Wirtschaftlichkeit
An dieser Stelle soll eine einfache Methode zur Bewertung der Wirtschaftlichkeit vorgestellt werden. Es handelt sich dabei um die statische Amortisationsrechnung. Man geht hierbei von konstanten Auszahlungen (Kosten) und Einzahlungen (Erlösen) aus. Bei langlebigen Investitionsgütern werden in der Regel dynamische Methoden verwendet. Hier werden jährliche Preissteigerungen für die verschiedenen Kostenarten genauso berücksichtigt wie die Abzinsung von Zahlungen in der Zukunft. Für eine schnelle Erstbewertung ist das übersichtliche Verfahren der statischen Amortisationsrechnung allerdings besser geeignet. Die Grundgleichung zur Berechung der Amortisationszeit lautet wie folgt:
AZ = KE / jRF
Dabei bezeichnen AZ die Amortisationszeit, KE den Kapitaleinsatz und jRF die jährlichen Rückflüsse. /Dillerup, Albrecht/ Der Restwert der Anlage bleibt dabei unberücksichtigt. Der Kapitaleinsatz ist die Summe aus Investitions- und Installationskosten. Die Investitionskosten können aus den spezifischen Investitionskosten IKspez, welche im Katalog für einzelne Technologien angegeben werden, und der Anlagenleistung PAW berechnet oder einem realen Angebot entnommen werden. Die Installationskosten InsK sind relativ schwer abzuschätzen. Sie können in einem sehr weiten Bereich in Bezug zu den Investitionskosten liegen, je nachdem wie hoch der bauliche Aufwand zur Integration der Abwärmenutzungstechnologie in bestehende Anlagen und Systeme ausfällt.
KE = PAW x IKspez + InsK
Die jährlichen Rückflüsse ergeben sich aus der Differenz zwischen den jährlichen Erlösen durch Einsparung (E) von Energie (Brennstoffe, Strom) und jährlich anfallenden Kosten bzw. Auszahlungen (A). Zu diesen Kosten gehören:
- Betriebs- und Wartungskosten
- Instandhaltungskosten
- Verbrauchskosten (Wasser, etc.)
Die jährlichen Einsparungen an Energie sind für die jeweiligen Hauptnutzungsrouten (Wärmenutzung, Kälte- und Stromerzeugung) unterschiedlich zu berechnen.
Für die Erlöse aus der direkten Wärmenutzung EWN gilt:
EWN = PAnl x ND x APBS/ηWE,konv
Dabei bedeuten:
- PAnl Anlagenleistung in kW Nutzenergie (hier Wärme)
- ND Nutzungsdauer in h pro Jahr
- APBS Arbeitspreis des eingesparten Brennstoffs in EUR/kWhBS
- ηWE,konv Wirkungsgrad des konventionellen Wärmeerzeugers
Der Einsatz der Abwärme ist selbst verlustbehaftet und muss bei der Auslegung der Anlagenleistung berücksichtigt werden! Bei der Berechnung wird davon ausgegangen, dass die Abwärme kostenlos zur Verfügung gestellt wird.
Für die Erlöse bei einer indirekten Wärmenutzung (Verwendung von Wärme-pumpen) EWP gilt:
EWP = PAnl x ND x (APBS/ηWE,konv - APStrom,WP/COPWP)
Die Stromkosten für die Kompressionswärmepumpe müssen von den Einsparungen an Brennstoff abgezogen werden.
Folgende Symbole werden zusätzlich verwendet:
- APStrom,WP
- COPWP
Für die Erlöse bei der Stromerzeugung (z.B. über ORC-Anlagen) EStrom aus Abwärme gilt:
EStrom = PAnl x ND x APStrom
Die Erlöse betreffen in diesem Fall vermiedene Strombezugskosten durch eigene Erzeugung in einer Rückverstromungsanlage. APStrom steht für den üblichen Arbeitspreis für bezogenen Strom in EUR/kWhel.
Für die Erlöse bei der Kälteerzeugung (Sorptionskälteanlagen) EKälte aus Abwärme gilt:
EKälte = PAnl x ND x APStrom/COPkonv
Die Erlöse betreffen hier vermiedene Strombezugskosten der ansonsten verwendeten Kompressionskälteanlage. Dabei steht APStrom für den Arbeitspreis des ansonsten für den Antrieb der Kompressionskälteanlage verwendeten elektrischen Stroms in EUR/kWhel und COPkonv für den coefficient of performance der konventionellen Kälteanlage.
Für eine Erstbewertung gilt: Die jährlichen Rückflüsse müssen zwingend positiv sein, die Amortisationsdauer sollte so kurz wie möglich sein.
Durch Fördermaßnahmen (Investitionszuschüsse) kann der Kapitaleinsatz (KE) gesenkt und damit die Amortisationsdauer verkürzt werden. Fördermaßnahmen, die auf ein zinsverbilligtes Darlehen abzielen, werden von dieser einfachen Berechnungsmethodik nicht erfasst.
