Benchmarking: Grundlagen / Praxiserfahrungen

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1 Benchmarking: Grundlagen / Praxiserfahrungen Stefan Lindtner Ingenieurbüro ro kaltesklareswasser Seite 1 Definition von Benchmarking Benchmarking ist eine Methode, mit Hilfe derer beste Leistungsniveaus (Benchmarks) von Abwasserreinigungsanlagen in der Praxis identifiziert werden können. Das Wissen, welche Leistungen zu welchen Kosten und in welcher Art und Weise erbracht werden können, ermöglich eine zielgerichtete Vorgangsweise bei der Optimierung einer Kläranlage. Seite 2

2 Benchmarkingaktivitäten in der österreichischen Abwasserwirtschaft 2000 österreichweites Benchmarking-Forschungsprojekt für Abwasseranlagen 2001 Endbericht und Präsentation Anfang 2002 Präsentation in Tirol, Graz und Wien und Individualberichtsübergabe Ende 2002 Erfahrungsaustausch bez. Umsetzung der Benchmarking-Ergebnisse 2003 Konzeption eine Benchmarking-Internetplattform und Projektsvorstellung bei Bund und Länder 2004 Projektsbewilligung und Beginn der Umsetzung einer Benchmarking- Internetplattform 2004 Benchmarking für Großkläranlagen > Start der ÖWAV-Abwasserbenchmarking Internetplattform Seite 3 Benchmarking-Internetplattform und organisatorischer Ablauf Seit 2005: Datenerfassung, - auswertung und Berichtslegung via Benchmarking- Internetplattform sowie jährlicher Erfahrungsaustausch innerhalb der jeweiligen Größengruppe. Seite 4

3 Benchmarking-Systematik in der österreichischen Abwasserwirtschaft Kostenanalysen von ARA s mit Hilfe definierter Prozesse Prozessmodell an die Anlagengröße angepasst Angepasste Prozesskostenrechnung Plausibilitätsprüfung Kennzahlensystematik Effizienz-, Effektivitäts- und Prozesskennzahlen sowie daraus abgeleitete Schlüsselkennzahlen Seite 5 Prozesse einer Kläranlage mit Faulung Rechen, Sand- u. Fettfang Übernahmestationen VKB Biologie Prozess 2 ÜSS BHKW Zulaufpumpwerk Methan MÜSE Entwässerung Faulung PS Eindicker Entsorgung Prozess 1 Prozess 3 Prozess 4 Seite 6

4 Prozesse einer Kläranlage mit simultaner aerober Stabilisierung Biologie Prozess 2+3 Zulaufpumpwerk Eindicker Rechen, Sand- u. Fettfang Übernahmestationen Entwässerung Entsorgung Prozess 1 Prozess 4 Seite 7 Größengruppen und angepasstes Prozessebene ARA mech. Vorreinigung mechanischbiologische Abwasserreinigung Eindickung und Stabilisierung weitergehende Schlammbehandlung obligatorische Hilfsprozesse fakultative Hilfsprozesse Zulaufpumpwerk mechanische Vorreinigung mechanische Abwasserreinigung (VKB) biologische Abwasserreinigung Überschussschlammeindickung Schlammstabilisierung Schlammentwässerung Schlammentsorgung Schlammverwertung Labor Verwaltung ARA+Verband/Gemeinde, ) Betriebsgebäude/-gelände und sonstige Infrastruktur Werkstätte Fuhrpark Prozess 1 Prozess 2 Prozess 3 Prozess 4 I.1 I.2 I.3 Hilfsprozess I II.1 II.2 Hilfsprozess II Für ARAs von > Seite 8

5 Größengruppen und angepasstes Prozessebene ARA mech. Vorreinigung mechanisch-biologische Abwasserreinigung und Schlammstabilisierung weitergehende Schlammbehandlung obligatorische Hilfsprozesse fakultative Hilfsprozesse Prozess 1 Prozess 2+3 Prozess 4 Hilfsprozess I Hilfsprozess II Für ARAs von Seite 9 Größengruppen und angepasstes Prozessebene ARA mechanisch biologische Abwasserreinigung und Schlammstabilisierung weitergehende Schlammbehandlung obligatorische und fakultative Hilfsprozesse Prozess Prozess 4 Hilfsprozess I+II Für ARAs von <.000 Seite

6 Prozessorientierte Kostenrechnung Kläranlage mech. Vorreinigung weitergehende Schlammbehandlung mechanischbiologische Abwasserreinigung Eindickung und Stabilisierung obligatorische Hilfsprozesse fakultative Hilfsprozesse Leistungen gegenüber Dritten Verwaltung Fuhrpark Werkstätte Umlage Hilfskostenstellen Verband Seite 11 Kostenarten Betriebs-Kapitalkosten normierte KAPITALKOSTEN + BETRIEBSKOSTEN JAHRESKOSTEN Summe der normierten Kapitalkosten und Betriebskosten der Einzelprozesse Seite 12

7 Kostenarten normierte Kapitalkosten Historische Investitionskosten indexierter Anschaffungswert / Nutzungsdauer (30, 20 bzw. Jahre) NORMIERUNG Indexierter Anschaffungswert / 2 * Zinssatz (3,5%) normierte kalkulatorische Anlagenabschreibung baulich maschinell / elektrisch MSR-Technik + Normierte kalkulatorische Zinsen baulich maschinell / elektrisch MSR-Technik Seite 13 Kostenarten Betriebskosten Materialien und Stoffkosten Werkstoffe f. Reparatur u. Instandhaltung Chemikalien Verbrauchsgüter d. laufend. Betrieb + Personalkosten Laufender Betrieb Reparatur und Instandhaltung Bezüge der Organe + Leistungen durch Dritte Laufender Betrieb Reparatur und Instandhaltung + Energiekosten Strom Gas sonstige Energiebezüge + Reststoffentsorgung + Sonstige betriebliche Kosten Seite 14

8 Kennzahlenbildung Erhebung technischer Betriebsdaten Erhebung technischer Daten Plausibilitätsprüfung (der Betriebsdaten) Bezugsgrößen Erstellung prozessorientierter Kostenrechnung und Erhebung der wirtschaftlichen Daten Plausibilitätsprüfung (aktivierte Kosten und Prozesszuordnung) Kosten nicht beeinflussbar Kosteneinflüsse aufgrund standortspezifischer Besonderheiten Einsparungspotenzial Eigene Kennzahl Vergleichskennzahl =Benchmark Seite 15 Kennzahlensystematik Schlüssel ssel- kennzahlen Effizienzkennzahlen Effektivitätskennzahlen Prozesskennzahlen Grundzahlen Technische Input- und Outputgrößen, Stammdaten (z.b. Volumina) sowie Zahlen aus der prozessorientierten Kostenrechnung Seite 16

9 Definition - Benchmarkanlage Kriterien bei den Betriebs- und Jahreskosten: 1. Abwasseremissionsverordnung für kommunales Abwasser eingehalten Datenlage plausibel und abgesichert Abwassercharakteristik vorwiegend kommunal Kapitalkosten: Auf EWnorm-Ausbau bzw. bezogen, daher aktuelle Belastung und Einhaltung der Grenzwerte irrelevant. Seite 17 Definition - Benchmarks Bei den einzelnen Prozessen der Betriebskosten wird je Gruppe genau eine Benchmark festgelegt. Benchmark der Gruppe und des jeweiligen Prozesses ist jene Anlage, die die Kriterien erfüllt und die niedrigsten spezifischen Kosten aufweist. Anwendung: Betriebskosten der Prozesse Seite 18

10 Definition - Benchmarkbereich niedrigste spezifische Kosten der Benchmarkanlagen je Gruppe zuzüglich eines Ausgleichsprozentsatzes Gruppen 1 und 2 Gruppen 3, 4 und 5 Betriebskosten 20 % % Kapitalkosten % % Jahreskosten 15 % % Anwendung: Gesamtkosten von Betriebs-, Kapital und Jahreskosten Seite 19 Ziele und Vorteile Kosten- und Leistungstransparenz Sowohl der Anlagenspiegel (Voranschlags und Rechnungsabschlußverordnung) als auch eine Kosten- und Leistungsrechnung (Förderungsrichtlinien) sollten vorausgesetzt werden können. Benchmarking wird auch als Chance zur Einführung einer adäquaten Kosten und Leistungsrechnung genutzt. Nachweis der Leistungsfähigkeit Individualbericht als Datenquelle für interne und externe Leistungsdarstellung dokumentierter Wille zur Verbesserung als Beispiel des Slogans Think privat to stay public Seite 20

11 Ziele und Vorteile Motivation der Mitarbeiter durch Orientierung am Bestwert und Verankerung der Wettbewerbsorientierung im Unternehmen Praxisbeispiel Prämiensystem, bei dem 15 Prozent der Betriebskostenminderung an die Mitarbeiter ausbezahlt werden Aufzeigen der Effizienz und Effektivität Durch einheitliche Datenerfassung und Auswertung wird ein für alle identes und damit sehr gut vergleichbares Kennzahlensystem geschaffen. Auffindung konkreter Einsparungsmöglichkeiten Siehe Praxisbeispiele später Seite 21 Ergebnisse Seite 22

12 Betriebskosten der untersuchten Kläranlagen je Gruppe 60 Datenbasis: Indexierte Betriebskosten (auf 2007) von 94 Kläranlagen die bisher am österreichweiten Benchmarking teilgenommen hatten (auch alle folgenden Grafiken) Euro/EW-CSB1/a Alle >0.000 Anzahl %-Wert 25,6 45,3 35,7 25,2 16,7 90%-Wert 37,0 59,3 37,5 32,2 21,1 %-Wert 11,4 18,7 20,5 13,0 7,8 Median 20,2 30,0 25,2 18,2 13,7 25%-Wert 14,3 23,7 22,1 14,9,3 Seite 23 Betriebskosten der Prozesse [Euro/EW-CSB1],0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Zulaufpumpwerk, Rechen, Sand- & Fettfang Mech. biologische Abwasser- Schlammeindic kung u. Stabilisierung Weitergehende Schlammbehan dlung Labor, Verwaltung und Infrastruktur Fuhrpark und Werkstätte 75-%-Perzentil 2,0 4,6 1,2 5,8 8,1 0,3 Median 1,2 2,7 0,8 4,3 4,9 0,1 25-%-Perzentil 0,8 1,6 0,5 3,3 2,9 0,1 Benchmark Gr.4 1,8 1,0 1,0 3,3 5,1 0,3 Benchmark Gr.6 1,1 1,6 0,8 2,7 1,9 0,1 Seite 24

13 Faktoren der Betriebskosten Leistungen Dritter Personal Energie Materialien Fäll- und Konditionierungsmittel Abwasser Kläranlage Ablauf Rechen- und Sandfanggut Schlamm Reststoffentsorgung Seite 25 Kostenbereich der untersuchten Kostenartarten Euro/EW-CSB1/a Sonstige betriebliche Kosten Energiekosten Reststoffensorgung Personalkosten Leistungen durch Dritte Reinigungsleistung Material- und Stoffkosten 75%-Wert 1,66 4,12 4,86 2,13 11,26 2,74 90%-Wert 2,59 6,42 6,70 3,79 19,83 3,39 %-Wert 0,28 0,43 1, 0,45 4,45 0,93 Median 0,96 2,54 3,42 1,26 8,62 2,00 25%-Wert 0,52 1,34 1,64 0,69 6,06 1,46 Seite 26

14 Betriebskostenverteilung VARIABLE KOSTEN ~ 40 % von der Belastung abhängig Energie 16% Material 11% Reststoffe 15% Personal 45% Sonstige 6% Leistungen Dritter 8% FIXKOSTEN ~ 60 % von der Belastung unabhängig Seite 27 Sonstige Kosten Euro/EW-CSB1/a Alle >0.000 Anzahl %-Wert 1,7 2,7 1,5 1,7 1,1 90%-Wert 2,6 8,9 1,7 2,6 1,4 %-Wert 0,3 0,6 0,4 0,3 0,2 Median 1,0 1,9 1,3 0,9 0,6 25%-Wert 0,5 1,0 0,8 0,5 0,3 Seite 28

15 Kosten von Leistungen Dritter Euro/EW-CSB1/a Alle >0.000 Anzahl %-Wert 2,1 5,4 2,2 1,8 2,1 90%-Wert 3,8 7,2 2,3 3,1 3,5 %-Wert 0,5 0,3 0,8 0,4 0,5 Median 1,3 1,5 1,6 1,0 1,4 25%-Wert 0,7 0,5 0,8 0,7 0,7 Seite 29 Material- und Stoffkosten Euro/EW-CSB1/a Alle >0.000 Anzahl %-Wert 2,7 4,2 3,0 2,6 2,2 90%-Wert 3,4 5,3 3,4 3,3 2,5 %-Wert 0,9 0,3 1,8 0,9 1,1 Median 2,0 2,7 2,2 2,0 1,8 25%-Wert 1,5 1,0 2,1 1,4 1,3 Seite 30

16 Reststoffentsorgungskosten Euro/EW-CSB1/a Alle >0.000 Anzahl %-Wert 4,1 7,3 4,8 4,0 3,1 90%-Wert 6,4 9,9 5,7 5,8 4,2 %-Wert 0,4 1,3 0,5 0,4 0,4 Median 2,5 3,1 3,1 2,6 2,3 25%-Wert 1,3 2,1 1,4 1,2 1,6 Seite 31 Energiekosten Euro/EW-CSB1/a Alle >0.000 Anzahl %-Wert 4,9 5,8 5,7 4,4 2,2 90%-Wert 6,7 7,5 7,9 6,5 3,5 %-Wert 1,1 2,8 3,3 1,3 0,5 Median 3,4 5,2 4,8 3,4 1,3 25%-Wert 1,6 4,1 3,6 1,7 0,9 Seite 32

17 Personalkosten 30 Euro/EW-CSB1/a Alle >0.000 Anzahl %-Wert 11,3 25,4 14,8 11,2 8,7 90%-Wert 19,8 28,7 20,0 14,3 9,7 %-Wert 4,4 6,9 6,9 5,4 2,4 Median 8,6 18,6,0 8,6 5,2 25%-Wert 6,1 8,7 7,9 6,4 3,8 Seite 33 Personalkosten in Abhängigkeit der Ausbaugröße R 2 = 0, Personalkosten [Euro/a] Seite 34

18 Zusammenfassung - Ergebnisse aufgrund des Benchmarkings Gesamtbetriebskosten von Anlagen : größer ~ 14 Euro zwischen.000 und Euro zwischen und.000 ~ 30 Euro Die mit der Anlagengröße sinkenden Betriebskosten stehen vor allem mit den spezifisch niedrigeren Personalkosten von großen Anlagen im Zusammenhang Bei den Kosten von Leistungen durch Dritte, den sonstigen Kosten sowie den Material- und Stoffkosten ist die Verringerung der spez. Kosten mit steigender Kläranlagengröße von untergeordneter Bedeutung Die Anlagengröße und die Auslastung der Anlage sind wesentlichen Faktoren in Bezug auf die Betriebskostenin Bezug auf die Betriebskosten Der überwiegende Anteil (60 %) der Betriebskosten ist von der Schmutzfracht unabhängig Je höher die durchschnittliche Schmutzfracht einer Anlage, umso niedriger die spezifischen Kosten Seite 35 Einsparungen in der Praxis Material- und Stoffkosten Reststoffentsorgung Energiekosten Seite 36

19 Material- und Stoffkosten und anteilige Fällmittelkosten Energie 16% Material- & Stoffkosten 11% Kondi.-Mittel, Chemikalien, andere Material & Stoffkosten 7% Fällmittel 4% Reststoffe 15% Sonstige 6% Leistungen Dritter 8% Personal 45% Fällmittel Material- und Anteil Fällmittelkosten kosten Stoffkosten an Mat.&Stoffkosten Euro/EW-CSB1 Anzahl Alle 0,67 2,08 35% 80 <.000 0,64 2,98 40% ,80 2,23 33% ,74 2,08 36% 44 > ,54 1,81 28% 18 Seite 37 Praxisbeispiel 1: Fällmittelkostenverhandlungen Im Extremfall betrugen bei einer Anlage die Material- und Stoffkosten 26 % der Betriebskosten (Fällmittelkosten betrugen 14 % der Gesamtbetriebskosten. Aufgrund der Ergebnisse des Benchmark-Vergleiches wurde ein etwas anderes Produkt zu deutlich niedrigeren Preisen ausverhandelt Fällmittelkosten nunmehr 5 % der Betriebskosten Reststoffkosten 15% Sonstige Kosten % Chemikalien, Kondi.-Mittel 12% Fällmittel 14% 16% % 9% 5% Energiekosten 12% Leistungen Dritter 3% Personalkosten 34% 13% 5% 42% Seite 38

20 Energiekostenanteil und Einflussfaktoren Energieverbrauch Bezugspreis je kwh Eigenstromabdeckung Energie 16% Material- & Stoffkosten 11% Reststoffe 15% Personal 45% Sonstige 6% Leistungen Dritter 8% Seite 39 Praxisbeispiel 2: Energieeffizienz durch neues Regelungskonzept Notwendigkeit der Erneuerung der Gebläsestationen Beim Benchmarking-Forschungsprojekt und Forschungsprojekt Energieoptimierung von Kläranlagen wurde hoher Energieverbrauch festgestellt Abwasserverband Amstetten nahm dies zum Anlass, nicht nur die Gebläse zu erneuern, sondern das gesamte MSR-Konzept der Sauerstoffzufuhr überarbeiten zu lassen. Seite 40

21 Änderungen, Investitionen und deren Kosten Erneuerung von 13 Drehkolbengebläsen (32 kw) inklusive Gebläsehaus über den Belebungsbecken acht Sauerstoffsonden zwei BHKWs Verfahrenstechnische Änderungen Außerbetriebnahme der direkt gekoppelten Gasmotoren Außerbetriebnahme der vier Rezirkulationspumpen Ausstattung der Stufe C mit verstopfungsfreien Belüftern und Rührwerken Ausbaukapazität von auf angehoben Die Kosten der beschriebenen Maßnahmen betrugen insgesamt 1,5 Mio. Euro. bei 20 jährigen Lebensdauer Euro jährliche Abschreibung Seite 41 Energieverbrauch und Zukauf in den Jahren 1999, 2003 bis Kläranlage kwh/d Biologie kwh/d el. Energieäquivalent Gasmotor kwh/d BHKW kwh/d Energieverbrauch 1) kwh/d erforderlicher Zukauf 2) kwh/d EW-CSB Energieverbrauch/EW kwh/ew/a erforderlicher Zukauf/EW kwh/ew/a Reduktion um 16 kwh/ew/a * EW-CSB1 = kwh/a * 0,1 Euro/kWh ~ Euro/a Seite 42

22 Praxisbeispiel 3: Verringerung des Energieverbrauches Verringerung des Energieverbrauches durch diverse Einsparungsmaßnahmen trotz steigender Belastung Energieverbrauch [kwh/d] EW-CSB spez. Energieverbrauch [kwh/ew-csb1/a] Verringerung des spez. Energieverbrauches um 3 kwh/ew-csb1/a entspricht bei Einwohnerwerten und Cent je kwh einem Gesamtbetrag von Euro/Jahr. Seite 43 Praxisbeispiel 4: Steigerung des Zulaufpumpenwirkungsgrades Abweichung des Wirkungsgrades der Zulaufpumpwerkes im Vergleich zur Prozess-Benchmark. Ursache: Saugseite ist bei der Unterwasserpumpen eine gleichlaufende Strömung entstanden Ziel el Arbeit PW kwh/a el Arbeit PW kwh/m3 0,0398 0,0369 0,0322 0,0288 Wirkungsgrad % Einsparung kwh/m3 0,0029 0,0076 0,01 Einsparung kwh/a Einsparung /a Maßnahmen: Betonausschnitt (rund Euro) und Erneuerung einer von drei alten Pumpen ( Euro) Seite 44

23 Seite 45 Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Kontaktadresse A-20 Wien Obere Augartenstr. 18A/5/1 Tel.: Fax: Mobil: E lindtner@k2w.at Seite 46