I  INHALTSVERZEICHNIS  

1  EINLEITUNG  3

2  AUSGANGSSITUATION  3

2.1  HEIZUNGSANLAGE  3

2.2  WÄRME- UND STROMVERBRAUCH  4

3  INVESTITIONSRECHNUNG DER B-ENGINEERING  7

3.1  ALTERNATIVEN UND FINANZIERUNG  7

3.2  INVESTITIONSRECHNUNG  9

3.2.1  Statistische Verfahren  9

3.2.2  Dynamische Verfahren  11

4  VORSTELLUNG DER HEIZUNGSANLAGE  13

5  NACHKALKULATION DER INVESTITION  14

5.1  SOLL-IST-VERGLEICH UND ABWEICHUNGSANALYSE  14

5.2  WIRTSCHAFTLICHKEITSANALYSE  18

5.2.1  Wärmegestehungskosten  18

5.2.2  Wirtschaftlichkeit des BHKW’s  19

5.3  NACHKALKULATION DER VIER ALTERNATIVEN  20

6  RISIKO- UND SENSITIVITÄTSANALYSE  21

7  FAZIT  28

II  ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS  29

III  TABELLENVERZEICHNIS  30

IV  ABBILDUNGSVERZEICHNIS  31

V  QUELLENVERZEICHNIS  32

ANHANG   

I  Übersicht zur Kostenschätzung für die Sanierung der Heizzentrale - alle Alternativen  

II  Übersicht zur Kostenschätzung für die Sanierung der Heizzentrale - Alternativen 1 und  3

III  Dynamische Investitionsrechnung der B-Engineering  

IV  Dynamische Investitionsnachkalkulation  

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1 Einleitung

Die vorliegende Hausarbeit befasst sich mit der Nachkalkulation und Bewertung des Investitionsprojekts „Sanierung der zentralen Wärmeversorgung bei der Firma B-Engineering ¹ “.

Da die bestehende Heizungsanlage nicht mehr den behördlichen und gesetzlichen Vorlagen bezüglich Emissionen entsprach sowie ineffizient und überdimensioniert war, wurde im Jahr 2005 eine Ersatzinvestition geplant, dessen Durchführung im Jahr 2006 erfolgte mit anschließender Inbetriebnahme der Anlage im November 2006.

Zunächst werden im Rahmen der Hausarbeit die Ausgangssituation vor der Sanierung, mögliche Alternativen und Finanzierungsquellen dargestellt. Danach folgt die Investitionsrechnung der B-Engineering sowie kurze Vorstellung der neu errichteten Anlage. Des Weiteren wird der Soll-Ist-Vergleich dargestellt mit folgenden Abweichungs- und Wirtschaftlichkeitsanalysen sowie eine Nachkalkulation der möglichen Varianten unter heutigen Rahmenbedingungen. Abschließend wird die Risiko- und Sensitivitätsanalyse vorgestellt.

2 Ausgangssituation

In diesem Kapitel werden zunächst die alte Anlage sowie dessen Mängel und die notwendigen Verbesserungsmaßnahmen vorgestellt. Im Anschluss wird auf den Strom- und Wärmeverbrauch sowie die zukünftige Bedarfsentwicklung kurz eingegangen.

2.1 Heizungsanlage

Die damalige aus drei Kesseln bestehende, ölbefeuerte Heizungsanlage wurde 1966 gebaut und 1985 erneuert. Die Anlage war auf eine Gesamtleistung von 8,7 MW ausgelegt mit einer Temperaturspreizung von 110°/90°C. Somit unterlag sie der Großkesselverordnung nach DIN 4752, die eine ständige Beaufsichtigung sowie eine Sicherheitsüberprüfung alle 24 Stunden spätestens jedoch nach 72 Stunden verlangte. Das war einerseits mit entsprechender Personalbindung und Kosten verbunden, anderseits war die Leistung der Anlage viel größer als der Bedarf an Heizenergie.

Ein weiteres Problem bestand in der hydraulischen Einbindung der Kessel. Da diese ohne Weiche mit dem Vor- und Rücklaufsammer verbunden waren, wurden die Kessel teilweise zwangsdurchströmt. Dadurch wurde ein zu hoher Massenstrom gefördert, was eine zu hohe

¹ Der Name der Firma wurde aus Vertraulichkeitsgründen geändert.

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Rücklauftemperatur sowie die tatsächliche Temperaturspreizung von ca. 9°C zur Folge hatte. Die Kessel sowie auch die Förderpumpen könnten nur einzeln manuell entsprechend dem Bedarf hin- bzw. weggeschaltet werden. Somit waren die Netz- und Kesselverluste sowie die Energiekosten für die Förderung des Heizmittels sehr hoch.

Weitere Nachteile der Anlage waren:

 offene Konzeption, was eine ständige Sauerstoffzufuhr und somit Korrosionsschäden zur Folge hatte  keine Nutzung des Brennwerts

 Abkopplung der Unterstationen vom Wärmeverteilnetz durch Wärmeaustauscher, die eine höhere Vor- und Rücklauftemperatur erforderte als notwendig  keine Kommunikation zwischen der Zentrale und der Unterstationen  sehr hohe Emissionen, insbesondere Stickoxide und Feinstaub sowie Schwefel- und Kohlendioxide

 durch das Alter der Anlage bedingte technische Schäden. 2

Demzufolge war es notwendig die Wärmeerzeugungsanlage auf dem Stand der Technik zu bringen, um einen wirtschaftlichen sowie umweltfreundlichen Betrieb zu ermöglichen.

2.2 WÄRME- UND STROMVERBRAUCH

Für eine adäquate Investitionsentscheidung ist die Untersuchung des Wärme- und Strombedarfs notwendig. Der Verbrauch an Strom sowie auch an Heizenergie hat sich unternehmensweit verringert, da im Rahmen der Restrukturierung technische und organisa-torische Maßnahmen ergriffen wurden, um den Bedarf zu optimieren und Kosten zu senken. Die Entwicklung der Verbräuche von 2002 bis 2007 ist in der Abb. 1 zu sehen. Während der Heizenergieverbrauch, ähnlich wie in anderen Standorten des Unternehmens, zurückgegangen ist, weist der Stromverbrauch eine eher steigende Tendenz auf.

Einen interessanten Vergleich stellen die von dem beauftragten Ingenieurbüro 1 errechneten Bedarfswerte dar (s. Abb. 1, letzte Spalte), die das Ingenieurbüro in seiner Wirtschaftlichkeitsrechnung als Grundlage verwendet hat ³ .

² Quelle vertraulich (B-Engineering).

³ Quelle vertraulich (B-Engineering).

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Abb. 1: Strom- und Heizenergieverbrauch. Quelle: Eigene Darstellung.

Im Bezug auf die zukünftige Bedarfsentwicklung kann man davon ausgehen, dass es hier in der nächsten Zukunft keine großen Veränderungen geben wird. Bezüglich des Stromverbrauchs sind die Sparpotentiale weitgehend ausgeschöpft. Der Verbrauch an Heizungsenergie soll dem Bedarf angepasst werden, was jedoch hauptsächlich witterungs-abhängig ist.

Neben dem Gesamtbedarf ist auch die Struktur des Strom- und Wärmebedarfs von sehr großer Bedeutung. Die Tabelle 1 sowie die Abbildung 2 zeigen den Wärmeverbrauch im Jahr 2004 aufgeteilt nach Verbrauchsstellen bzw. nach Monaten auf.

Tabelle 1: Aufteilung des Wärmeverbrauchs.

Quelle: vertraulich (B-Engineering).

Hierbei sind die Verluste beachtlich, die insgesamt im Durchschnitt 21% betrugen. Je geringer der Bedarf an Wärme jedoch wurde umso großer der Anteil an Verlusten ausfiel. So machten

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die Verluste in den Sommermonaten fast die Hälfte aus.

Abb. 2: Wärmeverbrauch 2004.

Quelle: vertraulich (B-Engineering).

Andernfalls zeigt der Wärmelastgang eine typische Aufteilung des Wärmebedarfs, die strukturell auch in der Zukunft voraussichtlich ähnlich verlaufen wird.

Des Weiteren soll kurz der Stromverbrauch betrachtet werden. Dem Stromlastgang (s. Abb. 3) ist zu entnehmen, dass es sehr große Unterschiede im Verbrauch zwischen Werk- und Feiertagen gibt. Zwischen Sommer und Wintermonaten ist der Unterschied jedoch gering und beruht sich hauptsächlich auf den erhöhten Strombedarf für das Licht und die Heizungsanlage.

Abb. 3: Stromlastgang 2004.

Quelle: vertraulich (B-Engineering).

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Wenn der Strom- und Wärmeverbrauch zusammen betrachtet wird, kann man feststellen, dass die Bedarfe sehr unterschiedlich sind. Zum Beispiel ist in den Sommerwerktagen als üblich der Bedarf an Strom groß während nur wenig oder gar nicht Wärme benötigt wird. Solche Betrachtungen sind insbesondere wichtig, wenn man die Einbindung eines Blockheizkraftwerks (BHKW) in Erwägung zieht.

3 Investitionsrechnung der B-Engineering

Das folgende Kapitel befasst sich mit der durchgeführten Investitionsrechnung der B-Engineering. Es wurden vier Alternativen jeweils mit statistischen und dynamischen Rechnungsmethoden hinsichtlich wirtschaftlicher, finanzieller sowie ökologischer Aspekte untersucht. Dabei war die Vorgehensweise der B-Engineering umfassend und unternehmensweit. So wurden die möglichen Alternativen nicht einzeln betrachtet sondern vielmehr deren Einfluss auf das Unternehmen. Ebenso wurden andere relevante Belange wie etwa der Kündigungsschutz schon im Ansatz mit miteinbezogen

3.1 ALTERNATIVEN UND FINANZIERUNG

Neben der Sanierung der Anlage wurden eine Umstellung des Energieträgers sowie die Einbindung eines BHKW’s in Betracht gezogen. Es wurden folgende Alternativen untersucht: 1) Ölheizung 2) Gasheizung 3) Gasheizung mit GasBHKW 4) Ölheizung mit GasBHKW.

Für Alternativen 1 und 2 waren jeweils drei Kesselanlagen mit Öl- bzw. Gasbefeuerung geplant, wobei die damalige Grundauslegung erhalten bliebe. Somit wären grundsätzlich die technisch notwendigen Sanierungsmaßnahmen benötigt. Für die Alternativen 2, 3 und 4 wäre zusätzlich ein Gasanschluss incl. Übergabestation erforderlich. Weiterhin war für die letzten zwei Alternativen die Einbindung eines mit Gas betriebenen BHKW’s anstelle des dritten Kessels vorgesehen. Hierfür wären bedingt durch die Absenkung des Temperaturniveaus eine Temperaturanpassung an den Wärmetauschern sowie Installation einer Leittechnik erforderlich gewesen.

Die nachfolgende Tabelle gibt einen Überblick bezüglich der Investitions- und Folgekosten sowie der erwarteten Ersparnissen. Die Einsparungen beim Brennstoff wurden jeweils mit 15.000€ geschätzt und beruhen sich grundsätzlich auf technischen Verbesserungen der Heizungsanlagen sowie deren Anpassung an den tatsächlich benötigten Wärmebedarf.

Außerdem wurde es angenommen, dass die Unterschiede der verschiedenen Energieträger

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bezüglich der Kostenersparnisse geringfügig sind und daher vernachlässigt werden können. Die erwarteten Ersparnisse beim Strom ergeben sich durch die Selbsterzeugung des Stroms im BHKW. Die Einsparungen von 166.000€ entsprechen den Kosten, die beim Strombezug derselben Menge aus dem öffentlichen Netz anfallen würden ⁴ .

Tabelle 2: Investitionskosten und Einsparungen der vier Alternativen.

Quelle: Eigene Darstellung.

Andere Ersparnisse, wie etwa eventuelle Einsparungen bei den Zulagen und ein ggf. in der Zukunft möglicher Personalabbau, wurden in der Berechnung nicht miteinbezogen.

Die Investitionskosten wurden auf Grundlage der Kostenschätzungen von drei Ingenieurbüros veranschlagt (Anhänge I - II). Bezüglich der laufenden Kosten wie etwa der Wartungs- oder Personalkosten wurde davon ausgegangen, dass es vorläufig zu keinen Veränderungen gegenüber den derzeitigen Beträgen kommen würde. Folglich wurden diese ebenfalls in der Investitionsrechnung nicht miteinbezogen.

Für die Finanzierung der Investition standen zum Großteil Eigenmittel aus den Investitionsbudgets zur Verfügung. Für die Alternativen 3 und 4 bestand die Möglichkeit ein Zuschuss beim Senator für Bau, Umwelt und Verkehr zu beantragen. Dieser ist von der Wahl des Energieträgers abhängig. Im Falle der gas- bzw. ölbetriebenen Heizungsanlage wird ein

⁴ Unter folgenden Annahmen: das BHKW läuft 6000 h/Jahr; der Preis für den Strom liegt bei 7,75 Cent/kWh.

⁵ Für die Alternativen 3 und 4 wäre eine Anzahlung von 205.000€ im Jahr 2005 erforderlich gewesen.

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Zuschuss in Höhe von 40% bzw. 20% der Mehrwertkosten gegenüber einer konventionellen Heizungsanlage (hier: ölbetriebene Kesselanalge) gewährt. Ohne den Zuschuss wäre die Finanzierung der Alternativen 3 und 4 problematisch gewesen. Die Aufnahme eines Kredits war dabei jedoch nicht in Betracht gekommen.

3.2 INVESTITIONSRECHNUNG

Die Grundlage für die nachfolgenden Investitionsrechnungen bilden die in vorherigem Kapitel aufgeführten Daten.

3.2.1 STATISTISCHE VERFAHREN

In der Tabelle 3 sind die Ergebnisse der statistischen Investitionsrechnung von B-Engineering aufgeführt. Als erstes wurde hier ein Kosten- und Gewinnvergleich durchgeführt. Dabei wurde der Zuschuss in den Projektkosten mit einberechnet, da dieser erheblich zur Investitionsentscheidung beigetragen hat. Der Nutzungsdauer wurde laut der Herstellerinformation als 20 Jahre angenommen. Daraus ergeben sich auch die Abschreibungen, die linear auf die gesamten Anlagen berechnet worden sind. Sie wurden einerseits nur auf die Baukosten (2a), anderseits auf die gesamte Projektkosten (2) bezogen. Dabei wird die Auswirkung des Zuschusses sichtbar. Es wäre jedoch auch eine Betrachtungsweise, die die Gesamtkosten im Gegensatz zu Kosten ohne den Zuschuss aber inklusive Beratung und Notstromaggregat betrachtet, denkbar gewesen.

Die Abschreibungen stellen hier die einzige betrachtete laufende Kostenposition dar. Wie schon vorher angemerkt, wurden die übrigen Kosten als unveränderlich und für alle Alternativen gleich hoch geschätzt. Mit Hilfe der Abschreibungen (Kosten) und Einsparungen (Erträge) wurden die durchschnittlichen jährlichen Ergebnisse errechnet, wobei die kalkulatorischen Zinsen sowie die Folgekosten nicht miteinbezogen worden sind.

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Tabelle 3: Ergebnisse der statistischen Investitionsrechnung der B-Engineering. Quelle: vertraulich (B-Engineering).

Es lässt sich feststellen, dass die Alternativen 1 und 2 Verluste aufweisen während die letzen zwei Varianten sehr positive Ergebnisse haben. Dieses ist grundsätzlich auf die Einsparungen von Strombezugskosten zurückzuführen. Dabei wäre die Ergebnisstruktur auch unter Berücksichtigung von Zinsen und Kosten der Folgeinvestitionen ähnlich gewesen. Somit hat diese Rechnung die gestellte Aufgabe im Wesentlichen erfüllt. Hierbei soll noch angemerkt werden, dass diese Ergebnisse keine absoluten Werte sondern die Differenzen zum damaligen Stand der Kosten darstellen.

Des Weiteren wurden die jährlichen Ergebnisse auf das durchschnittlich gebundene Kapital bezogen um die Rentabilität der verschiedenen Alternativen beurteilen zu können. Dabei ist die Rentabilität wieder nur auf die Baukosten (6a) sowie auch auf die gesamten Kosten (6b) bezogen worden. Da auch hier die Folgekosten nicht einbezogen wurden, sind die Ergebnisse ebenfalls besser ausgefallen. Trotzdem hätte sich die Alternative 3 in beiden Fällen als die beste erwiesen.

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