Entscheidungshilfe für die Kostenschlüsselung bei Kraft-Wärme-Kopplung

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​Schnell gelesen:

Zur Berechnung der Gestehungskosten von Strom und Wärme aus einer gemeinsamen Erzeugungsanlage ist eine verbindliche Zuordnung
der gemeinsamen Kosten, wie zum Beispiel für die Primärenergierohstoffe, notwendig. Klare rechtliche oder wissenschaftliche
Vorgaben dazu gibt es nicht; es muss der Einzelfall geprüft werden. Für die Zuordnung existieren verschiedene Methoden, die mitunter zu unterschiedlichen Kosten der Endprodukte führen können. Wir stellen die gängigen Methoden insbesondere bei der
Berechnung der Fernwärmepreisgleitklausel sowie eine Methode für eine optimierte Steuerung der Sparten Wärme und Strom als Entscheidungshilfe vor.

​Hintergrund

Im Fall der Kraft-Wärme-Kopplung vermischen sich die Erlöse
aus Strom- und Wärmeverkäufen zu einem Gesamterlös; dem gegenüber steht unter anderem ein großer gemeinsamer Kostenanteil (Gemeinkosten) für den Anlagenbetrieb. Die meisten Energieversorger trennen bilanziell die Sparten Strom und Wärme, da sich auch die beiden Märkte unabhängig voneinander entwickeln, was insbesondere in den letzten Jahren deutlich wurde. Um das wirtschaftliche Ergebnis
der jeweiligen Sparte zu ermitteln und ein Unternehmen steuern zu können, ist es daher nötig, die Gestehungskosten der beiden Produkte getrennt voneinander zu berechnen. Typische Gemeinkosten sind beispielsweise Brennstoff-, Personal-, und Wartungskosten. Der gemeinsame Kostenanteil muss daher auf die Endprodukte aufgeteilt werden. Zudem ist es für den Versorger auch von Interesse, welche Umsätze mit dem jeweiligen Produkt zu erzielen sind. Die Stromerlöse
sind marktbedingt oder durch das gesetzliche Förderregime bestimmt, und daher nur zu einem geringen Teil vom Versorger beeinflussbar. Die Fernwärmepreisbestimmung liegt im Rahmen der Vorgaben der AVB FernwärmeV beim Erzeuger. Daher ist es für die Ermittlung der Preishöhe und insbesondere der Preisgleitklausel in der Fernwärme notwendig, transparent und nachvollziehbar nur die auf die Wärme zugeteilten Kosten an den Endverbraucher weiterzugeben. Weder für
die Gestehungskostenkalkulation noch für die Ermittlung der
Preisgleitklausel gibt es eine eindeutig verursachungsgemäße
noch eine gesetzliche Vorgabe, wie die Gemeinkosten, Investitionen
oder Emissionen aufgeteilt werden müssen. Jedoch machen die Gemeinkosten meist den größten Kostenanteil einer KWK-Anlage aus, weshalb der Kostenaufteilung eine tragende Rolle zukommt.

 

Viele Versorger fragen sich daher, wie diese Kosten praktisch sinnvoll auf die Koppelprodukte verteilt werden können. In der Praxis haben sich verschiedene Methoden etabliert, die wie folgt gegliedert werden können:

 

  • Aufteilung nach anlagenspezifischen Wirkungsgradverhältnissen
    (IEA- oder Wirkungsgradmethode)
  • Aufteilung in Bezugnahme auf Referenzkraftwerke in ungekoppelter
    Strom- und Wärmeerzeugung (Finnische Methode,
    Substitutionsmethode)
  • Aufteilung nach physikalischen Gesichtspunkten (Exergiemethode)
  • Aufteilung nach ökonomischen Gesichtspunkten (Koppelproduktionsmethode)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Im Folgenden werden die Berechnungsgrundlagen der Methoden kurz aufgezeigt.

 

IEA-Methode

Die IEA-Methode wird von der Internationalen Energie Agentur
(International Energy Agency, IEA) zur Schlüsselung der CO2-
Emissionen bei KWK-Anlagen genutzt. Sie bewertet die Energieströme
Wärme und Strom nach ihrem Wirkungsgrad, anteilig am
Gesamtwirkungsgrad. Mit dieser Methode wird jede Kilowattstunde
erzeugter Energie, egal ob Strom oder Wärme, gleich bewertet. Unberücksichtigt bleibt dabei also der Mehrwert von Strom, sowohl aus wirtschaftlicher als auch physikalischer Sicht (Exergie).

 

Die Anteile der Wärme- bzw. Stromseite berechnen sich nach:

 

 

 

Wirkungsgradmethode

Die Wirkungsgradmethode ist der IEA-Methode sehr ähnlich. Einziger
Unterschied ist, dass die Kostenanteile aus dem Quotienten des jeweiligen Einzelwirkungsgrades der Erzeugung des anderen
Produktes zum Gesamtwirkungsgrad der KWK-Anlage abgeleitet
werden:

 

 

Finnische Methode

Die Finnische Methode legt zur Bewertung Referenzsysteme zugrunde.
In der KWK-Richtlinie 2004/8/EG ist darauf verwiesen, dass jeder

 

„KWK-Block [ ... ] mit der besten, im Jahr des Baus dieses KWK-Blocks
auf dem Markt erhältlichen und wirtschaftlich vertretbaren
Technologie für die getrennte Erzeugung von Wärme und Strom
verglichen”

 

wird. Somit ist gewährleistet, dass für den Vergleich mit der ungekoppelten Erzeugung die beste technische Lösung gewählt
wird und keine Überbewertung der Brennstoffeinsätze der KWK-Anlagen
stattfindet. Besonderheit der finnischen Methode ist die Berechnung der Primärenergieeinsparung (PEE). Diese wird zu gleichen Teilen den beiden Produkten Strom und Wärme angerechnet. Jedoch stellt sich in der Praxis die Wahl der Referenzwirkungsgrade als problematisch dar, da diese in weiten Bereichen streuen können und somit das Ergebnis stark beeinflussen.

 

Die Primärenergieeinsparung errechnet sich nach folgender Formel:

 

 

 

 

Im nächsten Schritt wird der prozentuale Anteil der Wärme (Strom)
an den Gemeinkosten ermittelt:

 

 

Substitutionsmethode

Bei der Substitutionsmethode wird zunächst der Brennstoffeinsatz
für den gesamten KWK-Prozess ermittelt. Vom gesamten
Brennstoffeinsatz wird genau diejenige Menge subtrahiert, die in
einem rein thermischen Referenzkraftwerk benötigt würde, um
die gleiche Menge thermischer Energie wie in der KWK-Anlage zu erzeugen. Der verbleibende Brennstoffeinsatz wird dem Strom
zugerechnet.

 

 

Verteilungsmethode anhand der Exergie

 Die Exergiemethode beurteilt die Wertigkeit der Güter Strom und
Wärme energetisch. Dabei werden diese nach ihrem Exergiegehalt
bewertet. Strom ist eine besonders hochwertige Energieform mit einem Exergieanteil von 100 Prozent. Die Arbeitsfähigkeit der Wärme dagegen wird durch den Umgebungszustand bestimmt. Für Fernwärme gilt, dass die im Heizwasser enthaltene Wärmeenergie nur solange genutzt werden kann, bis das Niveau der Umgebungstemperatur erreicht ist. Die Exergie im Heizwasser ergibt sich nach folgender Formel:

 

 

 

Die zur Berechnung nötige mittlere Heizwassertemperatur im Fernwärmenetz im Verhältnis zur Umgebungstemperatur bestimmt
damit das nutzbare Potenzial. Sie errechnet sich nach:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Der Anteil der Wärme (Strom) an den Gesamtkosten wird wie folgt ermittelt:

 

 

 

Restwertmethode

Im Vergleich zu allen anderen Methoden berücksichtigt die Restwertmethode keine technischen Parameter, sondern zieht ökonomische Aspekte in die Bewertung der Produkte mit ein. Das vorher
definierte Hauptprodukt wird anhand von Marktpreisen bewertet.
Abzüglich der Renditeerwartung und den direkt zuordenbaren
Einzelkosten des Hauptprodukts wird damit bestimmt, wie viele
Gemeinkosten das Hauptprodukt übernehmen kann. Dem Koppelprodukt werden dementsprechend alle verbleibenden Kosten
zugeteilt. Das Verhältnis der Kosten stellt damit das anzusetzende
Schlüsselungsverhältnis dar. Vorteil dieser Methode ist die klare
Zuordnung der Gemeinkosten nach wirtschaftlichen Aspekten.
Die Segmente Strom und Wärme erzielen, wenn buchhalterisch
getrennt betrachtet, eine angemessene Rendite, was zu einer ausgewogenen Bewertung der Endprodukte führt. Es ist gewährleistet,
dass die Wärmeseite nicht zu hohe Kosten trägt und damit
der Stromseite keinen unangemessenen hohen Gewinn beschert.

 

 

 

 

Fazit

Die Sinnhaftigkeit jeder der vorgestellten gängigen Methoden
sollte je nach Netz- und Erzeugerstruktur im Einzelfall überprüft
werden. Die Ergebnisse der Finnischen Methode und der Substitutionsmethode hängen zum Beispiel stark von der Wahl des jeweiligen Referenzwirkungsgrads ab. Es wird oft bemängelt, dass diese
Methoden somit zu wenig an die anlagenspezifischen Verhältnisse
gekoppelt sind. Die Aufteilung nach den anlagenspezifischen
Wirkungsgradverhältnissen ist leicht verständlich, und es müssen
im Vergleich zu den Referenzmethoden keine Annahmen getroffen
werden. Jedoch kann bei geringen elektrischen Wirkungsgraden
der Wärme (IEA) bzw. dem Strom (Wirkungsgradmethode)
ein überproportional hoher Kostenanteil zugeordnet werden. Die
Exergiemethode berücksichtigt zwar die physikalische Wertigkeit,
ist aber vergleichsweise aufwendig zu kalkulieren. Die physikalische
Wertigkeit spiegelt bei derzeitigen Marktverhältnissen am
Strommarkt zudem nicht die ökonomische Wertigkeit des Stroms
wider. Allen bisher genannten Methode ist gemein, dass keine
wirtschaftlichen Überlegungen in die Kostenaufteilung einfließen,
sondern die Aufteilung anhand technischer Parameter erfolgt.
Anders verhält es sich mit der Restwertmethode. Diese verteilt
die Kosten unter Berücksichtigung der konkreten Kostenstruktur
des Energieversorgers sowie anhand der jeweiligen Marktpreise.
Damit ist sie eine bewährte betriebswirtschaftliche Methode. Bei
Anwendung der Restwertmethode wird daher auch deutlich, welches
Produkt welchen Anteil am Unternehmenserfolg hat. Sie ermöglicht
so eine Optimierung der Wirtschaftlichkeit.


Aus Unternehmersicht sollte zunächst eine Analyse aller in Frage
kommenden Methoden durchgeführt werden, um eine für Kunden
und Versorger gleichermaßen faire Kostenverteilung zu ermöglichen.
Das Ziel bei der Auswahl der Schlüsselungsmethode ist, jeweils die auf den Anwendungsfall passende Methode auszuwählen. Nur so wird das wirtschaftliche Risiko bei der KWK Energiegewinnung reduziert und werden etwaige Optimierungspotenziale erkennbar.

Kontakt

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