Allokation auf einzelne Koppelprodukte

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  • Allokation auf einzelne Koppelprodukte

    Hallo liebe Community,

    ich muss zuerst einmal zugeben, dass ich noch recht frisch in dem Thema bin.
    Also verzeiht mir wenn ich mal etwas verdrehe oder ähnliches. :)

    Ich schreibe momentan eine wissenschaftliche Arbeit über Dampfgestehungskosten aus Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen.
    Ziel der Arbeit soll es auch sein, einen Dampfpreis für die Vermarktung der Eigenerzeugnisse zu berechnen und nicht willkürlich anzunehmen.

    Anlage:
    BHKW (2 Module, Erdgas)
    Abhitzekessel -> Dampf
    Motorkühlung -> Heißwasser
    Es werden sozusagen 3 Produkte her gestellt ( Strom, Wärme, Dampf)

    Als Grundlage sollen verschiedene Kostenverteilungsmethoden angewandt werden und verglichen werden.
    Unter anderem schwirrt mir da die Exergie-Methode im Kopf.
    Laut etlichen Quellen wird sie als genaue Methode bezeichnet, da sie auch thermodynamische Grundlagen berücksichtig. (Enthalpiegehalt)

    Ist diese Methode wirklich geeignet für meine Situation?
    Gibt es andere Berechnungsstandards?

    Die einfache Kostenverteilung der einzelnen Wirkungsgrade auf die Brennstoffkosten sehe ich als sehr schwammig.
    Sie soll aber trotzdem als Vergleich zur Verfügung stehen.

    Ich danke ich im Voraus für eure Mühen!

    VG, Stephan.

    Folgend nochmal ein Sankey zu Vorstellung der Bilanzen:

  • Moin Stephan,

    die Exergie-Methode ist wissenschaftlich zweifellos korrekt, führt aber m.E. betriebswirtschaftlich nicht immer zum richtigen Ergebnis - insbesondere dann, wenn dadurch der Strom womöglich höher bewertet wird als dem Marktpreis entspricht.

    Der Sinn einer betriebswirtschaftlichen Rechnung ist i.allg., den Nutzen verschiedener Handlungs-Alternativen zu bewerten, um anschließend die beste Alternative herauszufinden. Im vorliegenden Fall ist ja wohl die Alternative zur KWK-Anlage, stattdessen einen einfachen Wärmeerzeuger für Dampf und Niedertemperatur-Wärme zu installieren und den Strom extern zu beziehen. (Dampf und Wärme extern zu beziehen - z.B. von einem benachbarten Betrieb oder Industriepark - dürfte i.d.R. nicht möglich sein: Ansonsten müsste man auch diese Alternativen mit einbeziehen.)

    Wenn das mein Betrieb wäre, würde ich daher zunächst die Kosten für einen reinen Wärmeerzeuger denen für die KWK-Anlage gegenüber stellen. Die Mehrkosten der KWK-Anlage (i.W. anteilige AfA und Erdgaskosten, Mehraufwand bei der Wartung, abzüglich evtl. Einsparungen aus KWK-Förderung) sind zu 100% der Stromerzeugung zuzurechnen. Diese können dann verglichen werden mit dem Nutzenvorteil der Stromerzeugung, d.h. der Summe aus (eingesparten Kosten für Bezugsstrom abzüglich allfälliger Abgaben auf den selbst verbrauchten Strom + ggf. Vergütung für eingespeisten Strom). Dieser Ansatz rechnet alle Vor-und Nachteile der KWK-Stromerzeugung ausschließlich dem Strom zu. Ich halte das grundsätzlich für richtig, weil i.d.R. die Wärmeerzeugung aus Sicht des Betriebes "Pflicht" ist, die Stromerzeugung dagegen "Kür".

    Bei der Aufteilung der Kosten für die reine Wärmeerzeugung auf "Dampf" und "Wärme" ist die Exergie-Methode sicher angemessen.

    Wenn es nicht mehr um Alternativen geht, sondern nur noch um die Frage der "gerechten" Kostenaufteilung einer bereits existierenden Anlage, kann man stattdessen die Gesamtkosten um eine Gutschrift in Höhe des Strom-Nutzenvorteils vermindern und den Rest nach der Exergie-Methode auf "Dampf" und "Wärme" verteilen. Achtung: Die Gutschrift aus Einspeisevergütungen und Bezugsstrom-Einsparung vermindert sich um evtl. Abgaben auf den selbst verbrauchten Strom (z.B. EEG-Umlage) und erhöht sich um evtl. KWK-Förderung (z.B. Energiesteuer-Vergütung).

    Der letztgenannte Ansatz bedeutet natürlich, dass der gesamte Vorteil aus der Kraft-Wärme-Kopplung der Wärme zugerechnet wird. Will heißen: Wenn die Entscheidung für die KWK-Anlage wirtschaftlich richtig war, bedeutet die Gutschrift zum Teil eine Subventionierung von Dampf und Wärme. Bei einem energetisch diversifizierten Produktportfolio kann das dazu führen, dass "Dampf-intensive" Produkte oder Produktionsschritte dann laut Kostenrechnung zu günstig und "Strom-intensive" zu teuer erscheinen.

    Gruß, Sailor
    Viessmann Vitotwin 300-W (1 kWel, 6 kWth) seit 2012

    PV-Anlage 8,45 kWp (65 x Solarworld SW 130poly Ost/Süd/West, SMA 5000 TL und 3000) seit 2010

    Solarthermie 14 qm Flachkollektoren seit 2004 (Vorgänger 8 qm 1979-2003)

    Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von sailor773 ()

  • Hallo Sailor,

    erst einmal rechtherzlichen Dank für die guten Ansätze!

    sailor773 schrieb:

    der Strom womöglich höher bewertet wird als dem Marktpreis entspricht.
    Das ist mir bei den ersten Berechnungen auch aufgefallen. Wenn dies nicht so wäre, würde sich der Wert der gesamten Exergie verringern, da die Wärme- und Dampfexergie im Verhältnis zu den Stromgestehungskosten stehen.

    Exergie Dampf = h - h Umgebung - T Umgebung (s -s Umgebung ) => Dampfgestehungskosten = Exergie Dampf * Stromgestehungskosten


    sailor773 schrieb:

    Wenn es nicht mehr um Alternativen geht, sondern nur noch um die Frage der "gerechten" Kostenaufteilung einer bereits existierenden Anlage, kann man stattdessen die Gesamtkosten um eine Gutschrift in Höhe des Strom-Nutzenvorteils vermindern und den Rest nach der Exergie-Methode auf "Dampf" und "Wärme" verteilen. Achtung: Die Gutschrift aus Einspeisevergütungen und Bezugsstrom-Einsparung vermindert sich um evtl. Abgaben auf den selbst verbrauchten Strom (z.B. EEG-Umlage) und erhöht sich um evtl. KWK-Förderung (z.B. Energiesteuer-Vergütung).
    Wenn es nicht wirklich notwendig ist, möchte ich auch keine Alternativen mit einbringen. Die Anlage ist bereits im Betrieb und mir geht's nur um die gerechte Aufteilung, so wie du schon beschrieben hast.
    Die Gesamtkosten im Vorfeld durch die Höhe des Strom-Nutzenvorteils zu reduzieren halte ich für einen interessanten Ansatz. Wäre diese Berechnung dann Abhängig von einem Referenzwert (Marktbezug)?
  • Danny88 schrieb:

    Die Gesamtkosten im Vorfeld durch die Höhe des Strom-Nutzenvorteils zu reduzieren halte ich für einen interessanten Ansatz. Wäre diese Berechnung dann Abhängig von einem Referenzwert (Marktbezug)?
    Die eingesparten Kosten für Bezugsstrom (als wesentlicher Bestandteil des Nutzenvorteils), aber auch allfällige Einspeisevergütungen richten sich direkt nach den Marktgegebenheiten vor Ort.

    Der aus meiner Sicht eigentlich richtige Ansatz für die Kostenzuordnung einer existierenden Anlage wäre, alles nach Marktgegebenheiten zu bewerten: Dann würde man den Wert von Strom, Dampf und Wärme jeweils aus Marktpreis (EUR/MWh) mal erzeugter Energie (MWh) ermitteln und den Anteil des jeweiligen Energieträgers an der Summe der Marktwerte bestimmen. Die Gesamtkosten wären dann nach diesem Schlüssel aufzuteilen. Bei dieser Methode wird der wirtschaftliche (Kosten-)Vorteil der KWK-Anlage exakt entsprechend dem (Markt-)Wert der einzelnen Produkte verteilt, eine Quersubventionierung findet nicht statt.

    Das Problem dabei ist, dass a) Marktpreise für Dampf und Wärme in der Regel nicht verfügbar sind (außer diese Energieträger könnten vor Ort von Dritten bezogen werden), und b) die Marktpreise für eingespeisten und bezogenen Strom auch für industrielle Anbieter m.W. weit auseinander liegen. Jetzt könnte man natürlich für die fehlenden Marktpreise irgendwelche Mittelwerte ansetzen, beispielsweise indem man bei großen Industriepark-Betreibern den Dampfpreis erfragt oder für die (Heiz-)Wärme den Mittelwert der Fernwärmepreise aus den Energiedaten des BMWi (oder den Fernwärmepreis der nächsten Stadt) ansetzt. Aber ob beispielsweise der Dampfpreis für Abnehmer in Marl oder Frankfurt-Hoechst für die Kostenrechnung Deiner Anlage (die im Zweifel ganz woanders steht) von Belang sein sollte, halte ich für fraglich.

    Die von mir oben vorgeschlagenen Ansätze gehen dagegen eigentlich immer. Sie haben allerdings den Nachteil, dass der wirtschaftliche Vorteil der KWK-Anlage in beiden Fällen "ungerecht" aufgeteilt wird: Im ersten Ansatz kommt er zu 100% dem Strom zugute, beim zweiten Ansatz (Gutschrift) zu 100% der Wärme. Für zukünftige betriebliche Entscheidungen, die auf dieser Kostenrechnung aufbauen, muss man das einfach wissen.
    Viessmann Vitotwin 300-W (1 kWel, 6 kWth) seit 2012

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