Dialogforum Energieeffizienz Hohe Rendite und sichere durch Finanzierung von Energieeffizienzmaßnahmen In der Produktion Beitrag der Produktionstechnologien Dr. Ing. S. Stender
EEP-Studie Energieeffizienz in Deutschland 2. Dialogforum Energieeffizienz 100% 80% 60% 40% 20% 0% Auftraggeber 43 Studien 72 Studien 61 Studien 10% 10% 16% 20% 10% 7% 7% 15% 16% 80% 60% 48% Verkehr Industrie Gebäude Auswertung von über 176 Studien und 84 Veröffentlichungen Zeitraum: 2005 2012 Industrie: ab 2008 Gebäude: ab 2005 Verkehr: ab 2006 Anwenderseitige Energieeffizienz- Analyse (Gebäude, Industrie, Verkehr) Sonstige Unabhängige Forschungseinrichtungen NGO / NPO Privatwirtschaft Öffentliche Hand Hauptauftraggeber: öffentliche Hand, Privatwirtschaft, NGO/NPO und Forschungseinrichtungen 2
Die Energiewende in Deutschland Index 1990 = 100 160 140 120 100 (CAGR) 1990 2010: Energieproduktivität: + 1,8 % p.a. Bruttoinlandsprodukt: + 1,4 % p.a. 147 133 90,7 2. Dialogforum Energieeffizienz Energieproduktivität: + 47% absolute Einsparungen des Primärenergieverbrauchs: - 9 % seit 1990 80 60 Primärenergieverbrauch: - 0,3 % p.a. CO2-Ausstoß: - 1,1 %p.a. 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 79,6 [vgl. BMWi 2011] Makroökonomischer Trend [vgl. BMWi 2013; RWE 2012] Können Energieverbrauch und Wachstum entkoppelt werden? 3
Industrie Energieverwendung: Wärme dominiert! 21,7% 1,4% 1,3% 1,5% 74,2% Wärmeanwendungen Kälteanwendungen mechanische Energie IKT Beleuchtung Endenergieverbrauch nach Anwendungsbereichen 2010 [vgl. AGEB 2011] 3,3% 3,5% 4,1% 4,5% 4,6% 4,7% 8,0% 0,9% 3,3% 22,1% 15,3% 8,1% 8,1% 9,6% Endenergieverbrauch nach Branchen [vgl. AGEB 2011] Metallerzeugung Grunstoffchemie Papiergewerbe Ernährung und Tabak Verarbeitung von Steine und Erden sonst. Verarbeitendes Gewerbe Fahrzeugbau Metallbearbeitung NE-Metalle, -gießereien sonst. chemische Industrie Glas u. Keramik Gummi- u. Kunstoffindustrie Maschinebau Gewinnung von Steinen/ Erden Wärmeanwendungen dominieren mit 74 %, gefolgt von mechanischer Energie mit rund 22 % 66 % des Endenergieverbrauchs durch energieintensive Industrie dominiert: Metallerzeugung Grundstoffchemie Papiergewerbe Ernährung und Tabak Verarbeitung von Steinen und Erden Glas und Keramik Einsatz branchenspezifischer Technologien bestimmt Wärmeanwendungen 4
Industrie Stromverbrauch und Einsparpotenziale von Querschnittstechnologien Industrie mit rund 40 % größter Stromnachfrager in Deutschland Über 72 % des Stromverbrauchs durch Querschnittstechnologien Stromverbrauch wird von Motoranwendungen dominiert 87 % des gesamten elektr. Einsparpotenzials entfällt auf Querschnittsanwendungen Andere Motoranwendungen 35% Beleuchtung 5% Prozesstechnologie 27% Wirtschaftliches Einsparpotenzial [PJ] Maßnahmenpaket 2020 2030 Übrige Motorsysteme 38,6 56,5 Pumpensysteme 26,9 33,6 Druckluft 23,0 27,1 Pumpen 12% Motor Anwendungen Ventilatoren 10% Druckluft 8% Kälteerzeugung 3% Nicht-Motor Anwendungen Querschnittstechnologien Lüftungssysteme 22,6 28,6 Beleuchtung 12,4 15,1 Elektromotoren 8,1 15,8 Kältebereitstellung 5,2 6,4 Gas-Brennwertkessel n.a. n.a. Summe 136,8 183,1 Gesamtpotenzial 160 226,8 Stromverbrauch der Industrie nach Anwendungsgebieten [vgl. Fleiter 2008] Stromeinsparpotenzial durch Querschnittstechnologien in der Industrie [vgl. Pehnt et al. 2011] Motoranwendung besitzen größtes Potenzial 5
Industrie - Einsparpotenziale bis 2020 / 2030 2. Dialogforum Energieeffizienz 2020 Einsparpotenzial [PJ] 2030 Einsparpotenzial [PJ] 300 250 200 150 100 50 0 73,0 109,0 6,3 60,3 100,8 51,0 51,0 265,0 Strom Ziele Bundesregierung Brennstoff Ziel Bundesregierung Reales Potenzial zusätzliches wirtschaftliches Potenzial zusätzliches technisches Potenzial Strom 600 500 400 300 200 100 0 160 Ziel Bundesregierung 190,6 Restliche Industrie Energieintensive Industrie Einsparpotenziale vs. ziele der Industrie bis 2020 [vgl. BMWi 2010 c; Schlomann et al. 2011] 11,5 150,0 86,6 73,0 160,0 92,3 488,0 Strom Ziele Bundesregierung Brennstoff Ziele Bundesregierung Reales Potenzial Bundesregierung Strom zusätzliches wirtschaftliches Potenzial zusätzliches technisches Potenzial 223 190,4 Bundesregierung Brennstoff Energieintensive Industrie Einsparpotenziale vs. ziele der Industrie bis 2030 [vgl. BMWi 2010 c; Schlomann et al. 2011] Industrie: Wärme dominiert! Einsparpotenziale bei Brennstofftechnologien deutlich geringer als bei Strom Zielerreichung nur mit Prozessinnovationen möglich! 6
Industrie Investitionsbewertung hemmt Effizienzmaßnahmen 4,4 Akzeptabler Amortisationszeitraum von Energieeffizienzmaßnahmen 41,8 35,2 6,6 12,1 Maximal ein Jahr Maximal drei Jahre Maximal fünf Jahre Länger als fünf Jahre Auch nichtwirtschaftliche Maßnahmen werden durchgeführt [vgl. Biebeler 2012] max 5 Jahre Methoden zur Investitionsentscheidung in Unternehmen Sonstige/ keine Angaben 15% Interne Verzinsung 14% Barwert- Methode 14% Amorti- sationszeit- Methode 57% Zwei von drei Unternehmen benutzen Amortisationszeit für Investitionsentscheidungen Dabei wird oftmals nur ein Zeitraum von maximal fünf Jahren akzeptiert Je höher die Amortisationszeit, je höher die Energieeinsparung Die übliche Industrie- Denke konterkariert Effizienzansatz / -ziele 7
Industrie: Investitions-Chance Energieeffizienz 2. Dialogforum Energieeffizienz Endenergieeinsparung in PJ 2500 2000 1500 1000 500 0 Bis 2020 2119 Bis 2030 2078 1076 1262 1077 632 Ziel Real Potential Ziel Real Potential Mrd. Euro 300 250 200 150 100 50 0 302 268 120 74 Investitionen Einsaparungen Investitionen Einsaparungen 2020 2030 Verkehr Industrie GHD Haushalte Verkehr Industrie GHD Haushalte Einsparziele, derzeitige Entwicklung und wirtschaftlich erschließbares Potenzial [vgl. Schlesinger et al. 2010; Pehnt et al. 2011] Investitionen vs. Einsparungen der Potenzialausschöpfung bis 2020 bzw. 2030 [vgl. Pehnt et al. 2011] Energieeffizienzziele können mit gegenwärtigen Maßnahmen nicht erreicht werden! Chance für Investoren: Enorme Rentabilität von Effizienzmaßnahmen im Sektor Industrie 8
Lösungsmöglichkeit 1: LCC / TCO Life cycle costing (LCC) / Total cost of ownership (TCO) 2. Dialogforum Energieeffizienz Quelle: erweitert nach: Wübbenhorst, K.,: Konzept der Lebenszykluskosten, 1984 Blanchard, Benjam: Design and manage to life cycle cost, 1978 Beispiel Werkzeugmaschinen: Durchschnittliche Nutzungszeit 15-20 Jahre Investkosten ca. 15% Laufende Kosten ca. 85% Häufigkeit der umgesetzten Maßnahmen in Unternehmen Kraft-Wärme(-Kälte)-Kopplung Rückgewinnung von Bewegungs- oder Prozesswärme Wärmearme Fügeverfahren Einsatz von Hocheffizienzpumpen Elektromotoren mit Drehzahlregelung Unternehmen, die TCO als Bewertungsmethode nutzen, setzen deutlich mehr Energieeffizienzmaßnahmen um Steuerungskonzept zur Abschaltung von Maschinen in Schwachlastzeiten 0% 20% 40% 60% 80% Betriebe mit TCO Betriebe ohne TCO Diffusion Kostenmodelle [vgl. Schröter et al. 2009] 9
Lösungsmöglichkeit 2: Total Energy Efficiency Management Systematischer Ansatz zur Analyse und Beurteilung der Energieverwendung in der Produktion und der Steigerung der Energieeffizienz 10
Lösungsmöglichkeit 3: von üblichen Contracting-Modellen Liefer -Contracting Performance-Contracting Contractor Betrieb Contractor Betrieb Performance- Versprechen Eigentum Nutzer Produktions System Nutzer Produktions System Ver-Ortung Ver-Ortung Contractor Eigentum Contractor Betrieb Nutzer Ver-Ortung Produktions System Nutzer Ver-Ortung Produktions System Waren - fluss Geldfluss, Variable Kosten Geldfluss, Finanzierungs- Kosten Finanzierungs-Contracting Betriebsführungs-Contracting 11
Lösungsmöglichkeit 3: zu neuen Formen des Contracting Contractor Partielles Performance- Contracting, + ext. Finanzierung Contractor Performance- Contracting mit Koppelprodukt Performance- Versprechen Nutzer Performance- Versprechen Eigentum Nutzer Ver-Ortung partielles Eigentum Produktions System Ver-Ortung Performance-Betrieb Koppelprodukt Nutzer Koppelprodukt Bank Crowding Third-Party Produktions System Auflösen und Neuorientierung tradierter Wertschöpfungsketten Differenzierung nach Ebenen / Skalierung Produktionsverbund, Lieferkette (supply chain) System, Produktionslinie, Nutzung nicht erschlossener Potenziale z.b. Koppelprodukte Baugruppen / Bauteile 12
Neuorientierung von Wertschöpfungsketten - Beispiele nschema 1. Heizungssystem zur Gebäudeheizung 2. Abluft-Wärmetauscher 3. AoHeat (Server) 4. Pufferspeicher 5. Fortluft 6. Frischluft 7. Zuluft 8. Abluft 9. Heizung 10. Warmwasser 11. Photovoltaik (optional) 12. Gebäude mit wärmegedämmter Außenhülle 13. Sommer-ByPass Industriepark Hoechst FR-online.de ORC Niedrig-Temperatur Wärmegewnnung 13
Energieeffizienzmaßnahmen in der Industrie: Finanzierungsbedarf und Geldanlage ergänzen sich Initiative Energieeffizienz Investments Bildnachweis: goldax.de 479636_R_K_B_by_Peter-Kirchhoff_pixelio.de Bildnachweis: Ameritrade 14
Fazit 2. Dialogforum Energieeffizienz Industrie: zum Erreichen der Energieeffizienzziele reichen gegenwärtige Anstrengungen nicht aus Industrie agiert kurzfristig, Effizienzpotenziale bleiben ungenutzt Effizienzpotenziale bieten hohe und sichere Rendite für Anleger 15 Bildnachweis: 479286_R_by_Grey59_pixelio.de