Wirtschaftlichkeitsbetrachtung LEDs Handout_Sibylle Weiss_klein
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Wirtschaftlichkeitsbetrachtung – Einsatz von LEDs in der Straßenbeleuchtung Unternehmen • Seit 80 Jahren ein erfolgreiches und zukunftsorientiertes Familienunternehmen • ca. 400 Mitarbeiter • Ansässig im Bärental in Calw • Technologiegetriebenes Mechatronik Unternehmen • Umsatz 2010: 71 Millionen EURO 15.02.2011 Sibylle Weiss 2 Technologien • Schalter • Sensorik • Powermanagement • z.B. Beleuchtungslösungen in Küchen, Büros und der Straße 15.02.2011 Sibylle Weiss 3 Calw – Die Hermann Hesse Stadt „[... ]die schönste Stadt von allen aber, die ich kenne, ist Calw an der Nagold, ein kleines, altes, schwäbisches Schwarzwaldstädtchen.“ Hermann Hesse • Einwohner: circa 24.000 • Lage: Baden-Württemberg, 33 km westlich von Stuttgart • Heimatstadt des Literaturnobelpreisträger Hermann Hesse • Kur-und Klosterort im Schwarzwald Quelle:www.calw.de 15.02.2011 Sibylle Weiss 4 Gliederung 1. Bestandsaufnahme in Deutschland und Calw 2. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung einer LED Straßenleuchte 2.1 Kosten- und Nutzenanalyse einer LED Straßenleuchte 2.2 Kostenanalyse auf Basis eines LED Excel-Tools 2.3 Nutzwertanalyse verschiedener Leuchten Technologien 2.3.1 Kriterien und deren Gewichtung 2.3.2 Bewertung der Technologien 3. Fazit 15.02.2011 Sibylle Weiss 5 Gliederung 1. Bestandsaufnahme in Deutschland und Calw 2. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung einer LED Straßenleuchte 2.1 Kosten-und Nutzenanalyse einer LED Straßenleuchte 2.2 Kostenanalyse auf Basis eines LED Excel-Tools 2.3 Nutzwertanalyse verschiedener Leuchten Technologien 2.3.1 Kriterien und deren Gewichtung 2.3.2 Bewertung der Technologien 3. Fazit 15.02.2011 Sibylle Weiss 6 1. Bestandsaufnahme in Deutschland und Calw Deutschland Calw Laut EuP-Richtlinie dürfen ab 2015 keine Quecksilberdampfleuchten mehr in den Verkehr gebracht werden! 15.02.2011 Sibylle Weiss 7 Untersuchte Fragestellung LED-Straßenleuchten; eine wirtschaftliche Handlungsalternative für Quecksilberdampfleuchten? 15.02.2011 Sibylle Weiss 8 Gliederung 1. Bestandsaufnahme in Deutschland und Calw 2. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung einer LED Straßenleuchte 2.1 Kosten-und Nutzenanalyse einer LED Straßenleuchte 2.2 Kostenanalyse auf Basis eines LED Excel-Tools 2.3 Nutzwertanalyse verschiedener Leuchten Technologien 2.3.1 Kriterien und deren Gewichtung 2.3.2 Bewertung der Technologien 3. Fazit 15.02.2011 Sibylle Weiss 9 2.1 Kosten-Nutzenanalyse Definition: Die Kosten- Nutzenanalyse stellt den Nutzen und die Kosten einer Investition, eines Projektes oder einer bestimmten Tätigkeit gegenüber, um die Wirtschaftlichkeit zu prüfen und somit eine Entscheidungen zu unterstützen. Sie dient sowohl dazu, eine „Ja-Nein Entscheidung“ herbei zu führen, also auch verschiedene Alternativen miteinander zu vergleichen. Quelle: www.controlligportal.de • Zur Berechnung der Kosten wird die Kapitalwertmethode verwendet • Der Nutzen wird mittels Nutzwertanalyse erfasst 15.02.2011 Sibylle Weiss 10 2.1 Kosten-Nutzenanalyse Kostenanalyse: Nutzenanalyse: • • • Investitionskosten Betriebskosten – Stromkosten – Wartungskosten – Installations- und Personalkosten • Monetärer Nutzen z.B. Energieeinsparpotenzial der Beleuchtungsanlage Nicht monetärer Nutzen z.B. Lichtfarbe Die Investitions- und Betriebskosten können je nach Kommune variieren ! Ein Excel-Tool zur spezifischer Berechnung der Kosten, Einsparpotenzialen und der Amortisationsdauer von LED Straßenleuchten 15.02.2011 Sibylle Weiss 11 Gliederung 1. Bestandsaufnahme in Deutschland und Calw 2. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung einer LED Straßenleuchte 2.1 Kosten-und Nutzenanalyse einer LED Straßenleuchte 2.2 Kostenanalyse auf Basis eines LED Excel-Tools 2.3 Nutzwertanalyse verschiedener Leuchten Technologien 2.3.1 Kriterien und deren Gewichtung 2.3.2 Bewertung der Technologien 3. Fazit 15.02.2011 Sibylle Weiss 12 Exkurs: Kapitalwertmethode Fallbeispiel: Fiktives Zahlenbeispiel Zeitpunkt [Jahre] - Auszahlung -100K € -80K € -59,4K € -38,2K € -16,3K € 20K€ 20K € 20K € 20K € 20K € Diskontierungszinssatz 3% 3% 3% 3% 3% + Barwert 20*(1,03)^0 20 *(1,03)^1 20*(1,03)^2 20*(1,03)^3 20*(1,03)^4 = Kapitalwert -80K € -59,4K € -16,3K € +6,2K € Einsparung -38,2K € • Die Amortisationszeit beträgt in diesem Fall 4 Jahre • Bei einem positiven Kapitalwert wird die Investition befürwortet • Bei einem negativen Kapitalwert wir die Investition abgelehnt 15.02.2011 Sibylle Weiss 13 2.2 LED Excel-Tool Die Eingabemaske: LED-Tool =Eingabefelder Basisdaten Einsparpotenzial Leuchtmittel 1 Leuchtmittel Leistung der Leuchte inkl. VG Brenndauer Anzahl auszutauschender Leuchten Strompreis aktuell Strompreissteigerung CO2-Ausstoß Leuchtmittel 2 LED Einheit Watt h/p.a. Stück €/kWh %/p.a. kg/kWh 4.100 4,74% 0,57 Investitionskosten CO2-Ausstoß 0 t/p.a. 0 t/p.a. 0 t/p.a. 50 Amortisationsdauer der LEDs Amortisationsdauer 0 Jahre, 0 Monate Kosteneinsparpotenzial 1 Leuchtenkopf Preis Wartungskosten Wartungsfaktor Summe 0,0 Preis LED Wartungskosten LED Wartungsfaktor LED Summe 0 1,0 0,0 15.02.2011 LED Einsparpotenzial Energieeinsparung 0 kWh/p.a. 0 kWh/p.a. 0 kWh/p.a. Einheit XX Leuchtenköpfe 0,0 € 0,0 €/p.a. 0,0 0,0 € 0,0 0 0,0 1 Leuchtenkopf Einsparung Wartungskosten Einsparung Stromkosten Einsparung CO2-Austoß Einsparpotenzial 0,0 0 0 0,0 XX Leuchtenköpfe Einheit 0,0 €/p.a. 0,0 €/p.a. 0,0 €/p.a. 0,0 €/p.a. € €/p.a. € Sibylle Weiss 14 2.2 LED Excel-Tool Fallbeispiel: Straße in Calw mit der Beleuchtungsklasse S5 Tausch einer 80 Watt HQL-Leuchte gegen eine 40 Watt LED- Leuchte Ziel: Eine Amortisationszeit unter 8 Jahren Basisdaten Leuchtmittel Leistung der Leuchte inkl. VG Brenndauer Anzahl auszutauschender Leuchten Strompreis aktuell Strompreissteigerung CO2-Ausstoß Leuchtmittel 1 Leuchtmittel 2 Quecksilberdampf LED 80 40 4.100 200 0,22 4,74% 0,57 Einheit Watt h/p.a. Stück €/kWh %/p.a. kg/kWh Voreingestellt: Jährliche Brenndauer, Strompreissteigerung, CO2-Ausstoß 15.02.2011 Sibylle Weiss 15 2.2 LED Excel-Tool Fallbeispiel: Straße in Calw mit der Beleuchtungsklasse S5 Tausch einer 80 Watt HQL-Leuchte gegen eine 40 Watt LED- Leuchte: Investitionskosten Preis Quecksilberdampf Wartungskosten Quecksilberdampf Wartungsfaktor Quecksilberdampf Summe Preis LED Wartungskosten LED Wartungsfaktor LED Summe • 1 Leuchtenkopf 200 Leuchtenköpfe Einheit 46.000,0 € 230,0 7.000,0 €/p.a. 35,0 6,3 6,3 265,0 53.000,0 € 650,0 5,6 1,0 655,6 130.000,0 1.120,0 131.120,0 € €/p.a. € Der Wartungsfaktor beschreibt das Verhältnis des Auswechslungszyklus zwischen „Leuchtmittel 1“ und „Leuchtmittel 2“ 15.02.2011 Sibylle Weiss 16 2.2 LED Excel-Tool Fallbeispiel: Straße in Calw mit der Beleuchtungsklasse S5 Tausch einer 80 Watt HQL-Leuchte gegen eine 40 Watt LED- Leuchte: Investitionsübersicht - Auszahlung € -130.000 € % +Einsparung Strom +7.216 51% +Einsparung Wartung +5.880 42% +943 7% 14.030 100% Investitionsübersicht +Einsparung CO2-Ausstoß ∑ Einsparungen Größte Einsparung • Die Amortisationsdauer der LED-Leuchten beträgt 7 Jahre und 3 Monate 15.02.2011 Sibylle Weiss 17 Untersuchte Fragestellung LED-Straßenleuchten; eine wirtschaftliche Handlungsalternative für Quecksilberdampfleuchten? Mit einer Amortisationsdauer von unter 8 Jahren stellen die LEDLeuchten eine wirtschaftliche Handlungsalternative dar. 15.02.2011 Sibylle Weiss 18 Gliederung 1. Bestandsaufnahme in Deutschland und Calw 2. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung einer LED Straßenleuchte 2.1 Kosten-und Nutzenanalyse einer LED Straßenleuchte 2.2 Kostenanalyse auf Basis eines LED Excel-Tools 2.3 Nutzwertanalyse verschiedener Leuchten Technologien 2.3.1 Kriterien und deren Gewichtung 2.3.2 Bewertung der Technologien 3. Fazit 15.02.2011 Sibylle Weiss 19 2.3.1 Kriterien und deren Gewichtung Folgende Handlungsalternativen wurden beurteilt: • Einsatz von LEDs • Einsatz von Natriumdampflampen • Einsatz von Metallhalogenlampen Bewertet wird der Nutzwert aus fünf unterschiedlichen Sichten: • Energieversorger hier: ENCW • Kommunen hier: Stadt Calw • Lieferanten hier: Robert Seuffer • Forschungseinrichtungen hier: Universität Darmstadt • Naturschützer hier: NABU, BUND 15.02.2011 Sibylle Weiss 20 2.3.1 Kriterien und deren Gewichtung Teilnehmer Kriterium 1.Kosten für den Leuchtenkopf 2.Energieeinsparpotenzial der Beleuchtungsanlage 3.CO2-Ausstoß 4.Insektenanlockung 5.Exakte Lichtlenkung 6.Lichtfarbe/CRI 7.Lebensdauer der Lampe 8.Beleuchtungsgewährleistung 9.Systemlichtausbeute 10.Wartungsfreundlichkeit 11.Verkehrssicherheit 12.Einsatz von Zusatztechnologien 13.Imagegewinn der Region = Kriterium ist sehr wichtig 15.02.2011 ENCW Stadt Calw = Kriterium ist wichtig Sibylle Weiss TU Seuffer Darmstadt NABU/ BUND = Kriterium ist eher unwichtig 21 2.3.1 Kriterien und deren Gewichtung Teilnehmer Kriterium 1.Kosten für den Leuchtenkopf 2.Energieeinsparpotenzial der Beleuchtungsanlage 3.CO2-Ausstoß 4.Insektenanlockung 5.Exakte Lichtlenkung 6.Lichtfarbe/CRI 7.Lebensdauer der Lampe 8.Beleuchtungsgewährleistung 9.Systemlichtausbeute 10.Wartungsfreundlichkeit 11.Verkehrssicherheit 12.Einsatz von Zusatztechnologien 13.Imagegewinn der Region = Kriterium ist sehr wichtig 15.02.2011 ENCW Stadt Calw = Kriterium ist wichtig Sibylle Weiss TU Seuffer Darmstadt NABU/ BUND = Kriterium ist eher unwichtig 22 2.3.1 Kriterien und deren Gewichtung Teilnehmer Kriterium 1.Kosten für den Leuchtenkopf 2.Energieeinsparpotenzial der Beleuchtungsanlage 3.CO2-Ausstoß 4.Insektenanlockung 5.Exakte Lichtlenkung 6.Lichtfarbe/CRI 7.Lebensdauer der Lampe 8.Beleuchtungsgewährleistung 9.Systemlichtausbeute 10.Wartungsfreundlichkeit 11.Verkehrssicherheit 12.Einsatz von Zusatztechnologien 13.Imagegewinn der Region = Kriterium ist sehr wichtig 15.02.2011 ENCW Stadt Calw = Kriterium ist wichtig Sibylle Weiss TU Seuffer Darmstadt NABU/ BUND = Kriterium ist eher unwichtig 23 2.3.1 Kriterien und deren Gewichtung Gemeinsamkeiten • Als sehr unwichtig wurde der Unterschiede • Einsatz von Zusatztechnologien und der Imagegewinn der Region • sehr wichtig eingestuft • Der CO2-Ausstoß und die gewichtet Insektenanlockung stehen im Fokus Als wichtig wurde von allen des NABU/BUND Teilnehmern die • Systemlichtausbeute und das Energieeisparpotenzial eingestuft • Die Fa. Seuffer hat die Kosten als Der Farbwiedergabeindex ist der TU Darmstadt sehr wichtig. • Verkehrssicherheit spielt für die Die Lebensdauer der Lampe war ENCW und die Stadt Calw eine für alle sehr wichtig sehr wichtige Rolle 15.02.2011 Sibylle Weiss 24 2.3.2 Bewertung der Technologien Folgende Grafik zeigt wie gut die Technologien einzelne Kriterien erfüllen. 15.02.2011 Sibylle Weiss NABU/BUND Seuffer TU Darmstadt Stadt Calw ENCW Metallhalogendampf NABU/BUND Seuffer TU Darmstadt Stadt Calw ENCW NABU/BUND Natriumdampf Seuffer Stadt Calw Kriterium 1.Kosten für den Leuchtenkopf 2.Energieeinsparpotenzial der Beleuchtungsanlage 3.CO2-Ausstoß 4.Insektenanlockung 5.Exakte Lichtlenkung 6.Lichtfarbe/CRI 7.Lebensdauer der Lampe 8.Beleuchtungsgewährleistung 9.Systemlichtausbeute 10.Wartungsfreundlichkeit 11.Verkehrssicherheit 12.Einsatz von Zusatztechnologien 13.Imagegewinn der Region ENCW Teilnehmer TU Darmstadt LED Technologie Die Technologie erfüllt das Kriterium… = sehr gut = gut = befriedigend = ungenügend = mangelhaft 25 2.3.2 Bewertung der Technologien Folgende Grafik zeigt wie gut die Technologien einzelne Kriterien erfüllen. 15.02.2011 NABU/BUND Seuffer TU Darmstadt Stadt Calw ENCW Metallhalogendampf NABU/BUND Seuffer TU Darmstadt Stadt Calw ENCW Kriterium 1.Kosten für den Leuchtenkopf 2.Energieeinsparpotenzial der Beleuchtungsanlage 3.CO2-Ausstoß -->Die beste Bewertung erhält 4.Insektenanlockung 5.Exakte Lichtlenkung Abgrenzung zu deutlichen 6.Lichtfarbe/CRI 7.Lebensdauer der Lampe 8.Beleuchtungsgewährleistung 9.Systemlichtausbeute 10.Wartungsfreundlichkeit 11.Verkehrssicherheit 12.Einsatz von Zusatztechnologien 13.Imagegewinn der Region NABU/BUND Natriumdampf Seuffer Stadt Calw ENCW Teilnehmer TU Darmstadt LED Technologie Die Technologie erfüllt das Kriterium… = sehr gut = gut = befriedigend = ungenügend = mangelhaft die LED Technologie mit einer den anderen Technologien. Sibylle Weiss 26 2.3.1 Kriterien und deren Gewichtung Vorteile HCI HSE LED 15.02.2011 Nachteile • Lichtfarbe/CRI • Wartungsfreundlichkeit • Verkehrssicherheit • Kosten für den Leuchtenkopf • Wartungsfreundlichkeit • Energieeinsparpotenzial • Lebensdauer der Lampe • Systemlichtausbeute • Verkehrssicherheit Sibylle Weiss • Lebensdauer der Lampe • Lichtfarbe/CRI • Kosten für den Leuchtenkopf 27 Gliederung 1. Bestandsaufnahme in Deutschland und Calw 2. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung einer LED Straßenleuchte 2.1 Kosten-und Nutzenanalyse einer LED Straßenleuchte 2.2 Kostenanalyse auf Basis eines LED Excel-Tools 2.3 Nutzwertanalyse verschiedener Leuchten Technologien 2.3.1 Kriterien und deren Gewichtung 2.3.2 Bewertung der Technologien 3. Fazit 15.02.2011 Sibylle Weiss 28 3. Fazit • Verbesserungspotenzial besteht noch bei der derzeitigen Lichtfarbe der Leuchten • Preislich befindet sich die LED immer noch auf einem hohen Niveau, die Nutzwertanalyse hat jedoch gezeigt: „der Preis ist nicht alles“ • Die LED Technologie hat bereits jetzt bei vielen Kriterien gut bis sehr gut abgeschnitten. In der Systemlichtausbeute und dem damit verbundenen Energieeinsparpotenzial sind noch rasante Weiterentwicklungen zu erwarten • Beim Austausch gegen Quecksilberdampflampen liefert die LED in unserem Beispiel eine wirtschaftliche Amortisationszeit unter 8 Jahren . 15.02.2011 Sibylle Weiss 29 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
