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Wirtschaftliche Parameter für die Auslegung von Energiesystemen

Für die Planung und Optimierung von Energiesystemen ist die Wirtschaftlichkeit eine zentrale Größe. Zur Beurteilung der Wirtschaftlichkeit wird häufig der Kapitalwert herangezogen und zwischen verschiedenen Systemen verglichen. Zur Bestimmung des Kapitalwerts werden Angaben zu den Investitionskosten, Wartungskosten und Lebensdauern der Anlagen benötigt.

Investitionskosten von Energiesystem-Technologien

In der nachfolgenden Tabelle sind die Investitionskosten für unterschiedliche Technologien aufgelistet. Es sei darauf hingewiesen, dass Investitionskosten nicht pauschal beziffert werden können, da diese stark von der Anlagengröße sowie anderen Einflussfaktoren abhängen. Die Werte in der Tabelle sind daher nur als grobe Anhaltspunkte zu verstehen.

Tabelle 1: Investitionskosten
Technologie Investition
Blockheizkraftwerk 1200 €/kWel
Kessel 120 €/kWth
Elektro-Heizstab, -kessel 80 €/kWth
Absorptionskältemaschine 750 €/kWth
Kompressionskältemaschine 1000 €/kWth
Elektrolyseur 2500 €/kWel
Wärme-/Kältespeicher 3€/l bis 35 €/m³ (stark größenabhängig)
Batterie 800 €/kWh
Wasserstoffspeicher 750 €/kWh
Photovoltaik 900 €/kWp
Windkraft 1000 €/kWel
Wasserkraft 1000 €/kWel
Brennstoffzelle 3000 €/kWel
Solarthermie 400 €/m²
Wärmepumpe 1000 €/kWel, 350 €/kWth
Geothermiesonde 1000 €/kWth (thermische Entzugsleistung)

Wartungskosten von Energiesystem-Technologien

Tabelle 2: Jährliche Wartungskosten (Anteil an Investition)
Technologie Wartungskosten Quelle
Blockheizkraftwerk 8 % VDI 2067
Kessel 3 % VDI 2067
Elektro-Heizstab, -kessel 3 % VDI 2067
Absorptionskältemaschine 3 % VDI 2067
Kompressionskältemaschine 3,5 % VDI 2067
Elektrolyseur 6 %
Wärme-/Kältespeicher 1 %
Batterie 1 %
Wasserstoffspeicher 2 %
Photovoltaik 1 %
Windkraft 1 %
Wasserkraft 1 %
Brennstoffzelle 6 %
Solarthermie 1,5 % VDI 2067
Wärmepumpe 2,5 % VDI 2067
Geothermiesonde 3 % VDI 2067
Bei der techno-ökonomischen Optimierung im nPro-Tool fließen die Investitionskosten, Wartungskosten sowie Lebensdauern der Anlagen mit in die Berechnung ein.

Lebensdauer von Energiesystem-Technologien

Tabelle 3: Kalkulatorische Lebensdauer
Technologie Lebensdauer in Jahren Quelle
Blockheizkraftwerk 15 VDI 2067
Kessel 20 VDI 2067
Elektro-Heizstab, -kessel 20 VDI 2067
Absorptionskältemaschine 18 VDI 2067
Kompressionskältemaschine 15 VDI 2067
Elektrolyseur 15
Wärme-/Kältespeicher 20
Batterie 10
Wasserstoffspeicher 18
Photovoltaik 20
Windkraft 20
Wasserkraft 40
Brennstoffzelle 15
Solarthermie 18 - 20 VDI 2067
Wärmepumpe 18 - 20 VDI 2067
Geothermiesonde 50 VDI 2067

Quellen

  1. VDI 2067: Wirtschaftlichkeit gebäudetechnischer Anlagen: Grundlagen und Kostenberechnung, 2012.
  2. Danish Energy Agendy and Energinet: Technology Data: Generation of Electricity and District heating. March 2022.
  3. Institut Wohnen und Umwelt GmbH: Energetische Kenngrößen für Heizungsanlagen im Bestand. 2002.
  4. Institut für Energie- und Umwelttechnik e.V. (IUTA): Ableitung von Kostenfunktionen für Komponenten der rationellen Energienutzung, 2002.
  5. Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V.: Kostenanalyse Wärmespeicher bis 10.000 l Speichergröße, 2016.

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