Bachelorarbeit SoSe 2018

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1 Bachelorarbeit SoSe 2018 Fachbereich Energie Bachelorarbeit Sommersemester 2018 Die Zukunft des modernen und nachhaltigen Farmings durch agro-solare Gewächshäuser: SUNfarming Food & Energy Anlagen. 1

2 Motivation 1. Einleitung Voraussetzungen 2. Zielsetzung SUNfarming Food & Energy 3. Unternehmensstrukturen Landwirtschaft, Ausbildung und Finanzierung 4. Implementierung Berechnungsdaten und Ergebnisse 5. Förderprogramme 6. Resümee und Ausblick 2

3 Inhalt 1. Einleitung Voraussetzungen 2. Zielsetzung SUNfarming Food & Energy 3. Unternehmensstrukturen Landwirtschaft, Ausbildung und Finanzierung 4. Implementierung Berechnungsdaten und Ergebnisse 5. Förderprogramme 6. Resümee und Ausblick 3

4 1. Einleitung Grundlagen einer Photovoltaik Anlage PV ist die Gewinnung von eklektischer Energie aus Sonnenenergie Gehört zur Familie der Regenerativen Erneuerbaren Energien Technik, die für lange Lebensdauer ausgelegt ist und wenig Wartung braucht PV eine der Grundlagen dieser Thesis Grundlagen eines Gewächshauses: Ein Gewächshaus nutzt Sonnenenergie um optimale Klimabedingungen für den Pflanzenbau zu schaffen Es wird in vielen Ländern zur Steigerung der landwirtschaftlichen Produktion genutzt Vorteile dabei sind die Verlängerung der Erntezeit und den optimierten Gebrauch von Wasser Gewächshäuser stellen eine weitere Grundlage dieser Thesis dar 4

5 1. Einleitung Kombination von Photovoltaik und Landwirtschaft Strom- und Landwirtschaftsproduktion zur gleichen Zeit am gleichen Ort Interessenskonflikt ist das Ergebnis von Zöllen (in Italien und Deutschland) Agrophotovoltaik soll das Konkurrenz-Problem lösen Vorteile: Lösung für Länder mit begrenztem Zugang zum Boden Pflanzen wachsen in fast allen Gebieten der Erde Optimale Nutzung von Schatten und direktem Sonnenlicht Herausforderungen: Solargewächshaus kann sich negativ auf die Produktivität auswirken Die Module können die für die Pflanzen benötigte Solarenergie blockieren Temperatur, Feuchtigkeit und Strahlung haben Einfluss auf das Innere des Gewächshauses 5

6 2. Zielsetzung Zielsetzung Food & Energy besteht aus einer Kombination von Photovoltaik- und Landwirtschaftssystemen bietet dem Unternehmen theoretisch zwei Einnahmequellen Die Landnutzung wird optimiert und der Wasserverbrauch minimiert Durch die Schaffung von Arbeitsplätzen und Ausbildungskonzepten erhält das Konzept einen sozialen Mehrwert Durch den Verkauf der Lebensmittel kann sich der Betreiber eine wirtschaftliche Existenz aufbauen Konzipiert für Entwicklungs- und Schwellenländer 1. Strom Produktion 2. Lebensmittelproduktion 3. Schaffung von Arbeitsplätzen 4. Ausbildung 5. Wassermanagement 6

7 3. Unternehmensstrukturen & Investitionsstrategien Unternehmensstrukturen Einnahmequelle ist der Verkauf von Solar-Strom durch PPA-Verträge Lange Vertrags-Laufzeiten gewährleisten eine sichere und stabile Grundlage für landwirtschaftliche Projekte Investitionsstrategie Zusammenarbeit mit lokalen Unternehmen für langfristige gemeinsame Investition in photovoltaische Projekte (z.b. durch Joint-Venture) SF bringt Solar Knowhow mit Lokaler Partner hilft beim Eintritt in den Markt Kooperation mit Universitäten oder Gemeinden sichern den sozialen Mehrwert durch Ausbildung und Landwirtschaft Finanzierung durch staatliche Organisationen sind ratsam Ein typisches Food & Energy Projekt nutzt ca. 10% der installierten PV Leistung für die Landwirtschaftskomponente die lokale Gemeinde kann Betreiber und Miteigentümer werden Ausbildungsprogramm ist maßgeschneidert für Menschen mit geringem Bildungshintergrund Die Trainees werden in allen Bereichen der Landwirtschaft ausgebildet 7

8 4. Implementierung Investitionsmöglichkeit für den internationalen Markt (nicht landbezogen) Anschaffungsauszahlung Anlage SUNfarming Anschlussjahr (angenommen) 2018 Ort N.A. Installierte Leistung kw p Preis pro kw p 1650,00 USD / kw p Laufzeit 20 Jahre Gesamte Anschaffungsauszahlung im Zeitpunkt 0 $

9 4. Implementierung Investitionsmöglichkeit für den internationalen Markt (nicht landbezogen) Betriebskosten Laufende Betriebskosten Daten techn. Wartung, Controlling & Service 12 USD/kWp kaufm. Begleitung & Sonstiges 8 USD/kWp Versicherung 3,20 USD/kWp Summe 23,20 USD/kWp 9

10 4. Implementierung Investitionsmöglichkeit für den internationalen Markt (nicht landbezogen) Kalkulationszins Investor Daten Laufzeit: 20 Jahre Eigenkapital 25%: USD Fremdkapital 75%: USD Eigenkapitalkosten: 6,50% Fremdkapitalkosten: 6% WACC : 6,125% 10

11 4. Implementierung Investitionsmöglichkeit für den internationalen Markt (nicht landbezogen) Kapitalwert mit folgenden Bezeichnungen: C 0 = Kapitalwert im Zeitpunkt 0 I 0 = Anschaffungsauszahlung im Zeitpunkt 0 E t A t n i = Einzahlung im Zeitpunkt t = Auszahlung im Zeitpunkt t = Nutzungsdauer = Kalkulationszinssatz n C 0 = I 0 + t=1 E t A t 1 + i n Quantifiziert die Vorteilhaftigkeit der Investition Der Kapitalwert des Projekts liegt bei ca. 21 Mio. $ 11

12 4. Implementierung Investitionsmöglichkeit für den internationalen Markt (nicht landbezogen) Stromerträge spezifischer Jahresertrag / p.a. = (installierte Kapazität x spezifischer Ertrag p.a.) / (1 + Degradation p.a.) ,7 kwh / p.a. = ( kw p x 1.700,00 kwh/kw p ) / (1 +0,005) ungefähr kwh / p.a. Die Degradationsraten geben die Abnahme der Ausbeute wegen physischer Abnutzung der Sonnenkollektoren an Der Durchschnittswert in Deutschland liegt bei 0,5% 12

13 4. Implementierung Ergebnis Investition ist laut der Berechnungen vorteilhaft Kapitalwert liegt bei mehr als 21 Mio $ Nach 9 Jahren hat sich die Anlage amortisiert (Break Even Point) 13

14 5. Förderprogramme Auslandsprojekte werden vom BMZ gefördert GIZ, KfW und DEG haben verschiedene Förderprogramme SUNfarming hat das Food & Energy Trainingscenter in Südafrika mithilfe dieser Institutionen aufbauen können devoloppp.de Fördergelder decken im Schnitt 50% der Kosten ab SUNfarming investiert die anderen 50% in die Zukunft des Landes 14

15 6. Resümee und Ausblick Gesamtuntersuchung fällt positiv aus Intensivere Recherche der Daten für genauere Ergebnisse Markteintritt abhängig von landesspezifischen Faktoren (Regierung, Energieversorgung usw.) Soziale Mehrwert muss weiter in den Vordergrund 15

16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Bachelorarbeit SoSe 2018 Alessandra-Virginia Lehmann-Pottkämper M