Die gesellschaftlichen und politischen Bestrebungen zu einer nachhaltigen Energieversorgung wurden in den letzten Jahren immer stärker. Grund dafür sind die nachteiligen Umweltauswirkungen des Klimawandels und die zur Neige gehenden fossilen Rohstoffe. „Erneuerbare Energien“ ist das Schlagwort – sie sollen zukünftig die konventionellen Energieträger ersetzen. Eine besondere Rolle nimmt dabei die Energiegewinnung aus Biomasse ein, die insbesondere durch die Biogasproduktion eine vielversprechende Form der Energiegewinnung darstellt. Dabei liegen die ökonomischen und ökologischen Vorteile der Biogasproduktion auf der Hand: Für Planer, Produzenten, Errichter und Betreiber von Biogasanlagen bietet sich ein breites Betätigungsfeld. Insbesondere für die Landwirtschaft erschließen sich neue Einkommensquellen als „Energiewirt“ oder als Erzeuger von Energiepflanzen. Dabei trägt die Biogasproduktion zur Schonung der Rohstoffressourcen und einer dezentralen Energieversorgung bei.
Ziel dieser Fallstudie ist die Vorbereitung einer Investitionsentscheidung zwischen zwei sich gegenseitig ausschließenden Investitionsalternativen hinsichtlich landwirtschaftlicher Biogasanlagen. Der Landwirt als Investor steht dabei vor der Entscheidung, eine kleine 150 kW-Anlage zur ausschließlichen Vergärung von Gülle und Festmist aus der betriebseigenen Milchviehhaltung zu errichten, oder in eine größere 500 kW-Anlage, die zusätzlich den nachwachsenden Rohstoff (NawaRo) „Silomais“ mitvergärt, zu in-vestieren. Die Entscheidung im Sinne einer ökonomischen Bewertung soll mittels ausgewählter monetärer Investitionsrechenverfahren sowie einer nicht monetären Nutz-wertanalyse erfolgen.
Dem entsprechend soll im 2. Kapitel der Einstieg in das Thema durch eine allgemeine Erläuterung des Investitionsbegriffes und der Investitionsentscheidung erfolgen. Im 3. Kapitel sollen wichtige Grundkenntnisse über die Biogasentstehung und Funktionsweise einer Biogasanlage vermittelt werden. Darauf aufbauend sollen im 4. Kapitel die konkreten Biogas-Investitionsalternativen, die zur Biogasherstellung benötigten Substratmengen und die Anlagenplanungen auf der Basis von Herstellerangaben aufgezeigt werden. Dem sollen sich im 5. Kapitel Ertrags- und Erlösberechnungen und im 6. Kapitel Kostenschätzungen für die Errichtung und Betreibung der Biogasanlagen anschließen. Als Kern der Fallstudie sollen im 7. Kapitel statische und dynamische Investitions-rechnungen unter Sicherheit durchgeführt werden.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Investition
2.1 Begriff und Arten der Investition
2.2 Investitionsentscheidungen
2.3 Ziele des Investors
2.3.1 Monetäre Ziele
2.3.2 Nicht-monetäre Ziele
3 Energiegewinnung aus Biogas
3.1 Biogas im Kontext der erneuerbaren Energien
3.2 Nutzungsmöglichkeiten von Biogas
3.3 Entstehung und Eigenschaften von Biogas
3.4 Biomasse und Substrate
3.5 Funktionsweise einer landwirtschaftlichen Biogasanlage
4 Investitionsalternativen und Anlagendimensionierung
4.1 Ausgangssituation und Investitionsalternativen
4.2 Substrataufkommen
4.3 Anlagendimensionierungen
5 Ertrags- und Erlösermittlung
5.1 Biogas- und Methanausbeuten sowie Bruttoenergiemengen
5.2 Stromerträge und Erlöse für die Netzeinspeisung
5.3 Wärmeerträge und Kosteneinsparungen durch Wärmenutzung
5.4 Gärresterträge und Düngemittelerlöse
6 Kostenermittlung
6.1 Investitionskosten
6.2 Kapitalkosten
6.2.1 Kalkulatorische Abschreibungen
6.2.2 Kalkulatorische Zinsen
6.3 Betriebsgebundene Kosten
6.3.1 Wartung und Instandhaltung
6.3.2 Versicherung
6.3.3 Prozessenergiebedarf
6.3.4 Personalkosten
6.3.5 Sonstige Kosten
6.4 Verbrauchsgebundene Kosten
6.4.1 Substratkosten
6.4.2 Zündöl-Kosten
7 Investitionsrechnungen unter Sicherheit
7.1 Statische Investitionsrechnungen
7.1.1 Kostenvergleichsrechnung
7.1.2 Gewinnvergleichsrechnung
7.1.3 Rentabilitätsvergleichsrechnung
7.1.4 Statische Amortisationsrechnung
7.2 Dynamische Investitionsrechnung
7.2.1 Kapitalwertmethode
7.2.2 Interne Zinssatz-Methode
7.2.3 Annuitätenmethode
7.3 Erstes Zwischenfazit
8 Nutzwertanalyse
8.1 Verfahren
8.2 Zielkriterien
8.2.1 Monetäre Zielkriterien
8.2.2 Nicht-monetäre Zielkriterien
8.3 Zweites Zwischenfazit
9 Investitionsentscheidung unter Unsicherheit
9.1 Korrekturverfahren
9.2 Risikoanalyse
9.3 Sensitivitätsanalyse
9.3.1 Ermittlung unsicherer Inputgrößen
9.3.2 Ergebnis der Sensitivitätsanalyse
9.4 Drittes Zwischenfazit
10 Fazit
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Fallstudie untersucht die Wirtschaftlichkeit und Vorteilhaftigkeit zweier sich gegenseitig ausschließender Investitionsalternativen für landwirtschaftliche Biogasanlagen, um eine fundierte Entscheidungsgrundlage für einen landwirtschaftlichen Betrieb zu schaffen.
- Vergleich einer 150 kW-Anlage (reine Gülle-Vergärung) mit einer 500 kW-Anlage (Co-Vergärung mit Silomais).
- Durchführung monetärer Investitionsrechnungen (statische und dynamische Verfahren unter Sicherheit).
- Anwendung einer Nutzwertanalyse zur Berücksichtigung nicht-monetärer Zielkriterien.
- Untersuchung der Investitionsentscheidung unter Unsicherheit mittels Sensitivitätsanalyse.
Auszug aus dem Buch
3.3 Entstehung und Eigenschaften von Biogas
Biogas ist ein gasförmiger Energieträger und entsteht als Stoffwechselprodukt von Bakterien bei deren anaeroben Abbau von organischen Substanzen. Anaerob bedeutet, dass der Abbau der Substanzen unter Sauerstoffabschluss geschieht. An dem vierstufigen Abbauprozess, auch „Gärprozess“ oder „Vergärung“ genannt, sind unterschiedliche Bakteriengruppen beteiligt, die zunächst zur Hydrolyse, zur Versäuerung, dann zur Essigsäurebildung und schließlich zur Methanbildung beitragen. Dieses auf biologischem Wege gebildete Biogas ist demzufolge ein Gasgemisch, das neben Methan als Hauptbestandteil (50 – 75 %) aus mehreren chemischen Verbindungen besteht. Dazu gehören Kohlendioxid (25 – 45 %), Wasserdampf (2 – 7 %) und geringe Anteile von Sauerstoff, Stickstoff, Ammoniak und Schwefelwasserstoff.
Weil ausschließlich das Methan im Biogas Energie liefert, wird die Qualität des Biogases vor allem durch seinen Methangehalt bestimmt. Als Richtwert gilt, dass 1 m³ Methan einen Heizwert von 10 kWh besitzt. Der Methangehalt im Biogas schwankt und ist in erster Linie von den eingesetzten Substraten abhängig.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Diese Einleitung führt in die Relevanz der Biogasproduktion als nachhaltige Energieform ein und definiert das Ziel der Fallstudie, die optimale Investitionsentscheidung zwischen zwei Anlagengrößen zu treffen.
2 Investition: Das Kapitel erläutert grundlegende Begriffe, Arten von Investitionen sowie die Kriterien zur Festlegung monetärer und nicht-monetärer Investitionsziele für den landwirtschaftlichen Investor.
3 Energiegewinnung aus Biogas: Hier werden technische und biologische Grundlagen wie die Biogasentstehung, Substratarten und die Funktionsweise einer landwirtschaftlichen Biogasanlage vermittelt.
4 Investitionsalternativen und Anlagendimensionierung: Das Kapitel beschreibt die Ausgangslage des Betriebs und definiert die beiden Anlagenalternativen (150 kW vs. 500 kW) inklusive der methodischen Abstimmung der Anlagendimensionierung.
5 Ertrags- und Erlösermittlung: Hier werden die erwarteten Ausbringungsmengen (Strom, Wärme, Gärrest) und die daraus resultierenden Einnahmen basierend auf dem EEG und weiteren Absatzmöglichkeiten kalkuliert.
6 Kostenermittlung: Das Kapitel strukturiert alle anfallenden Kostenpunkte – unterteilt in fixe und variable Kosten – zur Vorbereitung der anschließenden Wirtschaftlichkeitsrechnungen.
7 Investitionsrechnungen unter Sicherheit: Durchführung statischer (Kosten-, Gewinn-, Rentabilitäts- und Amortisationsrechnung) sowie dynamischer (Kapitalwert, Interner Zins, Annuität) Investitionsrechenverfahren.
8 Nutzwertanalyse: Dieses Kapitel ergänzt die monetären Verfahren um eine Analyse nicht-monetärer Ziele durch eine mehrstufige Zielhierarchie und Punktetabelle.
9 Investitionsentscheidung unter Unsicherheit: Hier werden Risikobetrachtungen und eine Sensitivitätsanalyse durchgeführt, um die Stabilität der Investitionsentscheidung gegenüber schwankenden Inputgrößen zu testen.
10 Fazit: Das Fazit fasst die Ergebnisse zusammen und bestätigt die 500 kW-Anlage als sowohl relativ als auch absolut vorzugswürdige Investition.
Schlüsselwörter
Biogasanlage, Investitionsentscheidung, Investitionsrechnung, Nutzwertanalyse, Sensitivitätsanalyse, Erneuerbare Energien, Wirtschaftlichkeit, Co-Vergärung, Stromgestehungskosten, Kapitalwert, landwirtschaftlicher Betrieb, Substratmanagement, BHKW, Einspeisevergütung, Nachhaltigkeit.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der ökonomischen und strategischen Bewertung der Investition in eine landwirtschaftliche Biogasanlage. Dabei wird der Vergleich zwischen einer kleinen 150 kW-Anlage und einer größeren 500 kW-Anlage (Co-Vergärung) durchgeführt.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind Investitionstheorie, Biogastechnologie, betriebswirtschaftliche Kosten- und Erlösrechnung, sowie Methoden der Investitionsrechnung unter Sicherheit und Unsicherheit.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Das Ziel ist die Beantwortung der Frage, welche der beiden Investitionsalternativen (150 kW- vs. 500 kW-Anlage) unter Berücksichtigung monetärer und nicht-monetärer Ziele für den Investor die optimale Wahl darstellt.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt klassische statische und dynamische Investitionsrechenverfahren (wie Kapitalwertmethode, Annuitätenmethode, etc.), eine Nutzwertanalyse sowie eine Sensitivitätsanalyse zur Risikobetrachtung.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die technische Konzeption, die Ermittlung von Erträgen und Kosten, die Durchführung der Investitionsrechnungen, die Nutzwertanalyse und die Risikoanalyse unter Unsicherheit.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit ist charakterisiert durch Begriffe wie Investitionsentscheidung, Wirtschaftlichkeit, Biogastechnologie, Nutzwertanalyse und Sensitivitätsanalyse.
Warum wird die 500 kW-Anlage als vorteilhafter bewertet?
Trotz der höheren Investitionskosten erzielt die 500 kW-Anlage durch die Co-Vergärung von Silomais einen deutlich höheren Gesamtnutzen, bessere Rentabilitätswerte und erfüllt die definierten Investorenziele in höherem Maße.
Welche Rolle spielen die nicht-monetären Ziele?
Nicht-monetäre Ziele, wie die Laufzeitgarantie des BHKW, Klimabilanz und Prozeßstabilität, sind entscheidend für eine ganzheitliche Bewertung. Sie werden mittels Nutzwertanalyse quantifiziert und ergänzen die rein finanziellen Kalkulationen.
- Quote paper
- Anne-Cathrin Schöler (Author), 2011, Investitionsentscheidung Biogasanlage, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/187828
