Investitionsprojekt - Sanierung der zentralen Wärmeversorgung

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Ausgangssituation
2.1 Heizungsanlage
2.2 Wärme- und Stromverbrauch

3 Investitionsrechnung der B-Engineering
3.1 Alternativen und Finanzierung.
3.2 Investitionsrechnung
3.2.1 Statistische Verfahren
3.2.2 Dynamische Verfahren

4 Vorstellung der Heizungsanlage

5 Nachkalkulation der Investition
5.1 Soll-Ist-Vergleich und Abweichungsanalyse
5.2 Wirtschaftlichkeitsanalyse
5.2.1 Wärmegestehungskosten
5.2.2 Wirtschaftlichkeit des BHKW’s
5.3 Nachkalkulation der vier Alternativen

6 Risiko- und Sensitivitätsanalyse

7 Fazit

II Abkürzungsverzeichnis

III Tabellenverzeichnis

IV Abbildungsverzeichnis

V Quellenverzeichnis

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

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 Investitions-rechnung der B-Engineering sowie kurze Vorstellung der neu errichteten Anlage. Des Weiteren wird der Soll-Ist-Vergleich dargestellt mit folgenden Abweichungs- und Wirtschaftlichkeits-analysen sowie eine Nachkalkulation der möglichen Varianten unter heutigen Rahmenbedin-gungen. 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 Wärme-verbrauch 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 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 Wirtschaftlichkeits-rechnung als Grundlage verwendet hat^[3].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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 die Verluste in den Sommermonaten fast die Hälfte aus.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3: Stromlastgang 2004.

Quelle: vertraulich (B-Engineering).

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 Blockheiz-kraftwerks (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 unter-nehmensweit. 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 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].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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 Investi-tionsbudgets 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 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 Investitions-entscheidung 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.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

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.

Zuletzt wurde im Rahmen der statistischen Investitionsrechnung der Amortisationsvergleich durchgeführt. Wieder zeigen die ersten zwei Alternativen sehr gute dagegen die letzen zwei sehr negative Werte auf. Dabei sind die Ergebnisse der Varianten 3 und 4 ohne Einbezug der Folgekosten nur richtig, weil die Amortisationszeiten (ohne Verzinsung der Beträge) hier tatsächlich vor dem Anfallen der Folgekosten liegen. Auch werden die Abschreibungswerte üblicherweise nicht in die Amortisationsrechnung einbezogen.

Abschließend soll noch angemerkt werden, dass die statistische Investitionsrechnung, insbesondere für eine langfristige Investition, nicht die beste Rechnungsweise darstellt, weil sie die verschiedenen Zeitpunkte der anfallenden Beträge nicht beachtet und somit ungenaue oder gar fehlerhafte Ergebnisse liefert. Folglich war es notwendig das Investitionsvorhaben auch mit dynamischen Methoden zu beurteilen. Dieses wird im nächsten Kapitel untersucht.

3.2.2 Dynamische Verfahren

Im Rahmen der dynamischen Investitionsrechnung wurde die Kapitalwertmethode ange-wendet, wobei es jeweils mit drei verschiedenen Zinssätzen gerechnet wurde. Ein Überblick der Ergebnisse ist in der Tabelle 4 abgebildet. Die vollständige Berechnung ist im Anhang III enthalten. Während die ersten zwei Alternativen in Bezug auf den Kapitalwert sowie die Amortisationszeit wieder sehr negativ ausfallen, zeigen die letzten zwei Varianten selbst bei einem Zinssatz von 10% noch positive Werte auf.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 4: Ergebnisse der dynamischen Investitionsrechnung der B-Engineering.

Quelle: Eigene Darstellung.

Neben den eher abstrakten Kapitalwerten wäre auch ein Vergleich der Annuitäten denkbar gewesen, da die Grundlage ohnehin schon vorhanden war. Diese wären dann mit den jährlichen Ergebnissen aus der statistischen Berechnung vergleichbar aber durch die Einbe-ziehung der Zeitkomponente viel präziser. Beispielsweise würde die Annuität für die Alternative 3 bei 63.100€ liegen (bei einem Zinssatz von 0%) während die statistische Rechnung ein jährliches Ergebnis in Höhe von 130.900€ liefert. Allerdings wird sowohl bei der Kapitalwert- als auch bei der Annuitätsmethode der Unterschied von Investitionssummen nicht beachtet. Hier wäre ein Vergleich des internen Zinsfußes nützlich gewesen, da es den Gewinn zum Kapitaleinsatz relativiert. Für Variante 3 würde dieser bei 13,4% liegen, dagegen beträgt die Rentabilität der statistischen Rechnung 26,13%.

Die Ergebnisse der dynamischen Amortisationsrechnung unterscheiden sich von den Werten der statistischen Rechnung. Da bei der dynamischen Berechnung die zeitliche Komponente beachtet wurde, sind diese Werte eindeutig als die präzisere anzusehen. In Anbetracht des Denkansatzes des B-Engineering, können die Amortisationszeiten für die Alternativen 3 und 4 als sehr gut bewertet werden.

Zum Vergleich können hier die Ergebnisse zweier der Ingenieurbüros erwähnt werden. Nach dynamischen Berechnungen von dem Ingenieurbüro 1^[6] würde die Anlage bei einem Zinssatz von 7% nach 4,63 Jahren amortisiert haben. Das Ingenieurbüro 2 hat nur das BHKW allein betrachtet mit dem Amortisationsergebnis von 4 Jahren bei einem Zinssatz von 6%^[7]. Im Gegensatz zu B-Engineering haben die Ingenieurbüros mit absoluten Werten gearbeitet. Sie haben jedoch unterschiedliche Daten sowie Konstellationen der Alternativen zur Berechnung verwendet als B-Engineering.

Es kann noch angemerkt werden, dass die Folgekosten jeweils in das 10. sowie 19. Jahr geplant wurden. Da es hier jedoch mit einer Nutzungsdauer der Anlage von 20 Jahren gerechnet wurde, haben sich die Ergebniswerte entsprechend verschlechtert. Die Struktur der Ergebnisse ist jedoch erhalten geblieben.

Nach Betrachtung aller Ergebnisse der beiden Berechnungen lässt sich feststellen, dass die Alternativen 3 und 4 stets die besten Ergebnisse hervorbringen während die Alternativen 1 und 2 äußerst negativ erscheinen. Unter Einbeziehung des Zuschusses sowie der ökologischen Gesichtspunkten, stellt die Alternative 3 die beste Lösung dar. Daher hat sich die B-Engineering für diese Variante entschieden. Die Sanierung der Heizungsanlage wurde von Ingenieurbüro 1 durchgeführt. Die errichtete Anlage wird im nächsten Abschnitt kurz vorgestellt.

Abschließend sollte angemerkt werden, dass die Berechnungen, insofern die verwendeten Daten korrekt sind, eine gute Grundlage für die Investitionsentscheidung bereitgestellt haben. Die Rechnungsergebnisse sind jedoch nicht absolut und sagen somit nichts darüber aus ob die Investition für sich betrachtet ein Gewinn oder Verlust einbringt und wann sich diese amortisiert. Eine solche Betrachtung war aber von B-Engineering weder gefordert noch relevant gewesen. Von Bedeutung waren hier vielmehr die Auswirkungen der jeweiligen Investition auf das gesamte Unternehmen.

[...]

^[1] Der Name der Firma wurde aus Vertraulichkeitsgründen geändert.

^[2] Quelle vertraulich (B-Engineering).

^[3] Quelle vertraulich (B-Engineering).

^[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.

^[6] Quelle vertraulich (B-Engineering).

^[7] Quelle vertraulich (B-Engineering).