Maßstäbe setzen, Chancen nutzen, (Energie)kosten senken Preise, Entwicklung des Bedarfes, Effizienz, Prognosen

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1 Maßstäbe setzen, Chancen nutzen, (Energie)kosten senken Preise, Entwicklung des Bedarfes, Effizienz, Prognosen BIW, Dipl.-Ing. Hermann-Josef Wester Beratender Ingenieur Schildergasse 49, Köln September 2009

2 Chancen nutzen für eine nachhaltige, bezahlbare Versorgung Fortbildungsveranstaltung (4. Kölner Energiestrategietag) der FKT NRW 16. September 2009 Seite 2 September 2009

3 Inhalt Einführung - Nachhaltigkeit als Basis unseres Handelns Ausgangssituation - Bedeutung der Energie im Krankenhaus - Kostenentwicklung der Energie - rechtlicher Rahmen der Versorgungswirtschaft - Klimaschutzziele Chancen nutzen für eine nachhaltige und bezahlbare Energieversorgung - Beispiel Leuchtstoffröhre/LED-Licht - Beispiel Wasserbereitstellung - Beispiel Dampf-/Heißwasserversorgung - Beispiel Zentrale-dezentrale Lösungen Seite 3 September 2009

4 Einführung Wohin hat die Verfolgung von kurzfristigen Zielen geführt? Maßstab/Ziele: hohe kurzfristige Rendite (z. B.: KRZ CD 1-2 Monate; KRZ Energieversorgung v. Gebäuden < 3 Jahre) Gewinnmaximierung (z. B.: Produktion Gewinn=Umsatz; Ausführungsunternehmen < 3% des Umsatzes) stetig lineares Wachstum (z. B.: 25%/a bezogen auf Eigenkapital; Natur begrenzt Wachstum auf log e) eindimensional handeln (z. B.: egozentrische Ausrichtung; mehr als Organismen wirken im Wald) mehr Nehmen als Geben (z. B.: Rücksichtslosigkeit; Natur kennt nur die Ausgeglichenheit) Wirkung: Raubbau Umwelt (z. B.: Schädigung der Biosphäre anstatt Bewahrung der Schöpfung) Ressourcenverschwendung (z. B.: Rohstoffverknappung anstatt Kreislaufwirtschaft) schlechte Nutzungsgrade (z. B.: niedrige η in konv. Kraftwerken anstatt natürliche Vollnutzung) Klimawandel (z. B.: Wegfall der Lebensgrundlagen anstatt nachhaltige Nutzung) Finanz- und Umweltkrise (z. B.: volkswirtschaftliche Verschuldung, Kriege u. Systemkritik anstatt Frieden) Generationsprobleme (z. B.: Depression und Pessimismus anstatt Optimismus u. Schaffenskraft) Seite 4 September 2009

5 Einführung Nutzungsgrade: Beispiele Glühlampe LED Glühwürmchen η bis 5 η 25 η 95 Dampfmaschine Ottomotor Dieselmotor η 3 η 35 η 45 Kraftwerk GuD Heizkraftwerk η 33 η 60 η 85 Mensch Vogel Pflanze Fisch η bis 30 η 70 η 85 η 90 Seite 5 September 2009

6 Einführung Wasserverbrauch: Beispiele Direkter Verbrauch in Deutschland 124 l/d u. Kopf zum Vergleich: Indien 30 l/d u. Kopf Japan 280 l/d u. Kopf USA 300 l/d u. Kopf Dubai 500 l/d u. Kopf Elefant 90 l/d Pferd 20 l/d Hund 2 l/d Virtueller Wasserfußabdruck = benötigtes Wasser bei der Herstellung von Lebensmitteln u. Konsumgütern in l pro Kopf 140 l 500 l 2400 l 5000 l l Quelle: WWF 2009 Seite 6 September 2009

7 Erderwärmung als Folge unseres bisherigen Handelns aktuell Ziel Quelle: Max-Planck-Institut für Meteorologie Seite 7 September 2009

8 Effizienz im Krankenhaus BIW Einführung Was bedeutet nachhaltiges Wirtschaften? Nachhaltigkeit: nicht mehr aus dem Wald an Holz entnehmen wie jährlich nachwächst. Maßstab: langfristig, vernetztes Denken, qualitatives als rein quantitatives Wachstum, Energie- und Rohstoffeffizienz, werteorientiertes, verantwortliches Verhalten, Kreislaufwirtschaft, natürliche Wirkungs-grade in Anlagen und Gesamtsysteme anstreben. Wirkung: Bewahrung unserer Lebensgrundlagen auch für zukünftige Generationen, Sicherung der Lebensqualität. Seite 8 September 2009

9 Effizienz im Krankenhaus BIW Einführung Was bedeutet nachhaltiges Handeln im Krankenhaus z. B. auf dem Energiesektor? - Erhöhung des Wirkungsgrades - Entscheidungsausrichtung nach Betriebskosten, d. h. Umkehrung des Verhältnisses Investitions- zu Betriebskosten. - Stabilisierung der Betriebskosten durch langfristig sinnvolle Investitionen. - Zunehmende Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen - Nutzung der eigenen Ressourcen - Energiemanagement Seite 9 September 2009

10 Ausgangssituation Bedeutung der Energie im Krankenhaus - Gesundheitliche und medizinische Anforderungen verlangen eine stetige sichere Energiebereitstellung auf hohem Niveau. - Durchschnittlich wurden pro Bett und Jahr in Deutschland ca kwh Strom und kwh Wärme verbraucht. - Ein Krankenhaus mit Betten verbraucht zwischen 1,2-1,8 GWh/a Strom und 6,5-8,3 GWh/a Wärme. - Bei ca Krankenhäusern summiert sich das auf ca. 4 * 10 6 MWh/a Strom und ca. 17 * 10 6 MWh/a Wärme. - Fazit: der elektr. Bedarf entspricht der Erzeugung einer Stromjahresmenge eines Kernkraftwerkes und dem Strombedarf von 1,1 Mio. Haushalten sowie dem Wärmebedarf von Haushalten Seite 10 September 2009

11 Ausgangssituation Preisentwicklung wichtiger Energien in /MWh Prognosen für 2009/10: Erdöl ca. 75 /MWh Erdgas ca. 65 /MWh Heizöl ca. 80 /MWh Diesel ca. 100 /MWh Quelle: BMWI, Energie in Deutschland 2009 Seite 11 September 2009

12 Energie im Krankenhaus BIW Ausgangssituation Preisentwicklung für Strom an der Leipziger EEX Prognose 2009/10: ca. 80 /MWh Quelle: BMWI, Energie in Deutschland 2009 Seite 12 September 2009

13 Ausgangssituation Strompreise differenziert nach Abnehmer Strompreise in Cent/kWh Strompreise in Deutschland (netto) Haushalte Sonderabnehmer >10 GWh/a Gewerbe MWh/a Prognose 2009/10: 220 /MWh 180 /MWh 90 /MWh II Quelle: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie 2006 Seite 13 September 2009

14 Ausgangssituation Inkrafttreten energiewirtschaftlich relevanter Gesetze und Verordnungen in Deutschland Quelle: BMWI, Energie in Deutschland 2009 Seite 14 September 2009

15 Ausgangssituation Klimaschutzziele der EU bis 2020: Formel Reduktion Energieverbrauch um 20% Steigerung Anteil Erneuerbarer Energien auf 20% Reduktion Treibhausgasausstoß um 20% mit Bezug auf die Bilanzmenge 1990 Nationale Ziele Deutschland bis 2020: Reduktion Treibhausgasausstoß um 40% (Basis 1990) Seite 15 September 2009

16 Chancen nutzen für eine nachhaltige Energieversorgung Energieverbrauch analysieren und technische Optimierungen (Verlustminimierung, MSR, Auslastung, Verlagerungen etc.) durchführen. Systemuntersuchungen (Eigenversorgung, Brennstoffwahl, Einsatz regenerativer Energien, KWK-Lösungen etc.) durchführen. Bei der Stromversorgung keine langfristigen Bindungen eingehen. Konsequenzen aus zukünftigen Entwicklungen in Verträgen berücksichtigen. Anlegbarkeiten berücksichtigen. Konventionelle Lieferverträge kündigen und Nachverhandeln Controlling, Monitoring, Wartung und vorbeugende Instandhaltung. Bildung von Einkaufpools. Anstreben von Bündel- und Verbundlösungen. Übertragung der Energieversorgung an kompetente Dienstleister. Seite 16 September 2009

17 Chancen Nutzen für eine nachhaltige Energieversorgung Allgemeiner Vergleich Beleuchtung Quelle: Dürr 2009 Seite 17 September 2009

18 IST Zustand mit Leuchtstoffröhren Substitution durch LED Tubes Anzahl 25 Stck T8, mm 25 Stck SDM1500 i(sb) 40 7 Leistung 58 W mit EVG 2W Systemleistung 80 W 22 W elektr. Leistung 25 * 80 W = 2,0 KW 25 * 22 W = 550 W = 0,55 KW Leistungspreis 2,0 kw * 122,72 /a = 245,44 /a 0,55 kw * 122,72 /a = 67,50 /a elektr. Arbeit h/a * 80 W= 701 kwh/a h/a * 22 W= 193 kwh/a Arbeitspreis 701 kwh/a *0,18 /kwh = 126,18 /a 193 kwh/a *0,18 /kwh = 34,74 /a Lichtstromkosten 371,62 /a 102,24 /a CO2 Ausstoß 613 kwh/a * 344g/kWh = 0,21 t/a 193 kwh/a * 344g/kWh = 0,06 t/a Materialkosten (Wechsel alle 12 Mon.) Lohnkosten Wechselkosten Beispiel Vergleich Leuchtstoffröhre zu LED (Krankenhausflur 50 m, Leuchtmittel alle 2 m, hessischer Standort) 25 Stck * 4 = 100 /a ( h Lebensdauer) 50 /h* 0,2 h/stück * 25 Stück = 250 /a 350 /a 30 Monate Garantie ( h Lebensdauer) Investitionskosten LED: 25 Stck * 70 = ; Amortisation: 34 Monaten Quelle: Dürr 2009 Seite 18 September 2009

19 Beispiel Wasserbereitstellung für Mitarbeiter Wasserspender Flaschenautomat Gallonenwasser CO 2 -Aquivalent 160 kg CO 2 -Äquivalent 980 kg CO 2 -Äquivalent 1829 kg Quelle: Studie Technische Universität Darmstadt 2009 Seite 19 September 2009

20 Beispiel Systemvergleich Dampf-/Heißwasser (Vollkostenbetrachtung Krankenhaus, Standort NRW) Auslegung Arbeit MWh/a Dimension Dampfsystem Heißwassersystem Leistung kw 4.000; 4,6t/h Investition Erzeugung Anteil Verteilung und Verwendung T netto Gesamt Kapitaldienst Jahreskosten Betriebsgeb. Kosten Verbrauchsgebund. T /a Kosten netto Subst. Dampf dez Mehr Leistung und Arbeit beim Dampfsystem erforderlich. Höhere Investition beim Dampfsystem notwendig. Daraus resultieren um ca. 450 T höhere Jahreskosten. Gesamt Quelle: Wirtschaftlichkeitsberechnung BIW 2009 Seite 20 September 2009

21 Investition in T netto Kapitalgeb. Kosten in T /a Betriebsgeb. Kosten in T /a Verbrauchsgeb. Kosten in T /a Beispiel Vergleich Referenz - zentr. Lösungen Investitions- und Jahreskostenbetrachtung Referenzlösung (Vollkostenbetrachtung zentrale zentrale Krankenhaus, zentrale Standort Lösung NRW) (Ersatzinvestition) Lösung (nur Kesselanlagen) Lösung (Kessel, Solarwärme) (Kessel, KWK, Solarwärme + Solarstrom) 1. Jahr 10. Jahr 1. Jahr 10. Jahr 1. Jahr 10. Jahr 1. Jahr 10. Jahr Zentrale Lösung mit Kessel, KWK und Solar erfordert höchste Investition, dafür Jahreskosten am niedrigsten. Amortisation nach rd. 3 Jahren. Jahreskosten netto gesamt Quelle: Wirtschaftlichkeitsberechnung BIW 2009 Seite 21 September 2009

22 Quo vadis? Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Seite 22 September 2009