4 104 DUO 2*50/4,6 40 38 82 3.116,00
5 15 DUO 2*25/2,3 20 2 43 86,00
6 89 DUO 2*50/4,6 40 39 82 3.198,00
7 44 DUO 2*40/3,7 32 50 57 2.850,00
8 45 DUO 2*40/3,7 32 2 57 114,00
9 15 DUO 2*25/2,3 20 3 43 129,00
10 30 DUO 2*25/2,3 20 22 43 946,00
11 15 DUO 2*25/2,3 20 14 43 602,00
12 15 DUO 2*25/2,3 20 7 43 301,00
13 15 DUO 2*25/2,3 20 19 43 817,00
17.877,00
Gesamtlänge: 280 m 20.277,00
Gesamtkosten:
inkl. Pressung (2x)
(Quelle: Eigene Berechnung in Anlehnung an Firma Staba Tec, Hannover)
54
Tab. A- 5: Tilgungspläne für die jeweiligen Szenarien
Annahmen:
Szenario1:
10 0 153.074
9 1 139.404 9.054 3.812 13.669 17.481 8.427
8 2 125.394 9.054 3.471 14.010 17.481 8.427
7 3 111.036 9.054 3.122 14.359 17.481 8.427
6 4 96.320 9.054 2.765 14.716 17.481 8.427
5 5 81.237 9.054 2.398 15.083 17.481 8.427
4 6 65.779 9.054 2.023 15.458 17.481 8.427
3 7 49.936 9.054 1.638 15.843 17.481 8.427
2 8 33.698 9.054 1.243 16.238 17.481 8.427
1 9 17.056 9.054 839 16.642 17.481 8.427
0 10 0 9.054 425 17.056 17.481 8.427
90.540 21.736 153.074 174.810 84.270
Szenario 2:
10 0 152.246
9 1 138.650 9.198 3.791 13.595 17.386 8.188
8 2 124.716 9.198 3.452 13.934 17.386 8.188
7 3 110.435 9.198 3.105 14.281 17.386 8.188
6 4 95.799 9.198 2.750 14.637 17.386 8.188
5 5 80.798 9.198 2.385 15.001 17.386 8.188
4 6 65.423 9.198 2.012 15.375 17.386 8.188
3 7 49.666 9.198 1.629 15.757 17.386 8.188
2 8 33.516 9.198 1.237 16.150 17.386 8.188
1 9 16.964 9.198 835 16.552 17.386 8.188
0 10 0 9.198 422 16.964 17.386 8.188
91.980 21.618 152.246 173.864 81.884
Szenario 3:
10 0 177.567
9 1 161.710 11.340 4.421 15.857 20.278 8.938
8 2 145.459 11.340 4.027 16.252 20.278 8.938
7 3 128.803 11.340 3.622 16.656 20.278 8.938
6 4 111.732 11.340 3.207 17.071 20.278 8.938
5 5 94.236 11.340 2.782 17.496 20.278 8.938
4 6 76.304 11.340 2.346 17.932 20.278 8.938
3 7 57.926 11.340 1.900 18.378 20.278 8.938
2 8 39.090 11.340 1.442 18.836 20.278 8.938
1 9 19.785 11.340 973 19.305 20.278 8.938
0 10 0 11.340 493 19.785 20.278 8.938
113.400 25.214 177.567 202.781 89.381
Zinsen
(€)
Tilgung inkl.
Zuschuss (€)
Kapitaldienst (€)
(ohne Zuschuss)
tatsächlicher
Kapitaldienst (€)
RestlaufzeitEnde
Jahr…
Schulden
(€)
Summe:
RestlaufzeitEnde
Jahr…
Schulden
(€)
Tilgungs-
zuschuss (€)
Tilgungs-
zuschuss (€)
Zinsen
(€)
Tilgung inkl.
Zuschuss (€)
Kapitaldienst (€)
(ohne Zuschuss)
Restlaufzeittatsächlicher
Kapitaldienst (€)
Summe:
Zinsen
(€)
Tilgung inkl.
Zuschuss (€)
tatsächlicher
Kapitaldienst (€)
Zins= 2,49 %
Laufzeit= 10 Jahre
Ende
Jahr…
Schulden
(€)
Tilgungs-
zuschuss (€)
Kapitaldienst (€)
(ohne Zuschuss)
Summe:
(Quelle: Eigene Berechnungen)
55
Tab. A- 6: Kapitalwertberechnung für das Szenario 2
0 152.246 190.307 -38.061 -38.061 -38.061
1 25.288 16.102 9.187 8.963 -29.098
2 25.288 16.396 8.892 8.465 -20.633
3 25.288 17.051 8.238 7.652 -12.981
4 25.288 17.412 7.877 7.139 -5.842
5 26.494 18.137 8.357 7.390 1.548
6 26.494 18.574 7.920 6.833 8.381
7 26.494 19.381 7.113 5.988 14.369
8 26.494 19.905 6.589 5.412 19.781
9 26.494 20.805 5.689 4.559 24.341
10 28.002 21.429 6.573 5.140 29.480
11 28.002 14.248 13.754 10.494 39.974
12 28.002 14.986 13.016 9.690 49.664
Summe: 469.877 404.734 65.143
Kumuliert
(€)Jahr
Einzahlungen
et (€)
Auszahlungen
at (€)
Einzahlungsüber-
schüsse et- at
(€)
Diskontierte
Einzahlungszüberschü
sse (et - at) * q-t (€)
(Quelle: Eigene Berechnung)
Tab. A- 7: Kapitalwertberechnung für das Szenario 3
0 177.567 221.959 -44.392 -44.392 -44.392
1 29.585 18.788 10.797 10.535 -33.857
2 29.585 19.507 10.078 9.594 -24.263
3 29.585 20.296 9.289 8.628 -15.635
4 29.585 20.350 9.235 8.370 -7.265
5 30.984 21.678 9.306 8.229 964
6 30.984 22.279 8.705 7.510 8.474
7 30.984 23.262 7.722 6.501 14.975
8 30.984 23.973 7.011 5.758 20.734
9 30.984 25.074 5.910 4.736 25.470
10 32.733 25.913 6.820 5.333 30.803
11 32.733 18.211 14.521 11.079 41.882
12 32.733 19.195 13.538 10.078 51.960
Summe: 549.024 480.485 68.539
JahrEinzahlungen
et (€)
Auszahlungen
at (€)
Einzahlungsüber-
schüsse et- at
(€)
Diskontierte
Einzahlungszüberschü
sse (et - at) * q-t (€)
Kumuliert
(€)
(Quelle: Eigene Berechnung)
56
Tab. A- 8: Sensitivitätsanalyse für das Szenario 2
-60% 1,6 -73.152 -12% 109.976
-50% 2 -52.683 -10% 106.506
-40% 2,4 -32.213 -8% 102.572
-30% 343.410 -5.808 2,8 -11.744 -6% 98.106
-20% 381.567 10.772 3,2 8.725 -4% 93.032
-10% 423.963 29.194 3,6 29.194 -2% 87.262
0% 471.070 49.664 4 49.664 0% 80.695
10% 518.177 70.133 4,4 70.133 2% 73.219
20% 569.995 92.649 4,8 90.602 4% 64.705
30% 626.994 117.395 5,2 111.072 6% 55.008
40% 5,6 131.541 8% 43.961
50% 6 152.010 10% 31.378
60% 6,4 172.480 12% 17.049
Variation
Hackschnitzel-
preis
Kapitalwert
(€)
schwankende
Wärme-
menge
Wärme-
menge
kWh/a
Kapitalwert
(€)
Wärmepreis
(cent/ kWh)
Kapitalwert
(€)
(Quelle: Eigene Berechnung)
Tab. A- 9: Sensitivitätsanalyse für das Szenario 3
-60% 1,6 -90.535 -12% 128.720
-50% 2 -66.786 -10% 124.304
-40% 2,4 -43.036 -8% 119.298
-30% 398.435 -12.400 2,8 -19.287 -6% 113.614
-20% 442.706 6.837 3,2 4.462 -4% 107.156
-10% 491.895 28.211 3,6 28.211 -2% 99.812
0% 546.550 51.960 4 51.960 0% 91.455
10% 601.205 75.709 4,4 75.709 2% 81.940
20% 661.326 101.833 4,8 99.458 4% 71.104
30% 727.458 130.570 5,2 123.207 6% 58.761
40% 5,6 146.957 8% 44.701
50% 6 170.706 10% 28.687
60% 6,4 194.455 12% 10.451
Kapitalwert
(€)
schwankende
Wärme-
menge
Wärme-
menge
kWh/a
Kapitalwert
(€)
Wärmepreis
(cent/ kWh)
Kapitalwert
(€)
Variation
Hackschnitzel-
preis
(Quelle: Eigene Berechnung)
57
EIDESSTATTLICHE ERKLÄRUNG
Hiermit versichere ich, die vorliegende Arbeit selbständig verfasst zu haben und
keine anderen als die angegebenen Quellen und Hilfsmittel benutzt zu haben.
Datum: Unterschrift: