Zunehmende Bedeutung von Energiekosten wie können sich Unternehmen darauf einstellen?

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1 Zunehmende Bedeutung von Energiekosten wie können sich Unternehmen darauf einstellen? Antrittsvorlesung von Ulrich Nissen zum Sommersemester 2013 * Manuskript kann als PDF-Datei von meiner Webseite unter downloads heruntergeladen werden. Externe Daten-/Informations-Quellen sind angegeben und i.d.r. per Google auffind- und herunterladbar. *gestiftet von der

2 Gliederung Inhalte 1. Energiekostenmanagement als Reaktion auf die zunehmende Bedeutung von Energiekosten in Unternehmen. 2. Barrieren von Aktivitäten, Energiekosten in Unternehmen systematisch zu steuern und zu senken. Gegenmaßnahmen. 3. Energiekostenmanagement was ist das überhaupt? Vorstellung eines beispielhaften Instrumentes. 4. Anforderungen an die Ausbildung von künftigen Kaufleuten, insbes. Controllern in dieser Hinsicht. Gemachte Erfahrungen. 2

3 Kapitel 1. Energiekostenmanagement 10: Betriebswirtschaftliches als Reaktion Energiemanagement auf die zunehmende Bedeutung von Energiekosten Realer* Endenergie-Preisindex für Industrieunternehmen (Weltdurchschnitt) * inflationsbereinigt % ( 6% pro Jahr) 60 Industrie Haushalte Zusammen Quelle: IEA:Energy prices and taxes, quarterly statistics, 2010 (11) P 3

4 1. Energiekostenmanagement als Reaktion auf die zunehmende Bedeutung von Energiekosten Energiekostenanteile bei Konzern XYZ + 3% Inflationsrate + 6% zus. Energiekostenrate = 9% pro Jahr + 3% Inflationrate pro Jahr Unternehmen Energiekosten* sonst. Kosten Unternehmen A Unternehmen B Unternehmen C 7,53 % 92,47 % 6,94 % 93,06 % 4,75 % 95,25 % Unternehmen D Unternehmen E 4,10 % 95,90 % Unternehmen heute ,93 % 97,07 % Unternehmen C 4,75 % 5,04% 5,34% 5,66% 6,00%... 4

5 Kapitel 1. Energiekostenmanagement 10: Betriebswirtschaftliches als Reaktion Energiemanagement auf die zunehmende Bedeutung von Energiekosten Entwicklung der Energiekostenanteile von Unternehmen aufgrund eines überproportionalen Wachstums der Energiekosten 20,00 % Unternehmen C 15,75 % 11,50 % Annahme: Inflationsbereinigte Energie- Preissteigerung: 6% pro Jahr 7,25 % 3,00 % heute P 5

6 1. Energiekostenmanagement als Reaktion auf die zunehmende Bedeutung von Energiekosten Reaktion... Unternehmen reagieren auf derartige Strukturveränderungen! Aber wer als Person ist primär verantwortlich, Handlungen zu ergreifen? 6

7 1. Energiekostenmanagement als Reaktion auf die zunehmende Bedeutung von Energiekosten Erwartung... Da wir über Kosten und Kostenmanagement sprechen, ist Energiekostenmanagement eine Controlling- und nicht primär eine Ingenieur-Angelegenheit! 7

8 1. Energiekostenmanagement als Reaktion auf die zunehmende Bedeutung von Energiekosten Aber offenbar passiert bisher nicht viel. Woran liegt es? % Controller Energiekosten Restl. Kosten 95 % Normaler Weise startet der Controller, Kostensenkungspotentiale zu suchen und auszuschöpfen, sobald... sie/er sich qualifiziert fühlt; sie/er entsprechende Kosten als relevant einstuft (wenn also der Kostenanteil einen spezifischen individuellen Grenzwert überschreitet). 8

9 1. Energiekostenmanagement als Reaktion auf die zunehmende Bedeutung von Energiekosten Maßnahmen-Trigger 20,00 % 15,75 % 11,50 % Entwicklung Energiekostenanteile Unternehmen C * Sobald der Energiekostenanteil einen spezifischen (individuellen) Grenzwert erreicht, beginnen verantwortungsvolle Manager/Controller, nach Lösungen zu suchen, um die Energiekosten systematisch zu reduzieren. Hierzu benötigen sie Instrumente und Qualifikationen. 7,25 % Aktivierungs-Grenzwert* 3,00 % heute Jahre Da Energiepreise/- kosten offenbar weiter As energy prices/costs überproportional increase ansteigen, ist es nur disproportionally over eine Frage der Zeit, bis time, it is just a matter jedes Unternehmen of time until every diesen Grenzwert company reaches the erreicht. threshold. 9

10 Und wenn die Aktivierungs-Grenzwerte erreicht werden, benötigen Controller so etwas wie ein Energiekostenmanagement. Nur was was kann denn das sein? 10

11 El. Energie Meßg. 1 Meßg. 2 Gas Roh- Material Austausch Austausch von von Energieträgern Energieträgern und Energiebereitstellungsund Energiebereitstellungs- Technologien sofern Technologien, ökonomisch vorteilhaft sofern ökonomisch Optimierung vorteilhaft der Optimierung Energiebereitstellung der Energiebereitstellung Wertschöpfungsfluss => Produktkalkulation M1 M2 M4 M5 Produkt A M3 M6 Produkt B Selbstkosten/Stk. Produkt A Produkt B Selbstkosten/Stk. Vorher Nachher Zwecke des Energiekostenmanagements Zuordnung zu Prozessen prozessen Festlegung von Soll-Werten Abweichungs(ursachen)- Analyse Optimierung des der Energiebedarfs Energienachfrage Zuordnung aller notwendiger Energiebedarfe zu Produkten und Dienstleistungen Verbesserung der Produktkalkulation P 11

12 1. Energiekostenmanagement als Reaktion auf die zunehmende Bedeutung von Energiekosten Zwischenresultat Die geringe Bedeutung der Energiekosten in der Vergangenheit war eine der wesentlichen Barrieren von Energieeffizienzaktivitäten in Unternehmen. Diese Barriere wird wie vorgetragen automatisch verschwinden. Heisst dies, dass alle Controller startklar sind, Energiekostensenkungspotentiale auszuschöpfen, sobald die Aktivierungs-Grenzwerte erreicht werden? Oder gibt es weitere Barrieren, über die Unternehmen nachzudenken haben? 12

13 2. Auslöser für und Barrieren von Aktivitäten, Energiekosten systematisch zu steuern Barrieren von Aktivitäten zur Energieeffizienzverbesserung (1) i.d.r ungeeignete Armortisationszeit-Restriktionen innerhalb von Unternehmen (2) das Fehlen geeigneter Methoden und Instrumente kwh? Produktionsingenieur Facility Manager Controller CFO (3) Kommunikationsprobleme zwischen Ingenieuren und Controllern und fehlende Qualifikationen auf beiden Seiten 13

14 2. Auslöser für und Barrieren von Aktivitäten, Energiekosten systematisch zu steuern Profitabilitätsanalyse einer Energie-Effizienzmaßnahme mit Hilfe einer dynamischen Investitionsrechnung Beispiel: Wärmerückgewinnung von Ofenabluft zur Beheizung von Bürogebäuden CFO: Investitionen, deren Amortisationszeiten länger als 3 Jahre andauern, sind abzulehnen! Kapitalwert (NPV) = Interner Zinsfuß (IRR) = 16.24% Amortisationszeit = 7 Jahre 14

15 2. Auslöser für und Barrieren von Aktivitäten, Energiekosten systematisch zu steuern Zwischenergebnis Wie haben zu lernen, dass Energieeffizienz-Investitionen sowie auch solche in EE üblicher Weise langfristig orientiert sind. Daher haben wir lange Amortisationszeiten zu akzeptieren. Oft fordern CFOs kurze Amortisationszeiten (etwa 3 Jahre als generelle Regel für jegliche Art von Investition). Hinter dieser Denkweise steckt die Idee der Risikobegrenzung. Investitionen weisen aber unterschiedliche Risiken aus; Energieeffizienztechnologien und EE i.d.r. sehr niedrige. Derartige Pay-off flat rates ersticken Energieeffizienzaktivitäten im Keim. Empfehlung: Amortisationszeitvorgaben individuell (in Abhängigkeit vom Invest-Risiko) festlegen. 15

16 2. Auslöser für und Barrieren von Aktivitäten, Energiekosten systematisch zu steuern Barrieren von Aktivitäten zur Energieeffizienzverbesserung (1) i.d.r ungeeignete Armortisationszeit-Restriktionen innerhalb von Unternehmen (2) das Fehlen geeigneter Methoden und Instrumente kwh? Produktionsingenieur Facility Manager Controller CFO (3) Kommunikationsprobleme zwischen Ingenieuren und Controllern und fehlende Qualifikationen auf beiden Seiten 16

17 Das Fehlen geeigneter Methoden und Instrumente? Lassen Sie uns prüfen, was es bereits gibt. 17

18 3. Energiekostenmanagement was ist das überhaupt? Relevante Standardwerke der Kostenrechnung behandeln Energiekostenrechnung allenfalls rudimentär. 18

19 3. Energiekostenmanagement was ist das überhaupt?... und auch Environmental accounting Monographien helfen nicht viel weiter. Sie... sind in der Regel nicht praxisorientiert und auf Nachhaltigkeit anstatt auf Profitabilität ausgerichtet; bieten keine echte Integration; beschränken sich i.d.r. darauf, die Umweltbelastung von Industrieaktivitäten zu bewerten (=> PCF or LCA) anstatt Energiekostensenkungspotentiale aufdecken zu helfen; klammern regelmäßig technische Fragestellungen komplett aus (was man nicht tun sollte). 19

20 3. Energiekostenmanagement was ist das überhaupt? Daher haben wir seinerzeit selbst begonnen, EnKoMa-Instrumente zu entwickeln oder Standardinstrumente zu modifizieren Instrumente Energie-adjustierte Kostenstellenrechnung Energie-adjustierte Produktkalkulation für Industrieprodukte Energiekostenmanagement (EnKoMa) mit Hilfe von Vermeidungskostenkurven Energie-adjustierte Investitionsrechnung Design for energy efficiency Energie-adjustierte Prozesskostenrechnung Energie-Kennzahlensysteme Verknüpfung von EnKoMa mit Energiemanagementsystemen Anmerkungen/Erläuterungen Verursachengerechte Zuordnung der Energiekosten auf Kostenstellen; Ist-Energiekosten- Erfassung am Arbeitsplatz; Festlegung von Plan-Energiekosten; Abweichungsermittlung und -auswertung; Integration der Plan-Energiekosten in Arbeitspläne bei Produktions-KoSt; Integration in existierende IT-Systeme. Verursachengerechte Zuordnung der Energiekosten auf Produkte und Dienstleistungen; Berücksichtigung der Energiekosten bei der Bestimmung von Preisuntergrenzen; Modifikation von Arbeitsplänen und Stücklisten; Integration in existierende IT-Systeme. Systematisches Aufdecken und Ausschöpfen von Energiekosten-Einsparpotentialen... mit Hilfe von Vermeidungskostenkurven (= Energieeinspar-Ertragsgrafiken ): Energieflussanalyse mit Hilfe von Sankey-Diagrammen; Prioritätenbildung; Ableitung von Reduktionsmaßnahmen; Bewertung. Erarbeitung von allgemeingültigen, parametrisierbaren dyn. Investitionsrechnungstableaus, die die Eigenarten der Energiewirtschaft berücksichtigen, so etwa die Ermittlung von Energiegestehungskosten (Levelized Cost of Energy [LCOE]), Carbon Footprint, Erstellung von Vermeidungskostenkurven (Abatement Cost Curves); Szenarienanalysen etc. Toolbox für die Entwicklung oder Überarbeitung von Produktkonstruktionen unter Berücksichtigung der Energiekosten über den gesamten Lebenszyklus eines Produktes Erarbeitung spezieller energiekostenorientierter Prozesskostenrechnungsverfahren zur Steuerung der Energiekosten speziell in administrativen Bereichen Festlegung und Einführung von Energiekennzahlsystemen; Bestimmung verantwortlicher Bereiche; Zuordnung zu verantwortlichen Personen; Ermittlung von Ist-Kennwerten; Festlegung von Soll-Kennwerten Integration von Energiekostenmanagement in Energiemanagementsystemstrukturen, etwa nach ISO

21 Beispiel Energie-adjustierte Produktkalkulation für Industrieprodukte 21

22 3. EnKoMa Beispiel eines Instrumentes: Energie-adjustierte Produktkalkulation Verursachnungsgerechte Zuordnung von Energiekosten im Rahmen der Produktkalkulation Materialkosten Materialkosten Produktionskosten Produktionskosten Energiekosten Gemeinkosten Produktion Gemeinkosten Materialkosten Materialkosten Material/Lager Produktion Energie für Material/Lager Produktion Verwaltung Verwaltung Vertrieb Vertrieb Produktionskosten Produktionskosten Energiekosten Gemeinkostenverrechnung per Gießkanne (= nicht verursachungsgerecht) Normales Produkt Energieintensives Produkt 22

23 3. EnKoMa Beispiel eines Instrumentes: Energie-adjustierte Produktkalkulation Verursachnungsgerechte Zuordnung von Energiekosten im Rahmen der Produktkalkulation energieintensive Chromausführung Normalausführung HEUTE direkte Kosten zugeordnete GK Normalausführung Stückkosten MORGEN Normalausführung Chromausführung ,00% Chromausführung direkte Kosten zugeordnete GK Stückkosten ,33% 23

24 3. EnKoMa Beispiel eines Instrumentes: Energie-adjustierte Produktkalkulation Energieorientierte Modifikation von Produkt-Kalkulations-Strukturen Bestimmung GK-Zuschläge (bisherige Struktur) Bestimmung GK-Zuschläge (energie-adjustiert) Kostengruppe Materialeinzelkosten (Mat-EK) Materialgemeinkosten (Mat-GK) Produktionseinzelkosten (Prod-EK) Produktionsgemeinkosten (Prod-GK) Betrag pro Jahr [ ] ,81 % ,26 % Umwandlung von unechten GK zu EK Kostengruppe Materialeinzelkosten (Mat-EK) Materialgemeinkosten (Mat-GK) Produktionseinzelkosten (Prod-EK) Produktionsgemeinkosten (Prod-GK) Betrag pro Jahr [ ] GK- Zuschlagsatz GK- Zuschlagsatz ,67 % ,47 % davon produktionsbezogene und Maschinen/ Prozessen zuordenbare Energiekosten davon produktionsbezogen und Maschinen/ Prozessen zuordenbar 0 davon produktionsbezogene und nicht Maschinen/Prozessen zuordenbare Energiekosten Herstellkosten (HK) Verwaltungs- und Vertriebs-GK ,91 % davon produktionsbezogen und nicht Maschinen/Prozessen zuordenbar Herstellkosten (HK) Verwaltungs- und Vertriebs-GK ,91 % davon Energiekosten davon Energiekosten Produktkalkulation (bisherige Struktur) Pos. Zuschlagsatz Betrag [ ] Material-Einzelkosten 140,00 Material-Gemeinkosten Produktions-Einzelkosten 0,81 % 1,13 15,30 Produktions-Gemeinkosten Herstellkosten 113,26 % 17,33 173,76 Verwaltungs-/Vertriebs-Gemeinkosten 6,91 % 12,01 Selbstkosten 185,76 Produktkalkulation (energie-adjustiert) Pos. Zuschlagsatz Betrag [ ] Mat-EK 140,30 Mat-GK Prod-EK 0,67 % 0,94 15,30 Prod-GK Herstellkosten (HK) 58,47 % 8,95 165,49 Verwaltungs-/Vertriebs-GK 6,91 % 11,44 Selbstkosten 176,92 P 24

25 3. EnKoMa Beispiel eines Instrumentes: Energie-adjustierte Produktkalkulation Energieorientierte Modifikation von Produkt-Kalkulations-Strukturen Stückliste Produkt A4000 (bisherige Struktur) Material Einheit Anzahl Einheiten Kosten pro Einheit [ ] Gesamt- Kosten [ ] Komponente 1 Stk. 4 10,00 40,00 Komponente 2 Stk. 1 15,00 15,00 Komponente 3 Stk. 1 5,00 5,00 Komponente 4 Stk. 4 20,00 80,00 Material-EK 140,00 Material Einheit Anzahl Einheiten Kosten pro Einheit [ ]? Stückliste Produkt A4000 (energie-adjustierte Struktur) Gesamt- Kosten [ ] Komponente 1 Stk. 4 10,00 40,00 Komponente 2 Stk. 1 15,00 15,00 Komponente 3 Stk. 1 5,00 5,00 Komponente 4 Stk. 4 20,00 80,00 Elektrischer Strom kwh 1 0,15 0,15 Erdgas kwh 3 0,05 0,15 Material-EK 140,30 AFo 1 AFolge AFo 1a (Energiebedarf Erdgas) AFo 2 AFo 2a (Energiebedarf Erdgas) AFo 3 AFo 3a (Energiebedarf Erdgas) AFo 4 AFo 4a (Energiebedarf Erdgas) AFo 5 Arbeitsplan Produkt A4000 (bisherige Struktur) A.-Platz AFo 5a (Energiebedarf el. Strom) Stundensatz Tarif [ / Leistungsart] Leistungsmenge Arbeitsfolge Soll-Vorgabezeit [h] Leistungsart Kosten [ ] AFo ,00 0,1 1,50 AFo ,00 0,2 4,00 AFo ,00 0,2 5,00 AFo ,00 0,1 3,00 AFo ,00 0,15 1,80 Gesamt 15,30 Arbeitsplan Produkt A4000 (energie-adjustierte Struktur) Arbeitsplatz Kosten [ ] 15,00 h 0,1 1,50 0,05 kwh Gas 5,2 0,26 20,00 h 0,2 4,00 0,05 kwh Gas 0,2 0,01 25,00 h 0,2 5,00 0,05 kwh Gas 0,4 0,02 30,00 h 0,1 3,00 0,05 kwh Gas 0,1 0,01 12,00 h 0,15 1,80 0,15 kwh el. Strom 6,28 0,94 Gesamt 16,54 davon Energiekosten 1,24 25

26 3. EnKoMa Beispiel eines Instrumentes: Energie-adjustierte Produktkalkulation Energieorientierte Modifikation von Produkt-Kalkulations-Strukturen Kosten der Energiebereitstellung je Energieträgerart pro kwh Energiebedarf je Arbeitsfolge =? Energiebedarf je Lastzustand je Zeiteinheit =? P 26

27 3. EnKoMa Beispiel eines Instrumentes: Energie-adjustierte Produktkalkulation Energieorientierte Modifikation von Produkt-Kalkulations-Strukturen der Nutzen verursachungsgerechte Verrechnung von Ist-Energiekosten und Ist-Energieverbräuchen [ /a oder kwh/a] Schwerpunktbildung und Ableitung von Effizienzverbesserungsmaßnahmen Festlegung von Soll-Energieverbräuchen je Prozeß => Soll-Ist- Abweichungsanalyse Schaffung eines Anreizsystems zur Energiekostensenkung je Prozeß verursachungsgerechte Kostenzuordnung Stop der Quersubventionierung energieintensiver Produkte korrekte Preisuntergrenzen für den Vertrieb (Vorbeugung von Vertriebsfehlentscheidungen) Festlegung von Soll-Energieverbräuchen je Produkt => Soll-Ist-Abweichungsanalyse Schaffung eines Anreizsystems zur Energiekostensenkung je Produkt Szenarienanalysen insbesondere für energieintensive Produkte P 27

28 4. Anforderungen an die Ausbildung von künftigen Controllern und Managern... Barrieren von Aktivitäten zur Energieeffizienzverbesserung (1) i.d.r ungeeignete Armortisationszeit-Restriktionen innerhalb von Unternehmen (2) das Fehlen geeigneter Methoden und Instrumente kwh? Produktionsingenieur Facility Manager Controller CFO (3) Kommunikationsprobleme zwischen Ingenieuren und Controllern und fehlende Qualifikationen auf beiden Seiten 28

29 Kapitel 4. Anforderungen 10: Betriebswirtschaftliches an die Ausbildung Energiemanagement von künftigen Controllern und Managern... an der TH Mittelhessen in Gießen Grundlagen Energiebedarf Energiebereitstellungstechnologien Energie(kosten)- Management 29

30 4. Anforderungen an die Ausbildung von künftigen Controllern und Managern... Problemorientiert zu bearbeitendes, durchlaufendes Veranschaulichungsbeispiel (A) Energiebedarfsanalyse el. Heizlüfter Eigenheim des Geschäftsführers

31 4. Anforderungen an die Ausbildung von künftigen Controllern und Managern... Problemorientiert zu bearbeitendes, durchlaufendes Veranschaulichungsbeispiel (B) Energiebereistellung

32 4. Anforderungen an die Ausbildung von künftigen Controllern und Managern... Problemorientiert zu bearbeitendes, durchlaufendes Veranschaulichungsbeispiel (C) Energie(kosten)management 14 Themen BETRIEBSWIRTSCHAFTLICHES ENERGIEMANAGEMENT Energiemanagement(systeme) Systematisches Ausschöpfen von Energiekosten- Einsparpotentialen Energiekostenmanagement Energie adjustierte Kostenstellenrechnung Energie adjustierte Produktkalkulation Energie adjustierte Prozesskostenrechnung Lastmanagement Contracting Lebenszyklusbetrachtungen; Produktbeurteilungen Kumulierter Energieaufwand Energetische Amortisationszeit Erntefaktor Life-Cycle-Costing Total cost of ownership Product Carbon Footprint Zusammenfassung Lage und Trends Anteil 40 % 32

33 4. Anforderungen an die Ausbildung von künftigen Controllern und Managern... Lehrmethode: "Problem-orientiert zu bearbeitendes, durchlaufendes Veranschaulichungsbeispiel" (PoDuVZ) Lehrmethodik baut auf den Ideen des "Problem Based Learning" (PBL) auf. Sehr frühe Konfrontation mit aufeinander aufbauenden Praxisproblemen, die die Studierenden zu lösen versuchen, ohne zuvor Fachwissen oder bekannte Lösungsansätze vermittelt zu bekommen. Dadurch Stärkung der Aufmerksamkeit und in Folge des Memory-Effektes; Entwicklung einer ausgeprägte Problemlösungskompetenz. Nach einem jeweiligen Versuch, ein vorgelegtes betriebliches Problem allein oder zusammen mit Sitznachbarn zu lösen (was i.d.r. nicht perfekt gelingt), findet ein Diskurs und die problemorientierte Vermittlung von Fachwissen und Lösungsvorschlägen statt. Dozent ist nicht mehr der vorlesender Lehrmeister. Er ist vielmehr Moderator, fachlicher Ansprechpartner und Coach. Der Studierende ist dabei mehr als üblich gezwungen, sich selbst zu helfen. 33

34 4. Anforderungen an die Ausbildung von künftigen Controllern und Managern... Problemorientiert zu bearbeitendes, durchlaufendes Veranschaulichungsbeispiel Idee, Struktur und Beispiel Worum geht es? Sie sind Geschäftsführer der UCosmetics GmbH, einem Unternehmen der Kosmetikindustrie, die vor allem im Hochpreissegment Seifenprodukte produziert. Aufgrund der zunehmenden Energiekosten, die zu einem zunehmenden Anteil der Energiekosten bei Ihnen geführt hat, möchten Sie sukzessive das Thema Energie in Ihr Controllingsystem integrieren. UCosmetics Da Sie fachfremd sind, versuchen Sie, sich zunächst einmal darüber ein Bild darüber zu verschaffen, welche Energieflüsse in Ihrem Eigenheim zustande kommen, welche Kosten sie verursachen und wie Sie sie beeinflussen können. Sie beginnen damit, sich an einem kalten Wintertag die Frage zu stellen, wieviel Energie benötigt wird, um Ihr Haus auf Behaglichkeitstemperatur (20 C) aufzuheizen. Hiermit beschäftigt sich der "1. Abschnitt". Sie stellen sich dabei vor, dass Sie in einem würfelförmigen Flachdach-Einfamilienhaus wohnen, das aus Vereinfachungsgründen zunächst einmal weder Türen noch Fenster aufweist, auf Stelzen steht, durch einen elektrischen Heizlüfter beheizt wird und perfekt isoliert ist. Diese Annahmen werden später nach und nach aufgegeben. el. Heizlüfter 34

35 4. Anforderungen an die Ausbildung von künftigen Controllern und Managern... Problemorientiert zu bearbeitendes, durchlaufendes Veranschaulichungsbeispiel Beispiel 1. Abschnitt: Abgrenzung des Begriffs Wärmemenge, Ermittlung von Aufheizkosten (a) (b) (c) (d) Welches sind die Haupteinflussparameter auf die Wärmemenge, die benötigt wird, um eine bestimmte Stoffmenge (hier Luft) auf ein höheres Temperaturniveau zu heben (unter der vereinfachten Annahme, es sei perfekt isoliert*)? Tragen Sie Ihre Ideen in die u.a. Lösungstabelle ein. Versuchen Sie sodann bitte, die Zusammenhänge durch eine mathematische Funktion darzustellen. Sie sollen also die ermittelten Einflussparameter funktional miteinander zu verknüpfen (z.b. Q = A * B * C oder Q = (A * B)/C) oder Q = (A + B)/C oder ). Hilfreich ist dabei, sich zu fragen, wie sich wohl Q verändern würde, wenn Parameter A anstiege u.s.f. (Formel 1.1). Ermitteln Sie bitte die benötigte Wärmemenge für das Aufheizen des Hauses (unter der vereinfachten Annahme, dass es perfekt isoliert ist*). Wir lange dauert das Aufheizen, bis die Solltemperatur erreicht ist? Wieviel würde die Aufheizung (unter den gegebenen Annahmen*) kosten? Formel 1.1: Wärmemenge für aufzuheizende Luft benötigte Wärmemenge ΔQ [kwh] = Breite Tiefe Höhe Modellhaus Außentemperatur Θa Innentemperatur Θi Leistung el. Heizlüfter Kosten el. Strom Stockwerke Nutzfläche AN Dichte der Luft ρluft spez. Wärmekapazität Luft cluft 1 Joule [J] Maße 10 m 10 m 10 m 0 C 20 C W 0,25 /kwh qm 1,29 kg/cbm 0,72 kj/(kg*k) 1 Ws * Diese (unrealistischen) Annahmen werden später schrittweise aufgehoben. Lösungen 1. Abschnitt Parameter Wertangabe el. Heizlüfter benötigte Wärmemenge ΔQ [kwh] Kosten der Aufheizung [ ] Aufheizdauer [h] 35

36 4. Anforderungen an die Ausbildung von künftigen Controllern und Managern... an der THM in Gießen gemachte Erfahrungen Poster- und WebSeiten-Aktion im Vorfeld Hohe Nachfrage von studentischer Seite (58 Stud. im ersten Kurs), obwohl zunächst keine CreditPoints Nach zwei Durchführungen => BEnMa 2010 offiziell Wahlpflichtfach in einem Masterkurs; seitdem konnten CreditPoints vergeben werden; der Kurs war seit dem immer der am stärksten nachgefragte. Es gab eine enge Zusammenarbeit mit Industriepartnern und eine kleine Förderung vom BUM, ferner wurden wir gebeten, in einem DM- Markt über mehrere Tage einen BEnMa-Stand aufzubauen und zu betreuen. Verschiedene Absolventen haben anschließend energiewirtschaftliche/energiemanegementorientierte Berufe ergriffen 36

37 5. Fazit Zunehmende Bedeutung von Energiekosten wie können sich Unternehmen darauf einstellen? umfassende Qualifizierung von Controllern und kfm. Führungskräften Hochschule Weiterbildungskurse ggf. Änderung von Amortisationszeitvorgaben; Entwicklung von Energiekosten-Managementinstrumenten durch Controller in Zusammenarbeit mit Technikern und Ingenieuren; Bildung von interdisziplinären Arbeitsgruppen, Förderung von Interdisziplinarität; Anwendung gewonnener Erkenntnisse auch im privaten Umfeld, um eine entsprechende Sensibilität zu entwickeln. P 37

38 Praxisbeispiel 2 Anhang Energiekostenmanagement (EnKoMa) Systematisches Aufdecken und Ausschöpfen von Energiekosten-Einsparpotentialen... mit Hilfe von Energieeinspar-Ertragsgrafiken 38

39 Antrittsvorlesung Beispiel einer nationalen Vermeidungskostenkurve von McKinsey Energieträger Erdgas Flüssiggas Benzin Kerison Diesel Braunkohle Steinkohle Strommix Holzpellets Solarstrom Biogas CO2 - Äquivalent 181 g/kwh 215 g/kwh 241 g/kwh 246 g/kwh 249 g/kwh 333 g/kwh 351 g/kwh 605 g/kwh 33 g/kwh 0 g/kwh 0 g/kwh Quelle: Vahlenkamp, Thomas (2007): Kosten und Potenziale der Vermeidung von Treibhausgasemissionen in Deutschland - Sektorperspektive Industrie. 39

40 Antrittsvorlesung Energiekostenmanagement (EKM) Systematisches Aufdecken und Ausschöpfen von Energiekosten-Einsparpotentialen 1. Erarbeite ein Sankey-Diagramm der Energieflüsse und eine Energieverbrauchsübersicht. 2. Entwickle Ideen zu Einsparmaßnahmen auf Basis der Energieverbrauchsübersicht. 3. Definiere Umsetzungsprojekte und beschaffe relevante Daten. 4. Kalkuliere die Energiegestehungs-/-einsparkosten (Levelized Cost Of Energy, generated or saved [LCOEGOS]) der Maßnahmen mit Hilfe einer dynamischen Investitionsrechnung [ /kwh]. 5. Vergleiche die LCOEGOS mit den eingesparten Kosten je kwh, also mit den aktuellen relevanten Energiepreisen; Differenz = Energiegestehungs-/-einsparerträge (Levelized Yield Of Energy [LYOEGOS]) [ /kwh]. 6. Multipliziere die spezifischen Netto-Einspar-Erträge [ / kwh] mit den Energieeinsparpotential [kwh/a]; Resultat = Energiekosten-Einsparpotential pro Maßnahme. 7. Bringe die Ergebnisse in eine Reihenfolge (abnehmende Kosteneinsparung) und platziere die Maßnahmen in ein Koordinatensystem. 8. Setze alle Maßnahmen um, die oberhalb der X-Achse verortet sind. 9. Aktualisiere die Grafik regelmäßig. Setze jene Maßnahme um, die zwischenzeitlich profitabel geworden sind.... mit Hilfe von Energieeinspar-Ertragsgrafiken 0,1 /kwh 0,08 /kwh 0,05 /kwh 0,03 /kwh 0 /kwh -0,03 /kwh -0,05 /kwh -0,08 /kwh Netto-Energieeinsparerträge bei gegebenem Energiepreis -0,1 /kwh 0 kwh kwh kwh kwh Nr Maßnahme Wärmerückführung an Sinteröfen Austausch sämtlicher Elektromotoren Isolation der Fabrikfassade Erneuerung der Belüftungsanlage Installation eines Lastmanagementsystems P 40

41 Antrittsvorlesung EnKoMa mit Hilfe von Energieeinspar-Ertragsgrafiken Schritt 1: Prozess-Analyse Sankey-Diagramm der Energieflüsse 41

42 Antrittsvorlesung EKM mit Hilfe von Energieeinspar-Ertragsgrafiken Schritt 2: Energieverbrauchs-Übersicht Energieverbrauchs-Übersicht - notwendig für Controllingzwecke, insbesondere zur... Priorisierung Ableitung möglicher Vermeidungsmaßnahmen Prozess Energietyp Energieverbrauch Energieverbrauch Laufzeit pro Zeiteinheit (= Leistung) spez. Energiekosten Energiekosten Rang... Prozess 2 Prozess 3 Prozess 4 Erdgas 150 MWh/a 2.000h/a 75 kwh/h (= kw) 0,08 /kwh /a 12 Elektrizität 34 MWh/a 1.650h/a 20,61 kwh/h (= kw) 0,13 /kwh /a 18 Erdgas 510 MWh/a 2.200h/a 231,82 kwh/h (= kw) 0,08 /kwh /a 8... P 42

43 Antrittsvorlesung EKM mit Hilfe von Energieeinspar-Ertragsgrafiken Schritt 3: Beschaffe relevante Daten zu möglichen Einsparmaßnahmen Nr Maßnahme Wärmerückführung an Sinteröfen Austausch sämtlicher Elektromotoren Isolation der Fabrikfassade 4 Erneuerung der Belüftungsanlage vorauss. Einergiekosten- Nr. Maßnahme Invest-Ausgabe Zahlungen pro Installation eines Einsparungspotential/a 5 Jahr Lastmanagementsystems plus 3% 1 Wärmerückführung an Sinteröfen kwh 6... Steigerung/a Austausch sämtlicher Elektromotoren Isolation der Fabrikfassade Erneuerung der Belüftungsanlage Installation eines Lastmanagementsystems... 43

44 Antrittsvorlesung EKM mit Hilfe von Energieeinspar-Ertragsgrafiken Schritt 4: Kalkuliere die Energiegestehungs-/-einsparkosten Beispiel: Wärmerückführung an Sinteröfen Perioden-Ende T Kalkulationszinsfuß it Zahlungen (Auszahlungen mit neg. Vorzeichen) Investitionszahlung Wartung und Reparatur SUMME Energieerzeugung oder - verbrauchsreduzierung Energieeinsparung SUMME Partikular-BarwerteInvestzahlungen Partikular-BarwerteEnergie NPVZahlungen 5,0 % 5,0 % 5,0 % 5,0 % 5,0 % 5,0 % kwh kwh kwh kwh kwh 0 kwh kwh kwh kwh kwh kwh kwh kwh kwh kwh kwh kwh ,0 % kwh kwh kwh NPVEnergie Energiegestehungs-/einsparkosten (LCOEGOS) kwh -0,03 /kwh = Spaltensumme = (1+ i) t 1+ 5% ( ) 3 44

45 Antrittsvorlesung EKM mit Hilfe von Energieeinspar-Ertragsgrafiken Schritt 5: Vergleiche die LCOEGOS mit den eingesparten Kosten je kwh Vergleiche die LCOEGOS mit den eingesparten Kosten je kwh, also mit den aktuellen relevanten Energiepreisen; Differenz = Energiegestehungs-/-einsparerträge (Levelized Yield Of Energy [LYOEGOS]) [ /kwh]. Nr Maßnahme Wärmerückführung an Sinteröfen Austausch sämtlicher Elektromotoren Isolation der Fabrikfassade Erneuerung der Belüftungsanlage Installation eines Lastmanagementsystems Energieerzeugung oder -verbrauchsreduzierung [kwh/a] LCOEGOS [ /kwh] eingesparte Verbräuche [ /kwh] Energiegestehungs-/ -einspar-ertrag [ /kwh] Nettoertrag pro Jahr gesamt kwh -0,03 /kwh 0,08 /kwh 0,05 /kwh , kwh -0,09 /kwh 0,13 /kwh 0,04 /kwh , kwh -0,07 /kwh 0,08 /kwh 0,01 /kwh 3.407, kwh -0,09 /kwh 0,08 /kwh -0,01 /kwh , kwh -0,19 /kwh 0,13 /kwh -0,06 /kwh , Schritt 6: Multipliziere die spezifischen Netto-Einspar-Erträge [ / kwh] mit den Energieeinsparpotential [kwh/a] 45

46 Nr Maßnahme Wärmerückführung an Sinteröfen Austausch sämtlicher Elektromotoren Isolation der Fabrikfassade Erneuerung der Belüftungsanlage Installation eines Lastmanagementsystems Energieerzeugung oder - verbrauchsreduzierung [kwh/a] +30% Schritt 7: Bringe die Ergebnisse in eine Reihenfolge (abnehmende Nettoerträge) und platziere die Maßnahmen in ein Koordinatensystem. Schritt 8: Setze alle Maßnahmen um, die oberhalb der X-Achse verortet sind. Schritt 9: Aktualisiere die Grafik regelmäßig. LCOEGOS [ /kwh] 0,1 /kwh 0,08 /kwh 0,05 /kwh 0,03 /kwh 0 /kwh -0,03 /kwh -0,05 /kwh -0,08 /kwh vermiedene Kosten [ /kwh] Netto-Einspar- Ertrag [ /kwh] Nettoertrag pro Jahr gesamt kwh -0,03 /kwh 0,10 0,08 /kwh 0,05 /kwh , kwh -0,09 /kwh 0,17 0,13 /kwh 0,04 /kwh , kwh -0,07 /kwh 0,10 0,08 /kwh 0,01 /kwh 3.407, kwh -0,09 /kwh 0,10 0,08 /kwh -0,01 /kwh , kwh -0,19 /kwh 0,17 0,13 /kwh -0,06 /kwh , Netto-Energieeinsparerträge bei gegebenem Energiepreis ,1 /kwh 0 kwh kwh kwh kwh kwh 46