- - 1 - Für die Bewertung von HYPOS

Für die Bewertung von HYPOS-Projektskizzen der 2. Antragswelle erforderliche
wirtschaftliche und technische Angaben
Key-Performance-Indikatoren
Status:
20.04.2015
Ansprechpartner: St. Schütz ([email protected])
H. Krause (hartmut.krause@ dbi-gruppe.de)
Grundsätzliches
Für die Bewertung der Projektskizzen ist es erforderlich, dass jeweils der zu erwartende
Beitrag der Vorhaben zur Erreichung der HYPOS Ziele (Senkung der Kosten für das jeweilige
weiterzuentwickelnde Element) beschrieben wird. Hierbei sind für Wertschöpfungskettenelemente die durch das Projekt verändert werden sollen, mindestens die im Folgenden
beschriebenen Key-Performance-Indikatoren (KPI) darzustellen. Je KPI sind sowohl der Stand
der Technik als auch die durch das Projekt zu erwartende Verbesserung anzugeben. Es ist
darauf zu achten, dass Projektskizzen, die lediglich Nebenkomponenten eines Elementes
betreffen, die wirtschaftlichen und technischen Gesamtauswirkungen auf dieses Element
darstellen. Die Grundlagen, Bezugsgrößen und Annahmen zur Berechnung des jeweiligen KPI
sind anzugeben.
Sollten keine oder nicht alle KPI ausgefüllt werden können oder andere Parameter relevant
sein, ist kurz zu erläutern warum diese nicht zutreffend sind bzw. geeignete KPI zu ergänzen.
In diesem Fall werden, wenn notwendig, Werte aus dem Stand der Technik (abgestimmter
Datensatz von DBI) verwendet.
Unabhängig von dieser Mindestforderung sollten in den Projektskizzen alle spezifischen
technisch sowie wirtschaftlich relevanten Angaben zum jeweiligen Element tabellarisch
aufgeführt werden. Somit kann eine detaillierte Bewertung mit dem Simulationsmodell H2Index erfolgen.
Die KPI sind in eine Excel-Worksheet einzutragen. Das entsprechende Template und
Beschreibung wird noch vorbereitet.
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Key-Performance-Indikatoren
KPI
KPI Beschreibung
Stand der
Technik
Einheit
nach
Projekt
Allgemeine KPI
1. Investitionskosten (ggf. mit Angabe der Skalierung und der enthaltenen Komponenten)

gesamt oder
€

spezifische Investitionskosten
€/kW el., €/(m3h-1) …
2. Betriebskosten gesamt (ggf. mit Angabe der Skalierung und der enthaltenen Komponenten, z.B.
ausgewiesen für Wartung, Instandhaltung, Hilfsmittel, Eigenenergiebedarf)

als jährlicher Gesamtwert und/oder
€/a, (€/hBetrieb)

spezifische Betriebskosten
€/kWh, …
3. Arbeitsbereich des Elementes (min – max)

Nennleistung/Nennkapazität
kW, Nm³/h, …

Regelbereich Mindes und Max.-Leistung
%
4. Lebensdauer

Gesamtlebensdauer
a, h

Jährliche Betriebsstunden
h/a

Anteil der Anlagenerneuerung nach
Ablauf der Lebensdauer der
Kernkomponente
%
5. Wirkungsgrad (bezogen auf das jeweilige Element)

Wirkungs- oder Nutzungsgrad
(z.B. thermisch, elektrisch, etc.)
%

Wirkungs- oder
Nutzungsgradveränderung (Degradation)
%/a oder %/hBetrieb
6. Anfahrzeit bis Nennlast

Kaltstart
min

aus Standby
min
Erläuterung der KPI
1.
Investitionskosten:
Investitionskosten können als Summe für ein Element angegeben werden. Alternativ kann
eine Liste von Komponenten angegeben werden. Diese muss vollständig sein.
Die Investitionskosten sollten einer Anlagengröße zugeordnet sein, um so Skalierungseffekte abbilden zu können. Innerhalb des Simulationstools H2-Index werden Skalierungsstufen vorgeschlagen. Abweichungen müssen angegeben werden.
Werden Investitionskosten als absoluter Wert angegeben, so wird angenommen, dass sie
für die angegebene Anlagengröße gültig sind, und die Elemente jeweils darauf
abgestimmt sind.
Spezifische Investitionskosten beziehen sich jeweils auf den installierten Nennmengenstrom des abgegebenen Produktes, bei Speichern auf die maximale speicherbare Menge
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des Produktes. Z.B. Windkraftanlage – installierte elektrische Nennleistung (kW el),
Elektrolyseur – installierte Nennleistung Wasserstoff (Nm³/h), Gasspeicher –
Arbeitsgasvolumen (Nm³). Je Element kann nur eine Bezugsgröße verwendet werden.
Alle spezifischen Investition sind darauf umzurechnen.
2.
Betriebskosten
Betriebskosten können als jährliche Gesamtkosten bzw. spezifische Gesamtkosten
angegeben werden oder als Liste von Komponenten. Auch bei den Betriebskosten ist
Vollständigkeit erforderlich. Hilfsmittel, die aus anderen Elementen Stammen werden
gesondert über die Schnittstellen der Elemente erfasst. Betriebskosten sollten der
Anlagengröße zugeordnet sein (s. Investkosten).
Es sind zwei Arten von Betriebskosten vorgesehen - zeitbezogene Betriebskosten,
mengenbezogene Betriebskosten. Beide Kostenarten können parallel verwendet werden.
Dopplungen sind zu vermeiden.
Zeitbezogene Betriebskosten werden immer auf ein Jahr (Geschäftsjahr) angegeben.
Wird als Bezugsgröße die Volllaststunden oder die jährliche Verfügbarkeit verwendet, so
wird intern der Wert mit Hilfe der Angaben zu KPI 4 auf jährliche Betriebskosten
umgerechnet. Die Angaben sind aufeinander abzustimmen.
Mengenbezogene Betriebskosten beziehen sich auf die Menge des abgegebenen
Produktes (Energie – kWh, Volumen – Nm³, etc.). Die Bezugsgröße muss je Element
einheitlich gewählt werden (s. Investkosten) und mit dem Folgeelement abgestimmt sein.
3.
Arbeitsbereich
Für die Modellierung eines Elementes ist die Auslegungsgröße der Nennleistung
Grundlage um dynamische Prozesse zu modellieren. Die Nennleistung bezieht sich auf
die Produktleistung der Kernkomponente eines Elementes (z.B. Energiestrom – kW,
Wasserstoffvolumenstrom – Nm³/h).
Elektrolyseure und andere Einheiten können üblicherweise deutlich außerhalb ihrer
Nennleistung betrieben werden, deshalb soll der vorgesehene Regelbereich der
Kernkomponente angegeben werden. Mindestleistung - unterhalb derer sie nicht mehr
betrieben werden kann. Maxleistung – höchst möglicher Betriebspunkt. Zwischen diesen
Grenzen spannt sich der Regelbereich für eine dynamische Fahrweise auf. Die Angabe
ist auf die Nennleistung bezogen.
Im Fall von Speicherelementen wird lediglich die Nennkapazität angegeben (z.B.
Energiemenge – kWh, Wasserstoffvolumen – Nm³)
4.
Lebensdauer
Die Lebensdauer bezieht sich auf die Kernkomponente eines Elementes. Sie kann in
Jahren oder Stunden angegeben werden. Bei der Angabe in Jahren wird davon
ausgegangen, dass die Lebensdauer unabhängig von der tatsächlichen Betriebszeit
begrenzt ist. Angaben in Stunden beziehen sich auf die tatsächliche Betriebszeit.
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Die jährliche Betriebszeit entspricht der durchschnittlichen Verfügbarkeit für den Betrieb
über die Lebensdauer der Anlage in h/a. Ausgenommen sind planmäßige Ausfälle durch
Wartung und Instandhaltung.
Anteil der Anlagenerneuerung nach Ablauf der Lebensdauer der Kernkomponente:
Typischer Weise haben Komponenten in einem Element unterschiedliche Lebensdauern.
Beispielsweise übersteigen die Lebensdauern der Infrastrukturkomponenten wie
Gebäude, Medienversorgung, Verkehrsanbindung deutlich die der Kernkomponente. Es
ist der Anteil an den Investkosten anzugeben, der bei Erneuerung der Kernkomponente
zu reinvestieren ist.
5.
Wirkungsgrad, Nutzungsgrad
Ist das Verhältnis der eingesetzten Hauptenergie- bzw. -rohstoffmenge bezogen auf die
Produktmenge bei Nennleistung. Für eine dynamische Modellierung ist die Möglichkeit
vorgesehen, wenn verfügbar, auch eine Wertetabelle für eine Nutzungsgradfunktion in
Abhängigkeit vom Leistungspunkt innerhalb des Regelbereiches zu hinterlegen.
Wirkungs- und Nutzungsgradveränderungen (Degradation):
Über die Lebensdauer der Kernkomponente kann eine Degradation stattfinden. Sie wird
in %-Nutzungsgradverlust je Zeiteinheit angegeben. Die ist ein Angabe durchschnittlicher
Wert und bezieht sich jeweils auf die in KPI 4 angegebene Lebensdauer.
6.
Anfahrzeiten bis Nennlast
Für viele Elemente (Anlagen) werden Anfahrzeiten bis zur vollen Betriebsbereitschaft
benötigt. Die Anfahrzeiten beziehen sich auf einen Start

aus dem „kalten“ Zustand, d.h. die Anlage wurde über längere Zeit nicht betrieben, war
abgeschaltet oder

aus dem Stand-by-Betrieb,
Produktionsleistung von 0
d.h.
die
bis zum Betrieb bei Nennlast.
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Anlage
ist
betriebsbereit
bei
einer