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Diplomarbeit
Gliederung
01 Thema
02 Einleitung
03 Energieverbrauch
04 Windkraft
05 Photovoltaik
06 Sonnenkollektoren
07 Geothermie
08 Sterlingmotoren
09 Biomasse
10 Inselsysteme
11 Solararchitektur
12 Umfrage
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15 Anhang
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Diplomarbeit
3 Energieverbrauch, Einführung Wirtschaftlichkeitsrechnung
  Haushalte:

Energieverbrauch ohne Angabe der Energieart:
siehe Abbildung 2.2-b für prozentuale Verteilung Heizbedarfskosten pro m² Wohnfläche:
Abbildung 3-1 zeigt die Heizbedarfskosten für Wohnungen pro m² und Wärmestandard: [1]


Der derzeitige Heizölpreis liegt bei ca. 0,58 DM je Liter (Oktober 1996). Eine genauere Aufstellung finden Sie in folgender Tabelle: [2]

Menge Preise in DM/Liter
ab 1500 l 0,6670 - 0,9775
ab 2500 l 0,6095 - 0,6268
ab 3500 l 0,5969 - 0,6141
ab 5500 l 0,5693 - 0,6498
ab 7500 l 0,5739 - 0,6302
ab 9500 l 0,5624 - 0,667
ab 12000 l keine Angaben
bis 15 000 l 0,5578 - 0,6325


Dabei entspricht ein Liter Heizöl 1m³ Erdgas oder ca. 7,23 kWh. 1 Liter Heizöl pro Jahr entspricht 0,0062176 Gcal. pro Jahr und 1kWh entspricht 860 Kcal. (1Gcal. entspricht 1163,79 kWh).

Stromverbrauch:
3270 kWh/a Bedarf an elektrischer Energie für einen 4 Personenhaushalt im Bundesdeutschen Durchschnitt (ohne Heizung und Warmwasseraufbereitung).[3]

Hingegen nennt das Merkblatt des bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft und Verkehr folgende Zahlen:

1-Personen Haushalt: 2430 kWh/a
2-Personen Haushalt: 3860 kWh/a
3-Personen Haushalt: 4890 kWh/a
4-Personen Haushalt: 6150 kWh/a

Allerdings sind diese Werte von 1988 (alte Bundesländer) und unter Berücksichtigung einer elektrischen Warmwassererzeugung und Heizung zu betrachten. Greenpeace gibt Werte von 3000 bis 4950 kWh/a für den durchschnittlichen Haushalt in der BRD an (1992). Als Richtwert fungiert dabei 3300 kWh/a.

Ein durchschnittlicher Haushalt mit 2-3 Personen ohne E-Boiler und E-Heizung verbraucht ca. 3000 kWh/a. Derselbe Haushalt mit E-Heizung und E-Boiler verbraucht 14 130 kWh/a.

In folgendem Diagramm sind Einsparmöglichkeiten im Haushalt dargestellt. Man erkennt, daß vor allem für Kochen und Duschen sehr viel Strom gespart werden kann, wenn man z.B. auf Erdgas umsteigt. Durch den Einsatz der wirtschaftlichen Energiesparlampen können ebenfalls bis zu 80% der Kosten gespart werden. Beim Waschen und beim Kühlen kann durch den Einsatz von neuen energiesparenden Geräten bis zu 40% der Energie gespart werden.

Abbildung 3-2 zeigt das Einsparpotential des Stromverbrauchs in Haushalten: [4]

Heizungsanlagen:

Zu erwähnen sind noch die Chancen in der Renovierung von alten Heizungsanlagen. Durch eine Umrüstung auf neue Brennwertkessel kann sehr viel Öl gespart werden. Ein Mitarbeiter aus dem Büro von meinem Vater hat durch den Einbau einer neuen Heizungsanlage, die 12.000,- DM inkl. Montage und MwSt. gekostet hat, ein Drittel an Öl pro Jahr gespart. Vor der Renovierung verbrauchte er 6000 Liter Heizöl pro Jahr, heute nur noch 4000 l/a. Er spart sich pro Jahr 2000 l * 0,58 DM/l = 1160 DM/a. Eine Verzinsung des eingesetzten Kapitels mit 6% würde 720,- DM/a bringen. Dadurch hat er sogar einen kleinen Gewinn erwirtschaftet.


Industrie:

Hier ist nicht so sehr die Raumwärme der große Verbraucher, wie in den Haushalten oder Gewerbebauten, sondern der Bedarf an Prozeßwärme, der hauptsächlich durch Gas, Kohle, Strom und Öl gedeckt wird. Mechanische Energie wird fast ausschließlich durch Strom gedeckt.

Abbildung 3-3 zeigt den Energiebedarf der Industrie aufgeteilt nach der Energieform: [5]


Die Einsparpotentiale in der Industrie sind hier zu komplex, um alle einzelnen Produktionsprozesse aufzuführen.

Gewerbe:

Hierfür sind leider keine Daten zu bekommen. Ich nehme an, daß der Energiebedarf über den von Haushalten liegt (bezogen auf die einzelne Person), aber weit unter dem der Industrie.

Einführung in die Wirtschaftlichkeitsberechnung:

Statische Methoden:
leider wird nicht die Entwicklung der Inflation, steigende Energiekosten und der Lebensdauer berücksichtigt.

Rentabilität:
Als Rentabilität wird definiert:
    jährlicher Überschuß  
(6.1) R= [%]
    Kapitaleinsatz  

Amortisationsrechnung:
Als Amortisationszeit wird definiert:
    Kapitaleinsatz  
(6.2) m= [Jahre]
    jährlicher Überschuß  

Je länger die Amortisationszeit, um so ungünstiger ist die Investition. Dabei muß beachtet werden, daß die Lebensdauer der Anlage größer als die Amortisationszeit ist, da sonst die Anlage vor Abzahlung der Investitionskosten nicht mehr arbeitet und dadurch ein Verlustgeschäft entsteht.

Dynamische Methoden:
Sie beruhen auf der Rückrechnung zukünftiger Geldströme auf die Gegenwart. Die Basis ist die übliche Zinseszinsrechnung: Ein Kapital vom Wert G
0 in der Gegenwart möge sich pro Jahr mit dem Zinsfuß p verzinsen. Dann ist der Wert des Kapitals nach einem Jahr:

(6.3) und im Jahre i
(6.4)  


Umgekehrt lassen sich zukünftige Geldflüsse auf die Gegenwart umrechnen. Soll z.B. eine Schuld G
i im Jahre i durch eine Anlage in der Gegenwart getilgt werden, so ist diese nur:

(6.5)


Mit dem gleichen Ansatz kann man auch die Geldentwertung durch Inflation berücksichtigen. Für eine durchschnittliche Inflationsrate r erhält man:

(6.6)


Handelt es sich um eine Zahlungsreihe mit jährlich gleichen Gliedern G und mit n Jahren Laufzeit, dann erhält man so den Barwert BW, dieser Zahlungsreihe, in der Gegenwart:

(6.7)


Die Endformel entspricht der Lösung einer geometrischen Reihe. Mir der Inflationsrate r ergibt sich als Barwert:

(6.8)


Nun die Definition der spezifischen Energiebereitstellungskosten Kspez :

(6.9)
(6.10)


Dabei setzt sich der Barwert der Kosten aus den Barwerten der Wartungskosten sowie anderer Kosten zusammen, z.B. der Pumpenergie.
Die speziellen Energiebereitstellungskosten können entweder für die gesamte Lebensdauer der Anlage oder pro Jahr berechnet werden.

Kapitalwertmethode:
Durch die Kapitalwertmethode wird die Differenz der während der Laufzeit der Investition auftretenden Kosten und Erlöse berechnet und in Relation zum anfänglichen Kapitaleinsatz gestellt. Der Kapitalwert C einer Investition ist:

(6.11)


E
i = Wert der gewonnenen Energie
K
i = Kosten im Jahre i
Wenn C
0 > 0, ist die Investition wirtschaftlich
Wenn C
0 < 0, ist die Investition unwirtschaftlich

Reinvestitionen werden hierbei nicht beachtet.

Interner Zinsfuß:
Wenn C
0 = 0 gesetzt wird, verzinst sich das eingesetzte Kapital gerade mit dem internen Zinsfuß, der dadurch gewonnen wird und mit alternativen Geldanlagen verglichen werden kann.

Amortisationsrechnung:
Die dynamische Amortisationsrechnung (Payback - Methode) stellt eine Weiterentwicklung der bereits behandelten statischen Version dar. Hier wird jedoch der unterschiedliche Wert von Rückflüssen zu verschiedenen Zeitpunkten durch Diskontierung berücksichtigt. Die dynamische Methode führt gegenüber der statischen zu einer Verlängerung der Amortisationszeit. Nach Gleichung (6.11) ergibt sich für die Zahl der Jahre, in der sich das eingesetzte Kapital amortisiert hat (C
0 = 0):

(6.12)

Soweit die Erklärungen für die unterschiedlichen Ansätze.


 

[1] Quelle: http://www.infos.de/Energiewende [zurück]
[2] Quelle: SZ Nr. 247 Seite 23 Jahrgang 1996 [zurück]
[3] Quelle: Prospekt der Firma ASE - Angewandte Solarenergie [zurück]
[4] Quelle: Marktübersicht Photovoltaikanlagen 1994/1995, Öko-Institut e.V.[zurück]
[5] Quelle: Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie [zurück]