Neue Energieversorgungskonzepte mit betriebseigenen Kleinwandlern: Möglichkeiten, Probleme und Bedingungen der Entscheidung zur Eigenerzeugung elektrischer Energie bei Sachgüter- und Dienstleistungsproduktion
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
1993
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| Beschreibung: | Hohenheim, Univ., Diss. |
| Beschreibung: | XIX, 303 S. graph. Darst. |
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Inhaltsverzeichnis
Seite
Inhaltsverzeichnis II
Inhaltsübersicht III
Gliederung IV
Abbildungsverzeichnis XI
Verzeichnis der verwendeten Rechtsnormen
und Rechtsquellen XIV
Abkürzungsverzeichnis XVII
Ausführungen 1
Anhang 277
Literaturverzeichnis 280
III
Inhaltsübersicht
Seite
0 Problemstellung: Neue Energieversorgungskonzepte 0
1 Energie und Elektrizitätserzeugung mittels
betriebseigner Kleinwandler 7
1.1 Technisch betriebswirtschaftliche Grundlagen 7
1.2 Betriebswirtschaftlich orientierte Differenzierung
von Kleinwandlern 32
1.3 Stand und Potential des Kleinwandlereinsatzes
in der Bundesrepublik Deutschland 52
1.4 Praxis des betrieblichen Kleinwandlereinsatzes ... 66
2 Umfeld und Produktionsbedingungen für die
Eigenerzeugung elektrischer Energie 85
2.1 Umweltbeitrag betrieblicher Elektrizitätserzeu¬
gung mittels Kleinwandlern 85
2.2 Probleme von Umweltschutzinvestitionen 97
2.3 Betriebswirtschaftliche Aspekte 106
2.4 Rechtliche Rahmenbedingungen 115
3 Betriebliche Energiekonzepte aus unternehmens¬
politischer und strategischer Perspektive 144
3.1 Grundgedanken zur Planung betrieblicher
Energieversorgungssysteme 144
3.2 Strategische Rahmenplanung 153
3.3 Strategische Potentialplanung 155
4 Problemtypen der Elektrizitätsversorgung 194
4.1 Elektrizitätsbedarf und verbrauch 194
4.2 Determinanten des betrieblichen
Elektrizitätsbedarfes 207
4.3 Gestaltungs und Strategieansätze aus der
Bedarfsanalyse 233
4.4 Realisierungsprobleme 254
5 Fazit 273
IV
Gliederung
Seite
0 Problemstellung: Neue Energieversorgungskonzepte 1
1 Energie und Elektrizitätserzeugung mittels
betriebseigener Kleinwandler 7
1.1 Technisch betriebswirtschaftliche Grundlagen 7
1.1.1 Kleinwandler im Rahmen der betrieblichen
Energieversorgung 7
1.1.1.1 Definition Kleinwandler 7
1.1.1.2 Betriebliche Energie und
Elektrizitätsversorgung 9
1.1.1.3 Kleinwandler als Element
betrieblicher Energiekonzepte (BEK) 12
1.1.1.4 Betriebswirtschaftliche Aspekte ... 14
1.1.2 Betreiber von Kleinwandlern und
deren Ziele 18
1.1.2.1 Betriebe 18
1.1.2.2 Zielsysteme 20
1.1.2.2.1 Primär erwerbswirt¬
schaftliche Motivation 20
1.1.2.2.2 Primär nicht erwerbswirt¬
schaftliche Motivation 22
1.1.3 Implikationen des technischen Fortschritts. 24
1.1.3.1 Verfahrenstechnische Grundlagen ... 24
1.1.3.2 Entwicklungstendenzen 25
1.1.3.2.1 Verfahrensmodifikationen
und Innovationen 25
1.1.3.2.2 Automatisierung und
Wirkungsgraderhöhung 26
1.1.3.2.3 Scale up und Scale down . 27
1.1.3.3 ökonomische Implikationen 29
1.2 Betriebswirtschaftlich orientierte
Differenzierung von Kleinwandlern 32
1.2.1 Aufstellung einer Typologie 32
1.2.1.1 Kriterium I: Energieträgertyp . 32
1.2.1.2 Kriterium II: Art der
Leistungsabgabe 38
1.2.1.3 Kriterium III: Technisches
Leistungsvermögen 39
1.2.1.4 Kleinwandlertypologie 40
V
1.2.2 Einordnung von Kleinwandlern in
die Typologie 4 2
1.2.2.1 BHKW 42
1.2.3.2 Gasturbinen Anlagen 44
1.2.3.3 Windkraftwerke 45
1.2.3.4 Wasserkraftwerke 4 7
1.2.3.5 Brennstoffzellen und Batterien ... 49
1.2.3.6 Solarzellen 50
1.3 Stand und Potential des Kleinwandlereinsatzes
in der Bundesrepublik Deutschland 52
1.3.1 Stand und Entwicklung 52
1.3.2 Probleme der Potentialschätzung 58
1.3.2.1 Probleme der Potential¬
schätzung 58
1.3.2.2 Ansätze zur Potential¬
schätzung 61
1.4 Praxis des betrieblichen Kleinwandlereinsatzes ... 66
1.4.1 Empirische Erhebung 66
1.4.1.1 Literaturstudie 66
1.4.1.2 Betriebsbefragung 66
1.4.1.3 Kleinwandlereinsatz in den
befragten Betrieben 68
1.4.2 Initiative zum Kleinwandlereinsatz 71
1.4.3 Ziele des Kleinwandlereinsatzes 74
1.4.4 Personalbedarf von Kleinwandlern 75
1.4.5 Wirtschaftlichkeit 76
1.4.5.1 Methodik 76
1.4.5.2 Wirtschaftlichkeitsdaten des
Kleinwandlereinsatzes 78
1.4.6 Imagewirkungen 83
2 Umfeld und Produktionsbedingungen für die
Eigenerzeugung elektrischer Energie 85
2.1 Umweltbeitrag betrieblicher Elektrizitätserzeugung
mittels Kleinwandler 85
2.1.1 Konzepte zum Umweltbeitrag 86
2.1.1.1 Ressourcenkonzept 87
2.2.1.1.1 Betrieb des
Kleinwandlers 88
VI
2.2.1.1.2 Herstellung und
Installation 89
2.1.1.2 Schutzkonzept 92
2.2.1.2.1 Betrieb des
Kleinwandlers 93
2.2.1.2.2 Herstellung und
Installation 95
2.1.1.3 Zwischenergebnis: Umweltbeitrag
verschiedener Kleinwandlertypen — 96
2.2 Probleme von Umweltschutzinvestitionen 97
2.2.1 Einfaches Dilemma der Umweltschutz¬
investitionen 97
2.2.2 Doppeltes Dilemma der Umweltschutz¬
investitionen zur betrieblichen
Elektrizitätserzeugung 99
2.2.3 Auswege aus dem doppelten Dilemma 104
2.2.3.1 Ausgleichskonzepte 104
2.2.3.2 Positive Konzepte 105
2.3 Betriebswirtschaftliche Aspekte 106
2.3.1 Problem der Elektrizitätskosten 106
2.3.2 Problem wandelnder Energiebedarfe und
Energiebedarfsstrukturen 107
2.3.2.1 Veränderungen der betrieblichen
Energiebedarfes 107
2.3.2.2 Veränderungen der betrieblichen
Energiebedarfsstruktur 109
2.3.3 Problem der Kostenremanenz und eines
kurzfristigen Rationalisierungs
potentiales 110
2.3.3.1 Remanenz der Energiekosten im
Vergleich zu anderen Kostengruppen 110
2.3.3.2 Das Rationalisierungspotential
bei Energie und Elektrizitäts¬
kosten 111
2.3.3.3 Versteckte Energiekosten 112
2.4 Rechtliche Rahmenbedingungen 115
2.4.1 Bedingungen des Fremdbezuges und der
Eigenerzeugung elektrischer Energie
zum Betrieb von Kleinwandlern 115
2.4.1.1 Regelung der Eigenerzeugung 115
2.4.1.1.1 Energierechtliche
Regelungen 115
VII
2.4.1.1.2 Umweltrechtliche
Regelungen 118
2.4.1.2 Regelung des Fremdbezugs 119
2.4.1.2.1 Alternativen und
Formen des Fremdbezugs 120
2.4.1.2.2 Tarifbezug 124
2.4.1.2.3 Sonderabnehmer 126
2.4.1.2.3.1 Sonderabnehmer i.e.S.. 126
2.4.1.2.3.2 Spezielle
Sonderabnehmer 130
2.4.2 Änderungstendenzen der rechtlichen
Rahmenbedingungen und deren Implikationen. 135
2.4.2.1 Variabiltät und Dynamik
von Rechtsnormen 135
2.4.2.2 Materielle Norminhalte 136
2.4.2.2.1 Umweltschutzrecht 136
2.4.2.2.2 Förderungsraaßnahmen
der öffentlichen Hand 137
2.4.2.2.3 EG Recht und
Rosinentheorie 139
2.4.2.2.4 Auslaufen von Konzessions¬
verträgen 142
3 Betriebliche Energiekonzepte aus unternehmens¬
politischer und strategischer Perspektive 144
3.1 Grundgedanken zur Planung betrieblicher Energie¬
konzepte 144
3.1.1 Planungsbegriff 145
3.1.2 Ansätze zum Planungsablauf 146
3.1.2.1 Ansatz des technisch orientierten
Versorgungsdenkens 146
3.1.2.2 Betriebswirtschaftliche Ansätze 146
3.1.3 Entscheidungs und Planungsebenen von BEK ... 147
3.1.3.1 Problematisierung der Literatur¬
ansätze der Planungsdekomposition ... 147
3.1.3.2 Ein problemadäquater Dekomposi
tionsansatz 150
3.2 Strategische Rahmenplanung 153
3.2.1 Ziele und Inhalte der strategischen
Rahmenplanung 153
3.2.2 Anforderungen und Gestaltungsformen
strategischer Rahmenrichtlinien 154
VIII
3.3 Strategische Potentialplanung 155
3.3.1 Gestaltungsumfang auf strategischer Ebene ... 155
3.3.1.1 Singuläre Konzepte 156
3.3.1.2 Simultane Konzepte 159
3.3.1.2.1 A+V Konzepte 160
3.3.1.2.2 R+V Konzepte 161
3.3.1.2.3 P+V Konzepte 165
3.3.1.2.4 Implikationen simultaner
Konzepte 166
3.3.1.3 Kombinationskonzepte 167
3.3.1.4 Zwischenergebnis 168
3.3.2 Realisationstrategien 169
3.3.2.1 Autonome Strategien 170
3.3.2.2 Kooperative Strategien 171
3.3.2.3 Zwischenergebnis: Strategisches
Realisationsdilemma 174
3.3.3 Eigenerzeugung als strategische
Alternative 176
3.3.3.1 Gesicherte Elektrizitätsversorgung
als kritischer Erfolgsfaktor 176
3.3.3.2 Strategische Charakteristika
und Ziele 177
3.3.3.3 Strategisches Risiko 178
3.3.3.3.1 Grundgedanken zum
strategischen Risiko 178
3.3.3.3.2 Strategische Position des
Betriebes 183
3.3.3.3.3 Literaturansätze zur Bestimmung
des immanenten Risikos einzel¬
ner SGE 184
3.3.3.3.4 Strategisches Risiko bei
Rückwärtsintegration 186
3.3.3.3.4.1 Absatzrisiko 187
3.3.3.3.4.2 Erzeugungsrisiko 188
3.3.3.3.4.3 Beschaffungsrisiko 189
3.3.3.4 Zwischenergebnis: Strategische Lücke
und das spezielle Risiko der
Elektrizitätseigenerzeugung 192
IX
4 Taktische Potentialplanung:
Problemtypen der Elektrizitätsversorgung 194
4.1 Elektrizitätsbedarf und Elektrizitätsverbrauch 194
4.1.1 Elektrizitätsbedarf 194
4.1.2 Elektrizitätsverbrauch 195
4.1.3 Elektrizitäts und Nutzenergiebedarf 197
4.1.4 Qualitätsaspekte des Elektrizitätsbedarfes .. 199
4.1.4.1 Spannungshöhe 199
4.1.4.2 Lieferkontinuität 201
4.1.5 Zeitaspekte des Elektrizitätsbedarfes 203
4.1.5.1 Jahresbenutzungsdauer 203
4.1.5.2 Erzeugungsseitige Benutzungsdauer... 205
4.2 Determinanten des betrieblichen
Elektrizitätsbedarfes 207
4.2.1 Betriebliche Leistungserstellung 207
4.2.1.1 Funktionalbereich Produktion 207
4.2.1.1.1 Beeinflußbare Determinanten ... 207
4.2.1.1.2 Nicht beeinflußbare
Determinanten 209
4.2.1.1.3 Spezialfall: Elektrizi¬
tätsintensive Branchen 210
4.2.1.2 Determinanten anderer Funktional¬
bereiche 213
4.2.2 Unterteilung nach Anwendungsbereichen 214
4.2.2.1 Krafterzeugung 215
4.2.2.2 Härmeerzeugung 216
4.2.2.3 Kälteerzeugung und Klimaregelung ... 220
4.2.2.3 Originärer Anwendungsbereich 220
4.2.3 Zwischenergebnis: Problemtypen der
Energie und Elektrizitätsversorgung 223
4.2.3.1 Problemtyp I: Elektrizitive
Produktionen 224
4.2.3.2 Problemtyp II: Eigenerzeuger von
Nutzenergie 226
4.2.3.3 Problemtyp III: Äquivalente
Zeit und Hengenstrukturen 231
4.3 Gestaltungs und Strategieansätze aus der
Bedarfsanalyse 233
4.3.1 Taktische Gestaltungsdimensionen 233
4.3.2 Erste Teilaufgabe: Definition des bedarfs
seitigen Gestaltungsbereiches 233
X
4.3.2.1 Spektrum alternativer
Gestaltungsbereiche 234
4.3.2.1.1 Minimaler und maximaler Gestal¬
tungsbereich sowie Vollständig¬
keit des Energiekonzeptes 234
4.3.2.1.2 Abgrenzung der Gestaltungs¬
bereiche 234
4.3.2.1.3 Probleme der Bestimmung von
Gestaltungsbereichen 235
4.3.2.2 Identifizierung konkreter
Gestaltungsbereiche
Internal Scanning 238
4.3.2.3 Definition konkreter Gestaltungs¬
bereiche 239
4.3.3 Zweite Teilaufgabe: Taktische
Dimensionierung 240
4.3.3.1 Umfang der Nutzenergiebedarfsdeckung. 240
4.3.3.2 Taktische Dimensionierung l.e.S 241
4.3.3.3 Spektrum taktischer Dimensionierungs
alternativen 246
4.4 Realisationsprobleme 254
4.4.1 Finanzwirtschaftliche Realisierung 254
4.4.1.1 Traditionelle Fremdfinanzierung 255
4.4.1.2 Sonderfinanzierungen und Financial
Engineering 257
4.4.1.2.1 Anwendungszwecke und
bereiche 257
4.4.1.2.2 Öffentliche Programmdarlehen
und Bürgschaften 258
4.4.1.2.3 Leasing 259
4.4.1.2.4 Klassische Projektfinanzierung. 260
4.4.1.2.5 BOT Modelle 264
4.4.2 Implementierung der Energiekonzepte 265
4.4.2.1 Implementierungsphasen 266
4.4.2.2 Organisatorische Alternativen 266
4.4.2.2.1 Abteilung Energiemanagement 267
4.4.2.2.2 Projektmanagement 269
4.4.2.2.3 Ausschuß Energieversorgung .. 271
4.4.2.2.4 Stabsstelle 272
4.4.2.2.5 Energiebeauftragter 272
5 Fazit: ProfItabilität der Elektrizitätseigenerzeugung
ein Widerspruch zur Tendenz der Komplexitäts¬
und Fertigungstiefenverringerung ? 273
XI
Abbildungsverzeichnis
Abb. Titel Seite
1 Transformationsstufen der
Elekrizitätserzeugung 24
2 Ökonomisch orientierte
Energieträgerdifferenzierung 33
3 Kleinwandlertypologie 41
4 Leistungsprofil für ein standardi¬
siertes BHKW 41
5 Leistungsprofile von BHKW 43
6 Leistungsprofile von Gasturbinen 45
7 Leistungsprofile von Windenergie
kraftwerKe 47
8 Leistungsprofile von Wasserkraftwerken 48
9 Kostenverläufe von Brennstoffzellen
nach Blomen 50
10 Leistungsprofile von Brennstoffzellen. 50
11 Leistungsprofile von Solarzellen 51
12 Beschäftigte in den befragten
Betrieben 62
13 Einordnung der Kleinwandler in den
befragten Betrieben in die Klein¬
wandlertypologie 69
14 Investitionsausgaben pro kW in
Abhängigkeit von der installierten
Leistung 70
15 Durchschnittliche Amortisationszeiten
von Kleinwandlern nach Einsatz in
Sektoren 79
16 Durchschnittliche Amortisationszeiten
von Kleinwandlern nach Kriterium I
und II 80
17 Durchschnittliche Amortisationszeiten
von Kleinwandler nach Größenklassen .. 81
XII
Seite
18 Ãœbersicht Umweltbelastungen 93
19 Prinzipielle Möglichkeiten des Fremd¬
bezuges elektrischer Energie nach dem
Kriterium des Transportes 121
20 Fremdbezug nach dem Kriterium der
Bezugskontinuität 122
21 Idealtypischer Ablauf des Planungs¬
prozesses betrieblicher
Energiekonzepte 152
22 Inhalte der strategischen Rahmen¬
planung und strategischen Potential¬
planung 157
23 Anforderungsprofil an Kleinwandler
im Rahmen von R+V Konzepten 165
24 Charakteristika alternativer
strategischer Gestaltungsumfänge 169
25 SGE Elektrizitätserzeugung11 im
Marktattraktivitäts Wettbewerbs
vorteils Portfolio 183
26 Zusammenhang zwischen Spezialität
und Absatzrisiko 187
27 Betriebliches Beschaffungsrisiko 190
28 Tagesganglinie 196
29 Tagesdauerlinie 196
30 Industrieller Stromverbrauch 1988 .... 210
31 Industrieller Stromverbrauch 1988
nach Branchen 211
32 Eigenerzeugungsprofil eines
Bespielbetriebes 228
33 Eigenerzeugungsprofile Betriebe
Gruppe 1 229
34 Eigenerzeugungsprofile Betriebe
Gruppe 2 229
35 Eigenerzeugungsprofile Betriebe
Gruppe 3 229
36 Taktische Dimensionierungs
alternativen 246
XIII
Seite
37 Beispiel für ein multivalentes
Überschußkonzept 249
38 Taktische Dimensionierung
in den befragten Betrieben 250
39 Traditionelle Fremdfinanzierung durch
langfristigen Kredit 255
40 Programmdarlehen 259
41 Leasing 260
42 Klassische Projektfinanzierung 262
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