BACHELORARBEIT Rentabilitätsanalyse für ein Nahwärmenetz ... · II 4.2.1 Förderungen auf...

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- 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)

9

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)

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"


Grundszenario 149 276.500


Nettoanschlussleistung: 308 569.330

Wärmebedarf

(kW)

Wärmebedarf bei

1850 h/Jahr (kWh)

bereits angeschlossener

Bereich108 200.000


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"





Wärmebedarf

(kW)

Wärmebedarf bei

1850 h/Jahr (kWh)


Bereich108 200.000


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“



Gesamtbedarf: 543 1.003.750



Bereich108 200.000

Szenario 3

Bereich "Im Bendel" und

"Hauptstraße"

Wärmebedarf

(kW)

Wärmebedarf bei

1850 h/Jahr (kWh)


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


91.980

Szenario 3 KfW Wärmenetz 60 € je Trassenmeter 64.800


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


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 €


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)


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


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


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

(€)


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)


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)


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)


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

LITERATURVERZEICHNIS

AID: AID INFODIENST VERBRAUCHERSCHUTZ, ERNÄHRUNG, LANDWIRTSCHAFT

E.V. (Hrsg.) (2005): Bioenergie für Kommunen, 1409/ 2005, Bonn

AVB FERNWÄRME V: VERORDNUNG ÜBER ALLGEMEINE BEDINGUNGEN FÜR

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http://www.uwe-energie.de/27.html

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


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


Gesamtkosten:


(Quelle: Eigene Berechnungen in Anlehnung an Firma Staba Tec, Hannover)

52


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


Gesamtkosten:



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


Gesamtkosten:

inkl. Pressung (2x)


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:


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 (€)


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

(€)


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

(€)


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


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:

BACHELORARBEIT Rentabilitätsanalyse für ein Nahwärmenetz ... · II 4.2.1 Förderungen auf...

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