Toolbox mit Rechenbeispielen aus dem Buch Kapitel 7 Kraftwerke, Technik und Kosten Modell für Beispiel Stromgestehungskosten der Kernenergie

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1 Energie Praxiswissen Panos Konstantin Praxisbuch Energiewirtschaft 3. Auflage Toolbox mit Rechenbeispielen aus dem Buch Kapitel 7 Kraftwerke, Technik und Kosten Modell für Beispiel Stromgestehungskosten der Kernenergie Disclaimer: Die Rechenbeispiele sind als Unterstützung für das Buch gedacht und haben ausschließlich den Zweck, dem Leser Hilfestellung zu bieten, um die Inhalte besser zu verstehen und den Rechengang nachzuvollziehen. Eine Gewähr für die Richtigkeit, Vollständigkeit oder Aktualität kann nicht übernommen werden. Die Inhalte sind urheberrechtlich geschützt, eine Vervielfältigung ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des gültigen Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland zulässig. Hinweise, Anregungen und Verbesserungsvorschläge sind erwünscht und willkommen! Letzte Aktualisierung Sep-13

2 4. Toolbox mit Anwendungsbeispielen 4.1 Kurze Einführung Die zahlreichen Anwendungsbeispiele im Buch sind für das Verständnis der Inhalte unerlässlich. Die meisten sind in MS- Excel Tabellen berechnet und als Bild in den Text eingefügt. Wir haben festgestellt, dass in der Druckversion des Buches bei einigen der Beispiele der Rechengang komplex und nicht immer leicht nachvollziehbar ist. Deshalb werden alle Anwendungsbeispiele als Excel-Softkopie in die Toolbox dieser Internetseite aufgenommen, und die Leser können sie herunterladen, um den Rechengang besser nachzuvollziehen. Vorausgesetzt wird dass die Anwendung von Tabellen-Kalkulationsprogrammen vertraut sind. In der Toolbox werden nach-und-nach auch andere Inhalte hinzukommen. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es sich hier um einen freiwilligen und kostenlosen Service des Autors und seiner Kollegen handelt. In diesem Zusammenhang wird erwartet und gehofft, dass auch von den Nutzern Anregungen und Hinweise zur Optimierung der Inhalte beitragen werden. 4.2 Hinweise für die Nutzer In der Regel ist jedes Anwendungsbeispiel auf einem Excel Blatt und die Rechenschritte sind transparent und einfach. Es gibt aber auch Beispiele, die mehrere Excel Blätter benötigen, die miteinander verlinkt sind. In solchen Fällen sind entweder die Namen der betreffenden Blätter (unten) farbig gekennzeichnet oder sie sind in getrennten Excel Files und werden Modelle bezeichnet Excel Funktionen Für die Berechnungen kommen neben den einfachen Rechenarten meistens einfache Excel Funktionen zur Anwendung wie: Kapitel 7 Kraftwerke, Technik und Kosten Logik: WENN, selten auch in Kombination mit UND, ODER Statistik: MAX, MIN, MITTELWERT Finanzmathematik: BW (Barwert einer Zahlungsreihe), Effektiv (effektiver Zinssatz), NPV (Kapitalwert), RMZ (Annuität), ZW (Zukunftswert einer Zahlungsreihe), IKW (interner Zinssatz) Anmerkung: Die Syntax der Funktionen ist in Excel ausreichend erklärt. Bei den Finanzmathematischen Funktionen werden in Excel Auszahlungen bzw. Kosten als negative Werte, Einzahlungen als positive Werte dargestellt. In den meisten Anwendungsbeispielen werden allerdings meistens nur Kostenreihen betrachtet, und zur Vereinfachung der Rechnung werden diese als positive Werte dargestellt. Deswegen wird z.b. bei der Berechnung von BW oder Annuität (RMZ) vor der Formel ein Minuszeichen eingesetzt, damit das Ergebnis als positiver Wert erscheint. In der Regel werden Zahlungen am Jahresende angenommen F=0 und der Zukunftswert gleich Null ZW=0 gesetzt Zahlungsreihen mit Eskalation Excel bietet keine Funktionen für die Barwertbildung oder Annuität von Zahlungsreihen, die mit einer Eskalationsrate (%/a) steigen. Dafür werden die vom Autor entwickelten Formeln genutzt: Barwert eskalierender Zahlungen BWS esc : Die Funktion eskaliert den Anfangsbetrag, bildet und aufsummiert die Barwerte der einzelnen Zahlungen. Syntax: Barwert: BWS esc (J Eskalation %/a; I Zinssatz %/a, N Laufzeit Jahre, K Anfangsbetrag Zahl) BWSesc(2,5%,8%;10;100) = 758,6 Annuität eskalierender Zahlungen: Die Funktion eskaliert die einzelnen jährlichen Zahlungen, bildet und aufsummiert deren Barwerte. Syntax: AN esc (J Eskalation %/a; I Zinssatz %/a, N Laufzeit Jahre, K Anfangsbetrag Zahl) Beispiel: ANesc ( 2,5%, 8%,10,100)= 113 /a Bauzinsen : Die Funktion berechnet die Bauzinsen für gleiche Zahlungsbeträge während der Bauzeit. Syntax: INCon (C=CAPEX, L =Darlehen %, N =Bauzeit Jahre, I =Zinssatz, Zahlungsperioden pro Jahr) Beispiel: INCon (1000,70%,4,6%,4)=84,5 Diese Funktionen sind verfügbar als AddIn oder als Makro. Damit wir dem Leser das Installieren ersparen wurden sie als Makro in den entsprechenden Beispielen eingefügt. Falls ein Anwender sie als AddIn für seine Arbeit oder Studium anwenden möchte soll er sich melden. 4.3 Thermodynamische Größen FluidEXL Software Für die Berechnung von thermodynamischen Größen wie Enthalpie, Entropie etc. wurden früher Dampftafeln benutzt. Dafür, gibt es nun Software-Tools. In den Beispielen wurden die thermodynamischen Größen mit dem Software FluidEXL von der Hochschule Zittau/Görlitz berechnet. Allerdings ist diese Software kostenpflichtig (eine Lizenz kosten ca. 300 ) und steht für die Leser des Buches nicht zur Verfügung. Deswegen wurden die Ergebnisse der Berechnungen mit FluidEXL in den entsprechenden Zellen als Wert kopiert. Für Studierende ist derzeit eine kostenlose Demoversion verfügbar (Registrierung nötig).

3 Position Technische Parameter Einheit Kernkraftwerk neu Installierte Leistung, brutto MW 1,600 Eigenbedarf % 4.50% Netto-Leistung MW 1,528 Thermische Reaktor-Leistung MW 4,300 Benutzungsdauer h / a 7,500 el. Wirkungsgrad, brutto % 37.2% Abbrand pro kg U 2 O 1) MWd / kg 60 Energiebilanz Stromerzeugung, brutto GWh / a 12,000 Stromerzeugung, netto GWh / a 11,460 Wärmeverbrauch GWh / a 32,250 Entladeabbrand (Wärmeverbrauch / 24 h/d) GWd / a 1,344 Verbrauch Kernbrennstoff (U 2 O) 2) t / a 22.4 Technisch/wirtschaftliche Eckdaten kalkulatorische Lebensdauer a 50 Bauzeit a 6 kalkulatorischer Zinssatz, real % / a 7.0% Personal Personen 200 Personalkosten / (Pers. a) 100,000 Preis Kernbrennstoff pro kg U 2 O / kg 1,373 O & M Kosten bez. auf Baukosten % / a 1.5% Entsorgungskosten für Kernbrennstoff / MWh 1.50 Rücklagen für Stillegung / MWh 1.00 Versicherungen/Overheads % / a 1.0% Investitionsausgaben Mio. 7,869 Baukosten Mio. 6,640 Bauherrenleistungen 5.0% Mio. 332 Bauzinsen **) Mio. 897 Jahreskosten 1000 /a 846,346 Kapitaldienst 4) 1000 /a 570,213 Brennstoffkosten 1000 /a 30,749 Personalkosten 1000 /a 20,000 O&M-Kosten 1000 /a 118,040 Rücklagen für Stilllegung 1001 /a 11,460 Kernbrennstoffentsorgung 1000 /a 17,190 Versicherungen/Overheads 1000 /a 78,694 Spez. Stromgestehungskosten / MWh ) vergleichbar mit Heizwert fossiler Brennstoffe, siehe Kapitel "Herkunft und Preise von Kernbrennstoff" 2) Verbrauch Kernbrennstoff = Entladeabbrand / Abbrand pro kg U 2 O Preis Kernbrennstoff /kg Stromgestehungskosten /MWh

4 Position Einheit Wert Nettostromerzeugung GWh/ a 11,460 Investitionsausgaben *) Mio. 7,869 Spez. Stromgestehungskosten Kapitaldienst Brennstoffkosten 2.68 Personalkosten / MWh 1.75 O&M-Kosten Rücklagen für Stilllegung 1.00 Kernbrennstoffentsorgung 1.50 Versicherungen/Overheads 6.87 *) inkl. Bauzinsen und Bauherrenleistungen

5 84 Stromgestehungskosten vs. Kernbrennstoffkosten Stromkosten /MWh Brennstoffpreis /kg U2O