Hilft Industrie 4.0 bei den Auswirkungen derEnergiewende auf die Produktionsplanung und

Kosten?

Prof. Dr. Johannes Kals

VDI / VDIArbeitskreis Leitsysteme für die Prozess- und

FertigungsindustrieTechnoseum Mannheim, 4.12.2013

Hilft Industrie 4.0 bei den Auswirkungen derEnergiewende auf die Produktionsplanung und

Kosten?

Prof. Dr. Johannes Kals

1

Zur Person

• Geboren 1963, Schule, Studium der BWL in Aachen• Assistent an der Uni Duisburg-Essen,

Forschungsaufenthalt in den USA• Promotion an der TU Berlin über „Umweltorientiertes

Produktions-Controlling“• Gerling Consulting Gruppe, Köln, im Bereich

Umweltmanagement• Hochschule Ludwigshafen, Professor für

Produktionswirtschaft, eine Wahlperiode Vizepräsident• Forschungsschwerpunkt Energiemanagement• Verheiratet, zwei Kinder

• Geboren 1963, Schule, Studium der BWL in Aachen• Assistent an der Uni Duisburg-Essen,

Forschungsaufenthalt in den USA• Promotion an der TU Berlin über „Umweltorientiertes

Produktions-Controlling“• Gerling Consulting Gruppe, Köln, im Bereich

Umweltmanagement• Hochschule Ludwigshafen, Professor für

Produktionswirtschaft, eine Wahlperiode Vizepräsident• Forschungsschwerpunkt Energiemanagement• Verheiratet, zwei Kinder

2

GliederungTeil 1: Trends und Entwicklungen:• Industrie 4.0• In-Memory Databases• Energiepreise• Netzwerke mit EnergiebezugTeil 2: Gesamtkonzept Energie und BWL für Industrieunternehmen• Einzelprobleme Energiebeschaffung ,• Produktionsplanung und LastmanagementTeil 3: Energiebezogene ITTeil 4: Normengeflecht und Energie• DIN ISO 9000er Reihe Qualitätsmanagement• DIN ISO 14000er Reihe Umweltmanagement• DIN ISO 50001 Energiemanagement• DIN ISO 14064/65/67 TreibhausgaseTeil 5: Prozessleittechnik und ISO-Managementsysteme• Zusammenarbeit Technik – Management• Investitionen und Reporting

GliederungTeil 1: Trends und Entwicklungen:• Industrie 4.0• In-Memory Databases• Energiepreise• Netzwerke mit EnergiebezugTeil 2: Gesamtkonzept Energie und BWL für Industrieunternehmen• Einzelprobleme Energiebeschaffung ,• Produktionsplanung und LastmanagementTeil 3: Energiebezogene ITTeil 4: Normengeflecht und Energie• DIN ISO 9000er Reihe Qualitätsmanagement• DIN ISO 14000er Reihe Umweltmanagement• DIN ISO 50001 Energiemanagement• DIN ISO 14064/65/67 TreibhausgaseTeil 5: Prozessleittechnik und ISO-Managementsysteme• Zusammenarbeit Technik – Management• Investitionen und Reporting

3

4www.fairkehr-magazin.de

Industrie 4.0

• Begriff populär zur Hannover-Messe 2011• Projekt der Bundesregierung• Intelligente Fabrik (Smart Factory): wandlungsfähig,

ressourceneffizient, ergonomisch• Kunden- und Geschäftspartnerintegration in

Netzwerken• Cyber-physische Systeme und Internet der Dinge• 4. industrielle Revolution (1. Dampfmaschine, 2.

Massenfertigung mit Fließbändern und Elektrifizierung,3. digitale Revolution) => Widerspruch!

• Begriff populär zur Hannover-Messe 2011• Projekt der Bundesregierung• Intelligente Fabrik (Smart Factory): wandlungsfähig,

ressourceneffizient, ergonomisch• Kunden- und Geschäftspartnerintegration in

Netzwerken• Cyber-physische Systeme und Internet der Dinge• 4. industrielle Revolution (1. Dampfmaschine, 2.

Massenfertigung mit Fließbändern und Elektrifizierung,3. digitale Revolution) => Widerspruch!

5

6

Engineering Data Management (EDM)

https://www.proteus-solutions.de/~Unternehmen/News-PermaLink:tM.F04!sM.NI41!Article.955736.asp

New challenges New tools in the box

Rising prices and costs

for resources

Volatility of prices and

speed of business

Emerging business

networks

Internet of things (device

connectivity)

Ability to process

information

Evolving methods and

applications

Redefine “R” in ERP

7

Rising prices and costs

for resources

Volatility of prices and

speed of business

Emerging business

networks

Internet of things (device

connectivity)

Ability to process

information

Evolving methods and

applications

8http://www.oilnergy.com/1obrent.htm#since88 (abgerufen 26.10.13)

Einsparpotenziale in der Industrie nach Fraunhofer Institut fürSystem- und Innovationsforschung

Bereich desEnergieeinsatzes

DurchschnittlichesEinsparpotenzial in

Prozent

Gesamtes Einsparpotenzialin Deutschland in

MilliardenKilowattstunden

(Terawattstunden)

Druckluft 33 14Druckluft 33 14Prozesswärme 20 265

Elektromotoren 20 132

Raumwärme undWarmwasser 20 64

Pumpen 20 27Ventilatoren 28 23Kälteanlagen 15 12Beleuchtung 15 11

9

Welche Faktoren führen dazu, dass es inLändern, Branchen, Unternehmensgrößen „losgeht“, sich eine kritische Masse für das Thema

interessiert?

Energie-, CO2-preissteigerungen,Handlungsdruck,Wirtschaftlichkeit

Gesetze, z.B. EEG,EnEV,Energiebesteuerung

VerbändeEnergieagenturenKammern

Neue Akteure,VerteilungskämpfeProSumer

Welche Faktoren führen dazu, dass es inLändern, Branchen, Unternehmensgrößen „losgeht“, sich eine kritische Masse für das Thema

interessiert?

Software als„compelling event“

HochschulenBewusstsein,öffentliche Meinung

10

Globale Konzerne

WirtschaftsprüferBerater Zertifizierer

Neue Netzwerke durch Energie

Netzbetreiber

Kompensation vonCO2

Unternehmen

Berater VerbändeEnergieagenturenKammern

Contracter

Börse

Einkaufsdienstleister

Projektentwickler

EVUsEinkaufs-genossenschaften

Banken

Smart GridErzeuger-genossenschaften

IT

Vernetzung imKonzern

NachbarnIndustriegebiet

Unternehmen

11

Commuter

Supply Chain, Wertnetz Closed Loop

Gebietskörperschaft

SmartCity

Generierung regenerativer Energien (EEG), Production and Consumer zu ProsumernSmart Metering und Smart Grids öffnen der Möglichkeit für Virtuelle Kraftwerke

12www.elmer.de

Energiebilanzen

Betriebliche Funktionen:•Facility Management•Logistik•Energiebeschaffung•Produktion•Instandhaltung

Teil 2: Gesamtkonzept Energie und BWL fürIndustrieunternehmen

(Kals, Betriebliches Energiemanagement, Stuttgart 2010)

Betriebliche Funktionen:•Facility Management•Logistik•Energiebeschaffung•Produktion•Instandhaltung

Wirtschaftlichkeit / Strategische Planung / ethische Fundierung

Organisatorische Umsetzung: DIN ISO 9000, 14000, 50001, 26000 Serien

Hintergründe: naturwissenschaftlich (Klimawandel), technisch (Nutzung regenerativerEnergien), volkswirtschaftlich (Allokation, Pigou-Steuer, industrielle Revolution)

13

Bilanzierungen von Energie und CO2 nachinnen und außen mit unterschiedlichenBilanzräumen. Produktion und Produkte

Möglichkeiten der Informationsversorgung und -verarbeitung:Internet of Things, In-Memory-Technology, Meters and Sensors, Automation, Gebäude- und

Prozessleittechnik, GPS …

Erste Ebene der Informationsverarbeitung:Kosten- und Erlösrechnung

Was tickt wo?Welche wichtigen funktionsübergreifenden Zusammenhänge?

Anwendung bei isolierten Aufgaben in den Funktionen, Maschinenbelegung, GoodHousekeeping im FM, Green IT … Richtig interessant wird es funktionsübergreifend:

Energiebeschaffungund Demand SideManagement,Betriebe als Knotenim Smart Grid

ControllingundSust.BSC

Prosumer, SmartGrids und SmartCities, „Kampfum Strom“

Unternehmensübergreifend: SCM, Wertnetze,Closed Loops, e-mobility, smart cities

Verankerung in Ethik, Strategie und Organisation (ISO 50001 mit möglicher EEG-Umlagebefreiung)

Vermarkung nach innen (Unternehmenskultur, Motivation) und außen (Image, Umsatz)

Invest mitLCC, TCO,Querschnitttechnologien

Anwendung bei isolierten Aufgaben in den Funktionen, Maschinenbelegung, GoodHousekeeping im FM, Green IT … Richtig interessant wird es funktionsübergreifend:

14

Volatilität der Strompreise: Einkauf und Lastmanagement(Demand Side Management), Production und Consumer

verschmelzen zu „Prosumern“

15

Portfoliomanagement zur Beschaffungelektrischer Energie

Leistungsbedarfin kW

Ausgleichsenergie

16

Zeit (Tag)

Bandlieferung zur Abdeckung der Grundlast (Baseload)

Stunden-/BlocklieferungBlocklieferung

Blocklieferung

Markt für Regelenergie im Bereich der positiven und negativenMinutenreserve als Element von virtuellen Großkraftwerken

Prof. Dr. Ralf Simon, TSB Bingen,Möglichkeiten der Regelenergiebereitstellung:

Positive RegelenergieVerbrauch > ErzeugungNetzfrequenz fällt unter 50 Hz(Unterspeisung)

Negative RegelenergieVerbrauch < Erzeugung,Netzfrequenz fällt unter 50 Hz(Überspeisung)

Stromerzeuger hochfahren:Kraftwerke, NotstromdieselStromspeicher (Akkus) entladen

=> Leistung einspeisen

Stromerzeuger herunterfahren :BHKWs, evtl. später Solaranlagen usw.Stromspeicher (Akkus) laden

=> Leistung reduzieren/ Energie speichern

Stromerzeuger hochfahren:Kraftwerke, NotstromdieselStromspeicher (Akkus) entladen

=> Leistung einspeisen

Stromerzeuger herunterfahren :BHKWs, evtl. später Solaranlagen usw.Stromspeicher (Akkus) laden

=> Leistung reduzieren/ Energie speichern

Stromverbraucher (Schmelzöfen, evtl.Elektrolysen zur Wasserstofferzeugung)herunterfahren/ ausschalten

=> Last absenken

Stromverbraucher (Mühlen, Pumpen,Verdichter, Kühlhäuser usw.) herauffahren

=> Mehr Last aufnehmen

17

Lastmngt

Beschaffung

Produktions-planungMeteorologie

18

Lastmngt

Produktions-steuerung

Energie-anlagen

Teil 3 - IT und Energie: Hierarchie derenergieorientierten IT

In-Memory Database löst BusinessIntelligence (BI) ab

Funktionsübergreifende IT-Lösungen, insbesondere ERP und

Umweltbilanzierung

19

Funktionsübergreifende IT-Lösungen, insbesondere ERP und

Umweltbilanzierung

Funktionsbezogene IT-Lösungen

Technische Detaillösungen

20

FunktionsbeschreibungPILOT® [green] Energie der Felten-Group

Auswahl relevanter SAP Lösungen

• SAP Energy and Environmental IntelligenceEERM (powered by SAP HANA) 1.0

• SAP Portfolio and Project Management 6.0• SAP Environmental Compliance 3.0• SAP Manufacturing Integration and

Intelligence 14.0• SAP Data Services 4.1

• SAP Energy and Environmental IntelligenceEERM (powered by SAP HANA) 1.0

• SAP Portfolio and Project Management 6.0• SAP Environmental Compliance 3.0• SAP Manufacturing Integration and

Intelligence 14.0• SAP Data Services 4.1

21

Zusammenwachsen insbesondere von

ManagementExecution

System (MES)

Gebäude-leittechnik

GLTGreen IT

Gebäude-leittechnik

GLT

Logistik,Fuhrparkmngt

ControllingReporting

Einkauf

Green IT

22

Energie-kosten

Business-Intelligence Cube zu Energie und Kohlendioxid

Energieverbrauch undCO2-Emissionen

Anlagen: von der Halle biszur Maschinenkomponente

„War room“ Unilever Belgien

24

Teil 4: Normengeflecht und Energie

Zertifizierung von Managementsystemen

Beratungsunternehmen(optional), personell undgesellschaftsrechtlichgetrennt vom Zertifizierer

Unternehmen, das eineZertifizierung des QM,UM, EM anstrebt

berät

25

Zertifizierungs-unternehmen(Zertifizierer, Auditor)

DeutscheAkkreditierungstelle(DAkkS)

zertifiziert

Akkreditiert(lässt zu)

Überblick QM-System DIN ISO 9000-Serie

26

Planen

Steuern

Kontrol-lieren

Plan

Check

Act

Do

Inhaltsverzeichnis der DIN ISO 14001 Umweltmanagement(www.beuth.de)

VorwortEinleitung1 Anwendungsbereich2 Normative Verweisungen3 Begriffe4 Anforderungen an ein Umweltmanagementsystem4.1 Allgemeine Anforderungen4.2 Umweltpolitik4.3 Planung4.3.1 Umweltaspekte4.3.2 Rechtliche Verpflichtungen und andere Anforderungen4.3.3 Zielsetzungen, Einzelziele und Programm(e)4.4 Verwirklichung und Betrieb4.4.1 Ressourcen, Aufgaben, Verantwortlichkeit und Befugnis4.4.2 Fähigkeit, Schulung und Bewusstsein4.4.3 Kommunikation4.4.4 Dokumentation4.4.5 Lenkung von Dokumenten4.4.6 Ablauflenkung4.4.7 Notfallvorsorge und Gefahrenabwehr4.5 Überprüfung4.5.1 Überwachung und Messung4.5.2 Bewertung der Einhaltung von Rechtsvorschriften4.5.3 Nichtkonformität, Korrektur- und Vorbeugungsmaßnahmen4.5.4 Lenkung von Aufzeichnungen4.5.5 Internes Audit4.6 Management review

27

VorwortEinleitung1 Anwendungsbereich2 Normative Verweisungen3 Begriffe4 Anforderungen an ein Umweltmanagementsystem4.1 Allgemeine Anforderungen4.2 Umweltpolitik4.3 Planung4.3.1 Umweltaspekte4.3.2 Rechtliche Verpflichtungen und andere Anforderungen4.3.3 Zielsetzungen, Einzelziele und Programm(e)4.4 Verwirklichung und Betrieb4.4.1 Ressourcen, Aufgaben, Verantwortlichkeit und Befugnis4.4.2 Fähigkeit, Schulung und Bewusstsein4.4.3 Kommunikation4.4.4 Dokumentation4.4.5 Lenkung von Dokumenten4.4.6 Ablauflenkung4.4.7 Notfallvorsorge und Gefahrenabwehr4.5 Überprüfung4.5.1 Überwachung und Messung4.5.2 Bewertung der Einhaltung von Rechtsvorschriften4.5.3 Nichtkonformität, Korrektur- und Vorbeugungsmaßnahmen4.5.4 Lenkung von Aufzeichnungen4.5.5 Internes Audit4.6 Management review

Analogie:Betriebsbilanz – KostenartenrechnungProzessbilanz – Kostenstellenrechnung

Produktbilanz – Kostenträgerrechnung (Kalkulation)

Grundriss/ Layout eines BetriebsProzessbilanz 1NC-Maschine

Prozessbilanz 3Prüfstand

28

kt-Input derBetriebsbilanz

Prozessbilanz 2Härteofen

bi-Pro- lanz Output derBetriebsbilanz

dukt-

Als Baustein der Lebenszyklusanalyse, Life-Cycle Assessment (LCA)

29Systemgrenzen der Lebenszyklusanalyse(www.umweltschutz-bw.de)

Datenbanken für ökologiebezogeneProduktbewertungen

• ProBas Datenbank (Prozessorientierte Basisdaten fürUmweltmanagement-Instrumente) des Umweltbundesamt(http://www.probas.umweltbundesamt.de/php/index.php)

• Ökobilanzdatenbank der Europäischen Kommission(http://lca.jrc.ec.europa.eu/lcainfohub/datasetArea.vm),

• GEMIS (Globales Emissions-Modell intergrierter Systeme)des Öko-Instituts in Freiburg(http://www.oeko.de/service/gemis/de/index.htm),

• ecoinvent Datenbank, u.a. durch die ETH Zürich erstellt(http://www.ecoinvent.org/).

• ProBas Datenbank (Prozessorientierte Basisdaten fürUmweltmanagement-Instrumente) des Umweltbundesamt(http://www.probas.umweltbundesamt.de/php/index.php)

• Ökobilanzdatenbank der Europäischen Kommission(http://lca.jrc.ec.europa.eu/lcainfohub/datasetArea.vm),

• GEMIS (Globales Emissions-Modell intergrierter Systeme)des Öko-Instituts in Freiburg(http://www.oeko.de/service/gemis/de/index.htm),

• ecoinvent Datenbank, u.a. durch die ETH Zürich erstellt(http://www.ecoinvent.org/).

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Energiemanagementsystem nach DIN ISO 50001:Sankey-Diagramm, Energieflussbild für ein metallverarbeitendes

Unternehmen

31

ABAG-itm

DIN ISO 14064/65/67 TreibhausgaseKohlendioxidbilanz: Umrechnungsfaktoren

Energieträger/ Energie Freigesetztes Kohlendioxid

Elektrische Energie pro Kilowattstunde Null bei Verwendung, für die Strom“produktion“

Bundesdurchschnitt: 0,614 kg/kWh. Die EnBW gibt einen

Durchschnittswert von 0,25 kg/kWh an, Ökostromanbieter

„Lichtblick“ gibt 0,041 kg/kWh an.

Heizöl extra leicht 0,820 bis 0,860 kg/L (15 °C) spezifisches

Gewicht wie Diesel

2,65 kg pro Liter bei Verbrennung, hinzu kommt der KEA

Diesel (Liter) 0,845 kg pro Liter spezifisches Gewicht

(entspricht weitgehend dem Heizöl)

2,65 kg pro Liter bei Verbrennung, hinzu kommt der KEA

Benzin

0,720 bis 0,775 kg pro Liter spezifisches Gewicht

2,36 kg pro Liter bei Verbrennung, hinzu kommt der KEA

32

Benzin

0,720 bis 0,775 kg pro Liter spezifisches Gewicht

2,36 kg pro Liter bei Verbrennung, hinzu kommt der KEA

Flugbenzin (Kerosin)

Spezifisches Gewicht etwa 0,747 bis 0,840 kg pro Liter

2,4 bis 2,760 kg pro Liter bei Verbrennung. Bei Emission in

großen Höhen ein Faktor von 2,7 nötig. Hinzu kommt der KEA.

Bioethanol und Biodiesel Weit auseinandergehende Einschätzungen des Einspareffekts

gegenüber Benzin und Diesel, das aus Erdöl gewonnen wird.

Die Abschätzungen gehen von 70 Prozent

Kohlendioxideinsparung bis zu deutlich negativen Wirkungen.

Erdgas (nicht komprimiert) pro Kubikmetern 1,8 kg pro Kubikmeter bei Verbrennung, hinzu kommt der KEA

Erdgas (CNG – Compressed Natural Gas, auptbestandteil

Methan, LNG – Liquified Natural Gas, LPG – Liquified

Propane Gas, Hauptbestandteile Propan und Butan)

2,3 bis 2,7 kg pro Liter bei Verbrennung, hinzu kommt der KEA

Integrierte ManagementsystemeEine einzige Stabsstelle oder Zentralabteilung bündelt

alle sicherheitsrelevanten Aufgabenbereiche. Typischist eine Bezeichnung wie SHEQ:

• Safety (Arbeitssicherheit),• Health (Gesundheitsschutz),• Environment (Umweltmanagement),• Quality (Qualitätsmanagement).• Hinzu können kommen Bereiche wie• Energy (Energiemanagement, EM),• Security (Werkschutz),• IT-Sicherheit,• Brandschutz,• Sustainability (Nachhaltigkeit),• Gleichstellung,• IT-Sicherheit,• Datenschutz,• Ethik• und weitere, oft branchenbezogene Aufgaben.

Geschäftsführung/Vorstand „obersteLeitung“

Safety, Health,Environment, Quality(SHEQ)

Eine einzige Stabsstelle oder Zentralabteilung bündeltalle sicherheitsrelevanten Aufgabenbereiche. Typischist eine Bezeichnung wie SHEQ:

• Safety (Arbeitssicherheit),• Health (Gesundheitsschutz),• Environment (Umweltmanagement),• Quality (Qualitätsmanagement).• Hinzu können kommen Bereiche wie• Energy (Energiemanagement, EM),• Security (Werkschutz),• IT-Sicherheit,• Brandschutz,• Sustainability (Nachhaltigkeit),• Gleichstellung,• IT-Sicherheit,• Datenschutz,• Ethik• und weitere, oft branchenbezogene Aufgaben.

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Beschaffung Produktion Absatz

Safety, Health,Environment, Quality(SHEQ)

Summ-Abstimmung: Ist QM für Ihre Arbeit hilfreich oder hinderlich?

Managementsysteme undProzessleittechnik

Nutzen Ärger

34

Teil 5: Prozessleittechnik und ISO-ManagementsystemeDie skizzierten Herausforderungen aus Sicht der

Prozessleittechnik in integrierte zertifizierteManagementsysteme einführen (ISO als Freund und Instrument):Management-Systemarchitektur und –dokumentation , auf „integriert“ drängenProzesse:• Beschaffung und Vermarktung von Energie (Portfoliomanagement EEX und

Kapazitätsmärkte)• Prozess Demand Side Management: Zusammenspiel von PPS, Fuhrpark, Facility,

Medienversorgung und Kraftwerke, IT• PPS/ Produktion, Maschinenzuordnung, Fahrweise, Instandhaltung optimiertAufbauorganisation: Verschiebung der Aufgaben- und Machtverhältnisse, Vorsicht:

Betreiberverantwortung für betroffene Anlagen!Schulungen, Fortbildung und Marktbeobachtung einschließlich neuer Akteure im

Wertnetz (wer muss was wissen?)IT-Architektur mit Cloud, mobile als „Enabler“ und Betreiben von „green IT“Wirtschaftlichkeit:• Controlling, Kostenrechnung• Politik und Werte, Investitionsstrategien• Total Cost of Ownership und Life-Cycle CostsReporting, Nachhaltigkeits-, Umwelt- Energie- , Kohlendioxidbericht

Management-Systemarchitektur und –dokumentation , auf „integriert“ drängenProzesse:• Beschaffung und Vermarktung von Energie (Portfoliomanagement EEX und

Kapazitätsmärkte)• Prozess Demand Side Management: Zusammenspiel von PPS, Fuhrpark, Facility,

Medienversorgung und Kraftwerke, IT• PPS/ Produktion, Maschinenzuordnung, Fahrweise, Instandhaltung optimiertAufbauorganisation: Verschiebung der Aufgaben- und Machtverhältnisse, Vorsicht:

Betreiberverantwortung für betroffene Anlagen!Schulungen, Fortbildung und Marktbeobachtung einschließlich neuer Akteure im

Wertnetz (wer muss was wissen?)IT-Architektur mit Cloud, mobile als „Enabler“ und Betreiben von „green IT“Wirtschaftlichkeit:• Controlling, Kostenrechnung• Politik und Werte, Investitionsstrategien• Total Cost of Ownership und Life-Cycle CostsReporting, Nachhaltigkeits-, Umwelt- Energie- , Kohlendioxidbericht

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1 Energiebezogene KostenrechnungSchema derKostenrechnung:EnergiekostenartenerfassenEnergiekosten inden Zuschlagssätzensichtbar machen!

(Buch S. 158-165)

Einzelkosten

Kostenarten- KostenstellenrechnungKostenträger-

rechnung rechnung

Gemeinkosten alsStelleneinzelkosten

Gemeinkosten alsStellengemeinkosten

Vor-kostenstellen

End-kostenstellen

Verw.-Vertriebs-kostenstellen

Selbstkosten:

Fertigungs-material

Materialk.-Zuschlag

Fertigungslöhne

Optimierung der Druckluftversorgung usw. durch Kostenrechnung

Schema derKostenrechnung:EnergiekostenartenerfassenEnergiekosten inden Zuschlagssätzensichtbar machen!

(Buch S. 158-165)

S36

Gemeinkosten alsStellengemeinkosten

Vor-kostenstellen

End-kostenstellen

Verw.-Vertriebs-kostenstellen

Zuschlagssätze

Fertigungslöhne

Lohnk.-Zuschlag

Verw.- u.Vertriebsk.-Zuschlag

8 EnergiestrategienStrategie Typische Rentabilitäts- und

Amoratisationserwartung

für Energieprojekte

Einbezogene

Aufwendungen und

Erträge

Planungshorizont

Passive Strategie 25 Prozent, 4 Jahre Kurzfristig,

quantifizierbar

Keine systematische

Planung

Kurzfristig-rechenbare

Strategie

25 Prozent, 4 Jahre Kurzfristig,

quantifizierbar

1-5 Jahre

Langfristige Strategie mit

schwer rechenbaren

Einflussfaktoren

5 bis10 Prozent

10 bis 20 Jahre

Quantitative und

qualitative Faktoren

Jahrzehnte

Wertebasierte Investitionsstrategien

S37

Langfristige Strategie mit

schwer rechenbaren

Einflussfaktoren

5 bis10 Prozent

10 bis 20 Jahre

Quantitative und

qualitative Faktoren

Jahrzehnte

Offensiv-ethische

Strategie: Realisierung

aller wirtschaftlichen

Energiesparmaßnahmen

Weighted Average Cost of

Capital (WACC)

Quantitative und

qualitative Faktoren

Jahrzehnte/

generationenübergreifend

Maximale Strategie,

Veränderung des

Unternehmenszwecks

Unterschiedlich, nicht

zwangsläufig mit der

offensiven Strategie

verbunden

Rechenhafte und

qualitative Faktoren

Jahrzehnte/

generationenübergreifend

(Kals, 2010, S. 181-184)

Total Cost of Owenership, Life-cycle Costs: 60 bis 95 Prozent derTCO/ LCC von elektrischen Antrieben, Heizungen usw. können

Energiekosten sein(Hier nicht behandelt: Optimaler Ersatzzeitpunkt)

• Two model calculations show the difference in short- and long-term investment:•• Let us assume an investment with a life of five years and 25% cash flowing back every year. This

project is meeting the sharp decision criteria of a pay-back period of four years. But there is onlyone year of useful life left to get a return on investment (ROI). This last year would provide 25% ROIfor the whole life span of five year, so a ROI of 5% per year is yielded. Without integrating interestin the model, the net present value and the ultimate value are the same, 25% of the investment(independent from the sum).

•• In comparison, a long-termproject is assumed with a useful life of 20 years but only 10% return

every year. Many companies would not pick this option, because the pay-off period is 10 years ormore. (When the time is longer, interest becomes more important and the pay-off period isextended.) But after the first 10 years of operation there are another 10 years left with 10 % cashflow every year. So net present value and ultimate value double almost the amount invested, theoverall profit of the project is 100 percent. The ROI per year is again 5%, because the overall profitof 100 percent has to be divided through a life span of 20. But the assumptions were much worse,10 percent per year in the long-term investment versus 25 in the short-term calculation.

•• What does this mean for corporate planning and decision making? The often favored investment

criterion of pay-off period is an indicator of risk, not an appropriate indicator for profitability orprofits. If return on investment, net present value or final value, are considered additionally, thedecision is sounder

• Two model calculations show the difference in short- and long-term investment:•• Let us assume an investment with a life of five years and 25% cash flowing back every year. This

project is meeting the sharp decision criteria of a pay-back period of four years. But there is onlyone year of useful life left to get a return on investment (ROI). This last year would provide 25% ROIfor the whole life span of five year, so a ROI of 5% per year is yielded. Without integrating interestin the model, the net present value and the ultimate value are the same, 25% of the investment(independent from the sum).

•• In comparison, a long-termproject is assumed with a useful life of 20 years but only 10% return

every year. Many companies would not pick this option, because the pay-off period is 10 years ormore. (When the time is longer, interest becomes more important and the pay-off period isextended.) But after the first 10 years of operation there are another 10 years left with 10 % cashflow every year. So net present value and ultimate value double almost the amount invested, theoverall profit of the project is 100 percent. The ROI per year is again 5%, because the overall profitof 100 percent has to be divided through a life span of 20. But the assumptions were much worse,10 percent per year in the long-term investment versus 25 in the short-term calculation.

•• What does this mean for corporate planning and decision making? The often favored investment

criterion of pay-off period is an indicator of risk, not an appropriate indicator for profitability orprofits. If return on investment, net present value or final value, are considered additionally, thedecision is sounder

38

Reporting, z.B.:Umwelterklärung nach EMAS,

Global Reporting Initiative (GRI),Nachhaltigkeits-Apps für Verbraucher (WeGreen.de)

Beispiel BASF: SocioEcoEffiency Analysis (SEEBalance) als Nachhaltigkeits-Bilanz mitTriple-Bottom-Line (Ökonomie, Ökologie, Soziales)

39

Zusammenfassung: Energieeffizienz und Energiewende

www.autoclever.de

www.netzeitung.de

40www.klimapor.de

www.bridex.ch

Ausgewählte Literatur• Förtsch G, Meinholz H (2011) Handbuch betriebliches Umweltmanagement. Vieweg +

Teubner, Wiesbaden• Finkbeiner M (2012) Umweltmanagement für kleinere und mittlere Unternehmen Die

Normenreihe ISO 14000 und ihre Umsetzung. Beuth Verlag, Berlin• Kals, Johannes, Betriebliches Energiemanagement, Stuttgart 2010• Kals, Johannes; Würtenberger, Kathrin: IT-gestütztes Energiemanagement, in: HMD - Praxis

der Wirtschaftsinformatik, Heft 285/2012, S. 73-81.http://www.wiso-net.de/webcgi?START=A60&DOKV_DB=ZECO&DOKV_NO=HMD18CA1F2135CAB8CA5116A8383783670F&DOKV_HS=0&PP=1

• Kals, Johannes: Neue Anforderungen an die PPS in Folge der Energiewende, in: ProductivityManagement, 17 (2012) 4, S. 20 – 22.http://www.wiso-net.de/genios1.pdf?START=0A1&ANR=861&DBN=PPS&ZNR=1&ZHW=-4&WID=67952-0560182-93127_6

• Regen S (2012) DIN EN ISO 50001:2011 - Arbeitsbuch zur Umsetzung. Weka Medien, Kissing• Reimann G (2013) Erfolgreiches Energiemanagement nach DIN EN ISO 50001: Lösungen zur

praktischen Umsetzung - Textbeispiele, Musterformulare. Beuth, Berlin

• Förtsch G, Meinholz H (2011) Handbuch betriebliches Umweltmanagement. Vieweg +Teubner, Wiesbaden

• Finkbeiner M (2012) Umweltmanagement für kleinere und mittlere Unternehmen DieNormenreihe ISO 14000 und ihre Umsetzung. Beuth Verlag, Berlin

• Kals, Johannes, Betriebliches Energiemanagement, Stuttgart 2010• Kals, Johannes; Würtenberger, Kathrin: IT-gestütztes Energiemanagement, in: HMD - Praxis

der Wirtschaftsinformatik, Heft 285/2012, S. 73-81.http://www.wiso-net.de/webcgi?START=A60&DOKV_DB=ZECO&DOKV_NO=HMD18CA1F2135CAB8CA5116A8383783670F&DOKV_HS=0&PP=1

• Kals, Johannes: Neue Anforderungen an die PPS in Folge der Energiewende, in: ProductivityManagement, 17 (2012) 4, S. 20 – 22.http://www.wiso-net.de/genios1.pdf?START=0A1&ANR=861&DBN=PPS&ZNR=1&ZHW=-4&WID=67952-0560182-93127_6

• Regen S (2012) DIN EN ISO 50001:2011 - Arbeitsbuch zur Umsetzung. Weka Medien, Kissing• Reimann G (2013) Erfolgreiches Energiemanagement nach DIN EN ISO 50001: Lösungen zur

praktischen Umsetzung - Textbeispiele, Musterformulare. Beuth, Berlin

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Kontakt:Prof. Dr. Johannes Kals

University of Applied Sciences LudwigshafenErnst-Boehe-Straße 467059 Ludwigshafen

Deutschland0049(0)621/5203-152

kals@hs-lu.de

Kontakt:Prof. Dr. Johannes Kals

University of Applied Sciences LudwigshafenErnst-Boehe-Straße 467059 Ludwigshafen

Deutschland0049(0)621/5203-152

kals@hs-lu.de

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