Kostenrechnung für BHKW mit dem Programm BHKW-Plan

Die Jahreskosten eines BHKW ergeben sich nach VDI 2067, Blatt 7, aus der Summe der kapitalgebun­denen, verbrauchsgebundenen und betriebsgebundenen Kosten. Die kapitalgebundenen Kosten leiten sich aus den erforderlichen In­vestitionen für die gesamte BHKW-Anlage ab. Unter die verbrauchsgebundenen Kosten fallen die Brennstoffkosten und die Hilfsenergiekosten etwa für Pum­pen. Unter betriebsgebun­de­ne Kosten fallen nach VDI 2067 in erster Linie die Instandhaltungskosten und daneben ggf. noch Personalkosten. Den größ­ten Anteil an den Gesamtkosten haben im Allgemeinen mit etwa 40 % die ver­brauchsgebundenen Kosten, gefolgt von den Kapitalkosten mit etwa 33 % (KWK, 1994). Allerdings können die Kostenanteile je nach Anlagengröße und baulichen Voraussetzungen stark schwanken. Verglichen mit konventionellen Heizungssystemen ist aber der Anteil der Kapitalkosten an den Gesamt­kosten höher.

Wirtschaftlichkeitsrechnung mit Hilfe der Annuitätenmethode

Beim Vergleich der Wirtschaftlichkeit von verschiedenen Energieerzeugungsoptionen hat man folgendes Entscheidungsproblem:

  • Die Anlagen haben möglicherweise eine sehr unterschiedliche Nutzungsdauer
  • Die Investitionsbeträge für die Anlagen sind unterschiedlich. Die Anlage mit den höheren Investitionskosten hat jedoch möglicherweise geringere Betriebskosten.
  • Wie können die Anlagen direkt miteinander verglichen werden?

 

Die alternativen Energieerzeugungsysteme liefern i.d.R. das gleiche Produkt, die Erzeugung von Energie, die in kWh gemessen werden kann. Das Produkt verschiedener Anlagen ist somit identisch. Man wird deshalb nach dem Kriterium der Wirtschaftlichkeit, die Anlage auswählen, die die Energieeinheit zu den günstigsten Kosten herstellt.

Beim dynamischen Investitionsrechenverfahren, der Annuitätenmethode, wird die unterschiedliche Laufzeit der Anlagen durch die Einbeziehung von Zins- und Zinseszinseffekten berücksichtigt. Durch die Umrechnung der verschiedenen Kosten  einer Anlage in gleichhohe jährliche Beträge, die sogenannten Annuitäten, und die Zuordnung der jährlich erzeugten Energiemenge, erhält man die spezifischen Energieerzeugungskosten in €/kWh.

Die Annuitätenmethode rechnet den Barwert einer Investition in gleichhohe Jahresbeträge um:

 

Investition=x         ->                    Annuität ?

 

Der Annuitätsfaktor wird auch als Wiedergewinnungsfaktor oder als Rentenbarwertfaktor bezeichnet. i bezeichnet den Kalkulationszinssatz und n die wirtschaftliche Nutzungsdauer der Investition. Besteht eine Anlage aus verschiedenen Komponenten mit unterschiedlichen Nutzungsdauern, so wird die Gesamtinvestition anteilsmäßig auf die verschiedenen Komponenten aufgesplittet und die resultierenden Investitionsbeträge mit ihren jeweiligen Annuitätsfaktoren multipliziert. Die einzelnen Annuitäten werden anschließend aufsummiert um die jährlichen Investitionsbeträge zu erhalten. Zu diesen jährlichen Investitionskosten werden die jährlichen Betriebskosten, die bei Energieerzeugungsanlagen i.d.R. jährlich gleichbleibend sind, hinzuaddiert. Als Ergebnis erhält man die jährlichen Gesamtkosten der Anlage. Dividiert man diesen Betrag durch die jährliche Energieerzeugungsmenge, so erhält man die spezifischen Energiegestehungskosten der Anlage.

Beim Vergleich von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen mit herkömmlichen Energieer­zeugungsanlagen, nimmt das Entscheidungsproblem eine besondere Gestalt an: Die KWK-Anlage liefert ein Koppelprodukt, nämlich Wärme und Strom gleichzeitig. Kon­ventionelle Energieerzeugungsanlagen (Kraftwerk, Heizungsanlage) liefern dage­gen nur ein Produkt, entweder Wärme oder Strom. Nun gibt es zwei Möglichkeiten die Anlagen trotzdem direkt zu vergleichen:

 

  1. Das Ziel ist die Wärmebereitstellung. Die spezifischen Wärmegestehungsko­sten der Kraft-Wärme-Kopplungsanlage werden mit den spezifischen Wärmegestehungskosten der Vergleichsanlage verglichen. Die Ermittlung der spezifischen Wärmegestehungskosten wird mit Hilfe der oben beschriebenen Annuitätenmethode durchgeführt. Bei der Kraft-Wärme-Kopplungsanlage fällt jedoch zusätzlich noch die Stromproduktion an, die bisher noch nicht berücksichtigt wurde, die jedoch eine Einnahme der Anlage darstellt. Die Strommenge muss bewertet werden und der Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlage als Gutschrift hinzugerechnet werden. Wird der Strom selbst verbraucht, wird der Kilowattstundenpreis den der Investor an das Energieversorgungsunternehmen zahlen müsste, wenn er diese Strommenge beziehen müsste, als Bewertungsgrundlage genommen. Wird die Strommenge eingespeist wird der gültige Einspeisetarif zugrundegelegt. Die resultierende jährliche Stromgutschrift wird wie eine Einnahme behandelt und von den jährlichen Kosten der KWK-Anlage subtrahiert. Das Ergebnis sind die spezifischen Wärmegestehungskosten mit Stromgutschrift der KWK-Anlage, die direkt mit den spezifischen Wärmegestehungskosten der Vergleichsanlage verglichen werden können.

 

  1. Das Ziel ist die Strombereitstellung. Die spezifischen Stromgestehungskosten der KWK-Anlage werden mit den spezifischen Stromgestehungskosten der Ver­gleichsoption, bzw. dem Strombezugstarif verglichen. Die Ermittlung der Stromgestehungskosten wird analog zu 1. mit Hilfe der Annuitätenmethode durchge­führt. In diesem Fall liefert die KWK-Anlage jedoch noch zusätzlich Wärme, die bisher noch nicht in der Kalkulation berücksichtigt ist, die jedoch eine Einnahme der Anlage darstellt. Die jährlich produzierte Wärmemenge muss mit ihren jeweiligen für den Investor maßgeblichen Wärmebezugs-, bzw. Wärmegestehungskosten bewertet werden. Diese Wärmekosten werden dann den jährlichen Stromgestehungskosten der KWK-Anlage gutgeschrieben. Man erhält die spezifischen Stromgestehungskosten mit Wärmegutschrift der KWK-Anlage, die direkt mit den spezifischen Stromgestehungskosten der Vergleichsoption verglichen werden können.

 

1.6.1 Kapitalgebundene Kosten

Zur Berechnung der kapitalgebundenen Kosten ist die Ermittlung der In­vestitions­kosten der einzelnen Anlagenteile notwendig. Daneben beeinflusst die Wahl der Abschreibungsdauer wie auch die Wahl des zugrundezulegenden Zinsfußes die Höhe der kapitalgebundenen Kosten wesentlich.

Bei den Investitionskosten für das BHKW sind folgende Anlagenteile zu berücksichti­gen:

  1. Investitionskosten der heizungstechnischen Einbindung des BHKW
  2. Investitionskosten der Abgasanlage für das BHKW
  3. Investitionskosten des Pufferspeichers
  4. Investitionskosten für sonstige bauliche Maßnahmen (z.B. Fundamente)
  5. Investitionskosten des Spitzenkessels; entfällt, wenn ein bereits vorhandener Kessel für diesen Zweck genutzt werden kann
  6. Investitionskosten der Heizungstechnik des Spitzenkessels
  7. Investitionskosten der Stromeinspeisung
  8. Kosten für den Heizraum, den das BHKW gegenüber einer konventionellen Heizungsanlage zusätzlich benötigt
  9. Kosten des Heizraums für Spitzenkessel (vgl. Punkt i.)

10.Investitionskosten Heizöllagerung (so weit BHKW und/oder Spitzenkessel mit Heizöl betrieben werden)

11.Investitionskosten für den Erdgasanschluss

12.Investitionskosten des eigentlichen BHKW-Modules

13.Nebenkosten wie Planung, Genehmigung u.ä., die üblicherweise einen festen prozentualen Anteil an den gesamten Investitionskosten besitzen

14.Investitionskosten für Nahwärmenetz soweit benötigt, mit

  • Unterverteilung
  • Hausanschluss
  • Hausstation.

Der Ermittlung der Heizraumkosten ist besondere Beachtung zu schenken, da diese über die Wirt­schaftlichkeit einer Anlage entscheiden können. Im Falle eines Neubau­es des Heizraumes, entweder weil das zu versorgende Gebäude sowieso neu gebaut wird, oder weil ein Gebäude extra für das BHKW zu errichten ist, sind die Kosten des Heizraumes entweder bekannt oder lassen sich anhand spezifischer Richtwerte hinreichend genau ermitteln. Bei Neubauten kann als guter Ansatz für die Raumkosten das Produkt aus dem spezifischen Raumbedarf m3/kWel, aus der Leistung der Gesamt­anlage in kWel und aus den spezifischen Raumkosten  €/m3 gewählt werden. Die spezifischen Raumkosten lassen sich in Näherung mit 700  €/m3 für oberirdische Räume und 1000  €/m3 für unterirdi­sche Räume annehmen.

Komplizierter ist die Ermittlung bei bestehenden Gebäuden, in denen das BHKW in einen vorhandenen Heizraum eingebaut wird. Verdrängt das zu installierende BHKW nicht eine andere Nutzung (also z.B. Lager, Hobbykeller) dieses Raumes, so sollten auch keine Kosten für den Raum angesetzt werden. Dies ist häufig der Fall und insbesondere in privat genutzten Häusern sinnvoll. Im Sinne einer Opportunitätskostenbetrachtung sind jedoch auch in bestehenden Gebäuden dann Kosten für den zusätzlich in Anspruch genommenen Raum anzusetzen, falls das BHKW eine andere Nutzung verdrängt. Als Kostenansatz bietet sich dann die Jahresmiete eines vergleich­baren Raumes an. In jedem Fall ist darauf zu achten, dass die Ermittlung der Raumkosten für BHKW und konventionelle Vergleichsanlage mit der gleichen Methode erfolgt.

Aus den ermittelten gesamten Investitionskosten lassen sich mit Hilfe des dynami­schen Investitionsre­chenverfahrens der Annuitätenmethode über den Abschreibungszeitraum des BHKW gleichhohe jährliche Zahlungen, so genannte Annuitä­ten, berech­nen. Dieses Verfahren berücksichtigt im Gegensatz zu statischen Investitionsrechenverfahren auch den unterschiedlichen zeitlichen Anfall der jeweiligen Zahlungen. Dazu muss die Höhe des Kalkulationszinsfußes und die Länge der Abschrei­bungsdauer/n festgelegt werden. Bei einer betriebswirtschaftlichen Betrachtung wird sich die Höhe des Kalkulationszinsfußes an der banküblichen Verzinsung eines mit der Investitionshöhe äquivalenten Kredites orientieren bzw. an festgelegten internen Verzinsungsforderungen von Unternehmen. Bei einer volkswirtschaftlichen Betrachtung bietet  das langfristig beobachtete Wachstum der Volkswirtschaft eine Orientierung für die Festlegung des Kalkulationszinsfußes.

Ähnlich verhält es sich bei der Festlegung der Abschreibungsdauer: Unter techni­schen Gesichtspunkten macht es Sinn, die Abschreibungsdauer in Höhe der Anlagenlebensdauer anzusetzen, da die Anlage unter dem technischen Aspekt ihr gesamtes "Leben" Zeit hat, die für sie angefallenen Investitionskosten zu erwirtschaften. Unter dem Aspekt der Sicherheit einer Investition ist dagegen die Wahl einer kürzeren Abschreibungsdauer sinnvoll. Je weiter nämlich der Betrieb eines BHKW in der Zukunft liegt, desto unsicherer sind die zu erwirtschaftenden Erträge, da z.B. Wärmeabnehmer ausfallen können. Dieses Risiko tritt insbesondere bei BHKW in gewerblichen Betrieben auf, was sich in der Industrie üblicherweise in der geforderten Abschreibungsdauer zwischen 3 und 5 Jahren niederschlägt. Dagegen rechnen Energieversorgungsunternehmen bei Kraftwerken mit Abschreibungsdauer von über 20 Jahren.

Weiterhin kann die Abschreibungsdauer für jeden Investitionsposten einzeln (vgl. VDI 2067) oder für die gesamte Investition einheitlich angegeben werden. Eine uneinheitliche Abschreibung, orientiert an der technischen Lebensdauer der Anlagenteile, spiegelt insoweit allerdings nicht die ökonomischen Gegebenheiten wider, als dass sie die Möglichkeit einer unabhängigen Nutzung jedes einzelnen Anlagenteils unterstellt (z.B. Verkauf eines Anlagenteils vor Ende von dessen Nutzungsdauer zum kalkulatorischen Buchwert). Aus der technischen Sicht ist es dagegen falsch, die Nutzungsdauer der Gesamtanlage an der kürzesten technischen Nutzungsdauer eines Anlagenteils auszurichten, da dann die verbleibenden Anlagenteile in ihren kapitalgebundenen Kosten systematisch überschätzt werden. Es wird deutlich, dass Kalkulationszinsfuß und Abschreibungsdauer je nach Zweck der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung des Anlagenbetreibers und der spezifischen Sichtweise festzusetzen sind.

1.6.2 Verbrauchsgebundene Kosten

Verbrauchsgebundene Kosten fallen für den Bezug der Brennstoffe, üblicherweise Erdgas und/oder Heizöl, und für Hilfsenergie, meist elektrische Energie, für Pumpen u.ä. an. Es sind sowohl die Verbräuche des BHKW wie auch der Spitzenkes­sel zu berücksichtigen. Bei Heizöl als Brennstoff kann ein fester spezifischer Bezugs­preis pro Liter angenommen werden, der allerdings je nach Jahreszeit und Bezugsmenge erheblich schwanken kann. Bei Erdgas sind sowohl die Arbeitskosten wie auch die Leistungskosten zu berücksichtigen. Da die Leistungskosten einen erhebli­chen Anteil an den Gesamtbrennstoffkosten ausmachen können, ist es aus betriebswirtschaftlichen Gründen häufig sinnvoll, zumindest den Spitzenkessel alternativ mit Heizöl betreiben zu können, um so Gasbezugsspitzen und damit zusätzlich zu bezahlende Gasleistung vermeiden zu können.

1.6.3 Betriebsgebundene Kosten

Unter diese Kosten fallen Instandhaltungs- und Personalkosten, sowie ggf. Reserveleistungskosten. Die jährlichen In­standhaltungskosten lassen sich pauschal nach VDI 2067 in Prozent der Investi­tionskosten kalkulieren, wofür diese Norm auch Anhaltswerte gibt. Dieses Vorgehen eignet sich insbesondere für die baulichen Anlagen, die Heizungstechnik und den Spitzenkessel. Eine andere Möglichkeit besteht für das eigentliche BHKW darin, mit dessen Hersteller einen Vollwartungsvertrag abzuschließen, der zu einem festen Kostensatz je produzierter kWhel eine umfassende Wartung bietet.Vollwartungsverträge haben den Vorteil einer guten Kalkulierbarkeit, da die Wartungskosten so einen festen Anteil an den spezifischen Gestehungskosten des BHKW unabhängig von der Auslastung darstellen. Weiterhin wird dem Betreiber das technische Risiko des BHKW-Betriebes abgenommen.

Personalkosten fallen meist nur bei größeren Einheiten (> 50 kWel) an. Sie enthalten den Arbeitsaufwand für die Regelung des BHKW wie auch für den Spitzenkessel. Unter den sonstigen Kosten nach VDI 2067 sind die Schornsteinfegerkosten und - bei größeren Einheiten - der allgemeine Verwaltungsaufwand zu berücksichtigen. Letzte­rer lässt sich zweckmäßig in Prozent der Gesamtinvestitionssumme abschätzen.

Kosten für die Bestellung einer Reserveleistung beim EVU fallen nur bei Sondervertragskunden an, um den störungsbedingten Ausfall der KWK-Anlage abzusichern. Die Reserveleistungskosten ergeben sich aus dem Produkt des spezifischen Reserveleistungspreises und der Leistung eines Moduls. Bei Anlagen, die sich aus mehreren Modulen zusammensetzen, werden i.d.R. nur Reserveleistungsvereinbarungen für ein Modul getroffen, da anzunehmen ist, dass nicht gleichzeitig alle Module ausfallen.

Bei großen Betreibergesellschaften kommt alternativ zur Bestellung einer Reserveleistung die Möglichkeit des Abschlusses einer Ausfallrisikoversicherung in Betracht.

 

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