Energieeinsparpotenziale von energieintensiven Produktionsprozessen in Deutschland : eine Analyse mit Hilfe von Energieeinsparkostenkurven

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist zum einen die Entwicklung einer Berechnungsmethodik von Energieeinsparungen und Energieeinsparkosten der entsprechenden Energieeinsparmaßnahmen unter Berücksichtigung bestehender methodischer Limitierungen und deren Anwendung auf eine detaillierte und konsistente Beschreibung ausgewählter energieintensiver, industrieller Produktionsprozesse in Deutschland. Der Kern der entwickelten Berechnungsmethodik ist die techno-ökonomische Analyse von Energieeinsparmaßnahmen auf der Einzelanlagenebene. Auf diese Weise können die heterogenen technologischen Ausprägungen, der hohe Integrationsgrad von energieintensiven Produktionsanlagen sowie deren Auswirkungen auf das technische Energieeinsparpotenzial berücksichtigt werden. Zudem können so die Wechselwirkungen von Energieeinsparmaßnahmen unter Berücksichtigung der Umsetzungsreihenfolge bewertet werden. Die Energieeinsparkosten werden über den Vergleich der diskontierten Produktionskosten jeweils mit und ohne umgesetzter Energieeinsparmaßnahme gebildet. Dadurch können u. a. die Veränderungen nicht-energetischer Betriebskosten (bspw. Wartungskosten), Opportunitätskosten und Opportunitätserlöse von Energieeinsparmaßnahmen in die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung mit einbezogen werden. Für die Anwendung der Berechnungsmethode auf die Herstellung der zehn energieintensivsten Produktgruppen in Deutschland werden 164 Energieeinsparmaßnahmen und deren Umsetzung an 859 Einzelanlagen analysiert und in Energieeinsparkostenkurven dargestellt. Es wird ein technisches Energieeinsparpotenzial von 18 % und ein wirtschaftlich darstellbares Potenzial von 10 % ggü. dem Energieverbrauch in 2013 errechnet. Ein Vergleich der Ergebnisse mit bisherigen Energieeffizienz-Untersuchungen mit vergleichbarem Bilanzräumen zeigte Potenzialabweichungen von bis zu neun Prozentpunkten innerhalb der untersuchten Produktgruppen. In einer Einzelfallbetrachtung ließen diese sich zum Teil auf die einzelanlagenspezifische Berechnungsmethodik zurückführen lassen. Produktübergreifend liegen die wirtschaftlich darstellbaren Energieeinsparpotenziale im Durchschnitt zwei Prozentpunkte über dem hier errechneten Potenzial. Mittels Parametervariationen wurde die Robustheit der Ergebnisse überprüft. Die wirtschaftlich darstellbaren Energieeinsparungen wiesen eine vergleichsweise hohe Sensitivität gegenüber der Diskontrate und den Brennstoffpreisen sowie eine niedrige Sensitivität gegenüber dem CO2-Zertifikatspreis und dem Strompreis auf.