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Das Einbringen von Erdsonden zur Nutzung der Erdwärme als Unternehmensmodell in der Baubranche

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November 2008

Beschreibung

Beschreibung

Für Unternehmen ergeben sich fortlaufend neue Anforderungen. Durch neuartige Technologien entstehen neue Marktsegmente und andere wiederum verschwinden. Dies abzuschätzen und sich darauf auszurichten stellt eine Herausforderung dar, die den Wenigsten gelingt. Meist wird ein Trend erst erkannt, wenn es zu spät ist und die Konkurrenz davon gezogen. Oder die Entwicklung wird missachtet und nicht auf eine Marktanpassung reagiert und weiter um immer engere Margen auf den bisherigen Tätigkeitsfeldern gekämpft, bis alle Rücklagen erschöpft sind.Das Einbringen von Erdsonden zur Nutzung der Erdwärme ist ein neuer Trend in der Baubranche. Aufzuzeigen wie daraus profitiert werden kann, wurde zur Zielsetzung des Buches.lm einleitenden Kapitel wird beschrieben, wie die Heizkosten für Verbraucher seit Jahren ansteigen. Da nicht davon auszugehen ist, dass Gas und Öl sich verbilligen und damit die Heizkosten konventioneller Systemen sinken, wird sich die Nutzung regenerativer Energiequellen nicht verringern sondern ansteigen.Das zweite Kapitel erläutert das große Potential der Erdwärmenutzung im Bereich der Erzeugung von Raumwärme für Gebäude mittels Wärmepumpen. Dazu ist es nötig, die Funktionsweise der Wärmepumpen zu erläutern, um zu verstehen, wie die Wärmequellen genutzt werden. Aufgeführte Heizkostenberechnungen weisen Wärmepumpenanlagen, die Erdwärme nutzen, als die mit den minimalen Gesamtkosten aus. Die steigenden Verkaufszahlen für Wärmepumpen spiegeln diese Entwicklung wider.In den folgenden Kapiteln wird dargestellt, wie Erdwärme entsteht und wie diese Nutzbar ist. Dazu werden verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt und konkret die Nutzung der Erdwärme mittels Erdwärmesonden dargestellt. Zudem sind im vierten Kapitel das Einbringen der Erdwärmesonden und deren Installation erläutert. Wesentlicher Gesichtspunkt ist dabei das Abteufen der Bohrung und die dafür nötige Technik, da dies letztendlich der Hauptaufgabenbereich des Unternehmensmodells sein soll.Nach Erklärung der verfahrenstechnischen Aspekte, wird die baubetriebliche Durchführung verdeutlicht, um im sechsten Kapitel eine bauwirtschaftliche Kalkulationen als Kernaussage dieser Studie vorzunehmen. Abschließend werden im siebenten Kapitel Berg- und Wasserrechtliche Aspekte aufgezeigt.

Inhaltsverzeichnis

1;Das Einbringen von Erdsonden zur Nutzung der Erdwärme als Unternehmensmodell in der Baubranche;1 1.1;Inhaltsverzeichnis;3 1.2;Abkürzungsverzeichnis;5 1.3;1 Einleitung;7 1.4;2 Erdwärmenutzung für Deutschland;8 1.4.1;2.1 Energiequellen, Erscheinungsformen und Nutzung;8 1.4.1.1;2.1.1 Solarenergie;9 1.4.1.2;2.1.2 Erdwärme;9 1.4.1.3;2.1.3 Planetenbewegung;9 1.4.2;2.2 Potential der Erdwärmenutzung in Deutschland;9 1.4.3;2.3 Begünstigte Heizungsanlagen der EnEV;10 1.4.4;2.4 Vergleich mit anderen Heizungssystemen;11 1.4.5;2.5 Partizipieren am Markt;13 1.4.6;2.6 Die Wärmepumpe;15 1.4.6.1;2.6.1 Funktionsweise von Wärmepumpe;15 1.4.6.2;2.6.2 Effizienz von Wärmepumpen;16 1.4.6.3;2.6.3 Wärmequellen für Wärmepumpen;17 1.5;3 Geothermie;18 1.5.1;3.1 Wärmequelle im Erdinneren;18 1.5.2;3.2 Temperatur- Tiefenverteilung und Wärmefluss;19 1.5.2.1;3.2.1 Wärmefluss aus dem Erdinneren;19 1.5.2.2;3.2.2 Wärmeeintragung durch die Sonne;20 1.5.2.3;3.2.3 Bedeutung des Grundwassers für geothermische Nutzungen;20 1.5.2.4;3.2.4 Wärmeregime im Untergrund;21 1.5.3;3.3 Nutzungsmöglichkeiten der Erdwärme;22 1.5.3.1;3.3.1 Grundwasserwärmenutzung;22 1.5.3.2;3.3.2 Horizontal und Vertikal verlegte Erdreichwärmeüberträger;23 1.5.3.3;3.3.3 Gruben und Tunnelwasser;25 1.5.3.4;3.3.4 hydrothermale Tiefenerdwärmenutzung;25 1.5.3.5;3.3.5 Nutzung trockener, heißer Gesteinsformationen;26 1.5.4;3.4 Erdwärmesonden;27 1.5.4.1;3.4.1 Auslegung;28 1.6;4 Bauverfahrenstechnik und Installation der Erdwärmesonden;32 1.6.1;4.1 Organisatorische Maßnahmen vor Bohrbeginn;32 1.6.2;4.2 Bohrarbeiten;33 1.6.2.1;4.2.1 Bohrverfahren;33 1.6.2.2;4.2.2 Spülbohrtechnik;33 1.6.2.3;4.2.3 Trockenbohren zum Setzen des Standrohres;47 1.6.2.4;4.2.4 Überlagerungsbohren;47 1.6.2.5;4.2.5 Probenentnahmen;48 1.6.2.6;4.2.6 Bohrlochdurchmesser;48 1.6.2.7;4.2.7 Bohrgeräteausrüstung;50 1.6.3;4.3 Herstellung und Prüfung von Erdwärmesonden;52 1.6.4;4.4 Einbau Erdwärmesonden und Verfüllung des Bohrloches;53 1.6.5;4.5 Verlegen der Leitungen, Druckabsicher
ung, Füllen, Entlüften und Inbetriebnahme;55 1.7;5 baubetriebliche Durchführung;55 1.7.1;5.1 Standardfall für die weitere Auslegung;56 1.7.2;5.2 Bohrausrüstung;57 1.7.3;5.3 Bauablauf;59 1.7.4;5.4 Arbeitskräftebedarf und Qualifizierung;60 1.7.5;5.5 Bohrgeschwindigkeit;60 1.7.6;5.6 Bauzeitenplan;61 1.8;6 Bauwirtschaft;63 1.8.1;6.1 Ausschreibungstext und Bohrpreis;63 1.8.2;6.2 Unternehmensstruktur;64 1.8.3;6.3 Bestimmung der Herstellungskosten einer Erdwärmesondenanlage;64 1.8.3.1;6.3.1 Kosten der Ausrüstung;65 1.8.3.2;6.3.2 Lohnkosten;67 1.8.3.3;6.3.3 Materialkosten;68 1.8.3.4;6.3.4 Herstellungskosten;69 1.8.4;6.4 Geschäftskosten;70 1.8.5;6.5 Bohrpreis und Kostendeckung;71 1.9;7 rechtliche Bestimmungen;72 1.9.1;7.1 Bergrecht;72 1.9.2;7.2 Wasserrecht;73 1.9.3;7.3 Anforderungen an das Bohrunternehmen;76 1.10;8 Fazit;76 1.11;9 Anhang;78 1.11.1;9.1 Gerätestammkarten;78 1.11.1.1;9.1.1 Bohrgerät;78 1.11.1.2;9.1.2 Bohrgestänge;79 1.11.1.3;9.1.3 Verpressgerät;80 1.11.1.4;9.1.4 Minibagger;81 1.11.1.5;9.1.5 Lkw;82 1.11.1.6;9.1.6 Ladekran;83 1.11.1.7;9.1.7 Anhänger zum Bohrgerätetransport;84 1.11.1.8;9.1.8 Kleintransporter für Hilfsarbeiter;85 1.11.1.9;9.1.9 Anhänger für Minibagger;86 1.11.2;9.2 Herstellungskosten einer Erdwärmesondenanlage nach Standardfall;87 1.11.3;9.3 Diagramm Druckverlust;89 1.12;Literaturverzeichnis;90 1.13;Abbildungsverzeichnis;92


Portrait

Robert Grzebiela, geb. 1982, studierte Bauingenieurwesen an der Hochschule Wismar - University of Technologiy, Business and Design, Abschluss 2007.

Leseprobe

Kapitel 6, Bauwirtschaft

Als Ausgangsfrage stellt sich in diesem Kapitel die folgende: Ein Gewinn in welcher Höhe ist mit der Ausführung der in Kapitel 5 erläuterten Bohrarbeiten zu erwarten?Dazu werden die anfallenden Kosten bestimmt, die aus den Baustellengemeinkosten für Geräte-, Betriebstoff- und Rüstkosten sowie Materialkosten, Lohnkosten und Geschäftskosten bestehen. Daraus ergibt sich ein ungefährer Preis für die geplanten Bohrarbeiten. Im Gegenzug wird dann der zu erwartende Gewinn ermittelt, welcher sich im Vergleich mit den aktuell üblichen Preisen ergibt, die im Kapitel 6.1 „Ausschreibungstext und Bohrpreis“ aufgezeigt werden. Ein wichtiger, gesetzlich geregelter betriebswirtschaftlicher Grundsatz ist das so genannte Vorsichtsprinzip gemäß § 252 Abs. 1 Nr. 4 HGB. Dieser besagt allgemein, dass der Kaufmann bei der Darstellung der Vermögens- und Ertragslage eher pessimistisch als optimistisch vorgehen sollte. 

Daher sind im Folgenden Umsatzprognosen eher zu gering und Verbindlichkeiten eher zu hoch bewertet.Ausschreibungstext und Bohrpreis: Der Weg zur Wärmepumpe mit Erdwärmesonden geht über den Heizungsbauer. Dieser bekommt in der Regel vom Statiker oder Energieberater Angaben über den Jahresheizbedarf des Objekts. Der Heizungsbauer bestimmt damit die Leistung der Heizungsanlage, beispielsweise 6 kW. Daraufhin fragt er Bohrunternehmen an, die Erdwärmesondenanlage herzustellen. Der Bohrunternehmer steht dadurch in der Verantwortung, die Länge der Erdwärmesonden selbst zu bestimmen, wie es im Kapitel 3.4.1 „Auslegung von Erdwärmesonden“ beschrieben ist. Vertraglich wird nur die Bereitstellung der Heizleistung vereinbart. Die Heizleistung ist inklusive der durch den Kompressor der Wärmepumpe erzeugten Wärme. Der Ausschreibungstext des Heizungsbauers könnte damit folge
ndermaßen formuliert sein: Herstellung einer Erdwärmesondenanlage mit Einbau der Leitungen von der Erdwärmesonde bis zur Übergabestation im Heizungsraum, inkl. aller Einbauteile, Ringraumverfüllung, Mauerdurchführung zur Übergabestation, Bohrgutbeseitigung und wiederherrichten der Baustelle, zur Bereitstellung der erforderlichen Heizleistung, unter Berücksichtung der VDI 4640 und DIN EN ISO 22475. Jahresarbeitzahl der Wärmepumpe: …. (z.B.: 4 ), Erforderliche Heizleistung: …. (z.B.: 6 kW).

Der Bohrunternehmer muss sich informieren, welche Wärmeleistung der Untergrund am Ort der Bohrung hat. Dazu informiert er sich bei den zuständigen Behörden nach dem Schichtenverzeichnis und bestimmt danach die Länge der Erdwärmesonden und kalkuliert seine Kosten. Zuvor muss zudem geklärt werden, ob das Bohren an dem geplanten Ort überhaupt erlaubt ist, oder wasserrechtliche, baurechtliche oder bergrechtliche Einwände bestehen. An dieser Stelle wird wiederum ersichtlich, dass Auslegung, Preise und Aufwendungen regional stark schwanken. In Regionen mit leicht zu durchteufenden Untergrund und hoher Wärmeleitfähigkeit, ist das Bereitstellen der erforderlichen Heizleistung mit geringeren Aufwendungen verbunden, als in Regionen mit schwer zu druchteufenden Untergrund und niedriger Wärmeleitfähigkeit. Um hierbei die Übersichtlichkeit zu bewahren, wird wiederum der Standardfall von Kapitel 5.1 herangezogen, indem der Bohrunternehmer 10 kW bereitstellen soll. Die Befragung von Heizungsbauern aus der Region Südwest-Mecklenburg ergab, dass Bohrunternehmen derzeit 850 Euro (netto) je Kilowatt Heizleistung fordern. Dabei soll nicht unerwähnt bleiben, dass vor drei Jahren der Preis bei ca. 500 Euro/kW gelegen hat und für die Zukunft angekündigt wurde, die Bohrpreise weiter zu erhöhen. Für den Standardfall ergibt sich daraus aktuel
l ein Preis von 8500 Euro. In Bezug auf die Bohrmeter würde ein Preis von 8500 Euro/160m = 53,13 Euro/m resultieren. Dies deckt sich mit den Angaben des Berichtes des Baden - Württembergischen Förderprogramm für Erdwärme, der bereits in Kapitel 2.6 „Partizipieren am Markt“ erwähnt wurde, in dem ein Durchschnittspreis von 57,5 Euro je Bohrmeter genannt wird. Differenzen lassen sich mit den unterschiedlichen Geologien und der damit verbundenen Ausstattung und Auslegung der Bohrausrüstung sowie mit unterschiedlichen Lohnkosten erklären. Für die weiteren Berechungen zur Gewinnerwartung werden die 850 Euro/kW Heizleistung herangezogen, da die kalkulierte Bohranlage ebenfall für die regionale Geologie ausgelegt ist, für die auch der Bohrpreis gilt. Unternehmensstruktur.

Die Struktur des Bohrunternehmens gleicht der kleiner Handwerksbetriebe. Die Geschäftsleitung wird durch den Geschäftsführer ausgeführt. Dieser ist im Wesentlichen verantwortlich für den Einkauf, der Auftragsakquisition und dem Einholen der behördlichen Genehmigungen sowie für die Bauleitung und Koordination der Arbeitskräfte. Gegebenenfalls muss er auf der Baustelle mitarbeiten, um Stoßzeiten oder krankheitsbedingte Ausfälle auszugleichen. Die Bauausführung erfolgt durch die gewerblichen Arbeitnehmer, bestehend aus einem Bohrgeräteführer und den Hilfsarbeitern. Deren Tätigkeitsfeld ist unter Gliederungspunkt 5.3 „Bauablauf“ detailliert aufgeführt. Eine halbtags angestellte Bürokraft unterstützt den Geschäftsführer, verbucht und erstellt Rechnungen. Außerdem ist diese zuständig für den Schriftverkehr und die Telefonie. Die Buchhaltung sollte extern, durch ein Steuerbüro übernommen, da dieses über notwendiges Fachwissen verfügt und durch monatliche betriebswirtschaftliche Auswertungen di
e Effektivität der Betriebstätigkeit analysieren und überwachen kann. Die Geschäftsführung wird entlastet und kann sich auf die Kernkompetenzen konzentrieren. Der Bauhof besteht aus dem Lager für Verbaumaterialen und Bohrzubehör mit einer kleinen Werkstatt. Bestimmung der Herstellungskosten einer Erdwärmesondenanlage: Zur Bestimmung der Herstellungskosten einer Erdwärmesondenanlage werden zunächst die einzelnen Kosten verursachenden Bestandteile aufgezeigt und unter verschiedenen Annahmen, Aussagen zu deren Höhe gemacht. Unter Punkt 6.3.1 „Kosten der Ausrüstung“ sind die Geräte und die mit deren Vorhaltung und Betrieb verbundenen Kosten zusammengefasst. In den darauf folgenden Punkten werden die Lohnkosten und Materialkosten dargestellt und abschließend unter Punkt 6.3.4 die Herstellungskosten ermittelt. Kosten der Ausrüstung: Zur Bestimmung der Kosten für die Ausrüstung werden nun mit Hilfe der Baugeräteliste (BGL) in der Fassung von 2001 die einzelnen Bestandteile zusammengestellt, um dann die zu erwartenden monatlichen Kosten zu bestimmen. Unter K.1.0 in der BGL sind hydraulische Drehbohranlagen aufgeführt.

Die Bohranlage mit der Nummer K.1.00.0500 entspricht der Größe, wie sie unter Punkt 5.1 „Standardfall für weitere Auslegung“ gefordert ist. Die Bohranlage besteht aus dem Bohrmast mit hydr. Vorschubeinrichtung, Seilwinden, Spülpumpe und Dieselhydraulik – Aggregat einschließlich aller für den Betrieb erforderlichen Bedienelemente und Schlauchleitungen auf einem Grundrahmen mit Abstützungen zum Aufbau auf Raupenfahrwerk. Die Anlage hat ein max. Drehmoment von 5000 N/m, eine Motorleistung von 48 kW, eine Masthöhe von 6 m und ein Gewicht von 4500 kg. Der mittlere Neuwert betrug im Jahr 2000 ca. 122.500,00 Euro. Hinzu kommen Zusatzgeräte und Zuatzausrüstungen wie Brecheinrichtu
ng und Kraftdrehkopf, wodurch der Neuwert auf 159.000,00 Euro ansteigt. Vom Jahr 2000 an bis zum Juli 2007 stieg der Erzeugerpreisindex um 19 %. Damit ergibt sich ein heutiger Wiederbeschaffungswert von 189.500,00 Euro (netto). Für Drehbohranlagen gibt die BGL einen monatlichen Reparaturkostensatz von 2,6 % an, was hierbei 4927,00 Euro/Monat ergibt. Darin enthalten sind sämtliche Aufwendungen zum Erhalt der Betriebsbereitschaft, unter anderem Erhaltung und Wiederherstellung der Betriebsbereitschaft am Einsatzort oder in fremden Werkstätten. Nicht enthalten ist die allgemeine Wartung und Pflege durch das Bedienpersonal. Dies erfolgt direkt durch die Beaufschlagung von 10 % auf die Arbeitsstunden des Geräteführers und auf die Betriebsstoffe. Der monatliche Abschreibungs- und Verzinsungssatz beträgt zwischen 2,8 – 3,2 % und resultiert aus den erwarteten 8 Nutzungsjahren, 6,5 % kalkulatorischen Zinses und 45 – 40 Vorhaltemonaten, wobei aufgrund der aktuell hohen Zinsen, in diesem Fall mit 3,2 % weitergerechnet wird.

Unter der kalkulatorischen Abschreibung ist zu verstehen, dass bei jedem Einsatz eines Gerätes, diese durch Alterung und Verschleiß eine Wertminderung erfährt. Zudem wird durch einen enthaltenen Kalkulatorischen Zins berücksichtigt, dass im Gerät Kapital gebunden ist und keine Zinsen erbringen kann, aber auch nur für den halben Zeitraum, da durch die mit dem Gerät erbrachten Einkünfte, Zins bringendes Kapital zurückfließt. In 8 Jahren soll dieses Gerät also so viel „eingebracht“ haben, dass die Investitionskosten und die entgangenen Zinsen wieder eingenommen wurden. Für Abschreibung und Verzinsung ergeben sich monatlich 6.064,00 Euro. Das heißt, dass wenn die Bohrmaschine einen Monat lang 170 h eingesetzt wird, muss diese 4.927,00 Euro/Monat für Reparaturkosten und 6.064,00 Euro/Monat aus Abschreibung und Verzinsung, als
o insgesamt 10.991,00 Euro/Monat erwirtschaften. Der Monat hat laut BGL durchschnittlich 170 Stunden. Damit kostet eine Stunde Bohrgeräteeinsatzzeit 64,65 Euro. Hinzu kommen die Kosten für die Betriebsstoffe. Unter der Annahme, dass das Bohrgerät ca. 150 Gramm Diesel je Kilowatt Motorleitung in einer Betriebsstunde verbraucht, ergibt sich für 48 kW ein Verbrauch von 7200 g/h. Der zollamtliche Umrechnungsfaktor für Dieselkraftstoff beträgt 0,84 kg/l, woraus sich hierbei 8,6 Liter Dieselkraftstoff ergibt. Der netto Diesel - Preis liegt momentan bei ca. 0,97 Euro und da mit keinem Preisverfall für Kraftstoffe zu rechnen ist, wird pauschal mit 1,00 Euro pro Liter Diesel weiter gerechnet. An dieser Stelle wird zusätzlich der Bedarf an Öl und Schmiermittel zur Wartung und Pflege des Gerätes mitberechnet, indem die Kraftstoffkosten mit 10 % beaufschlagt werden. Letztendlich ergeben sich Betriebstoffkosten von ca. 9,43 Euro/h. Zusammen mit den Vorhaltekosten von 64,65 Euro insgesamt 74,08 Euro/h. Nach dieser Systematik sind die im Anhang befindlichen Gerätestammkarten für die Baugeräte erstellt.


EAN: 9783836616089
Untertitel: Dateigröße in MByte: 6.
Verlag: Diplomica Verlag
Erscheinungsdatum: November 2008
Seitenanzahl: 100 Seiten
Format: pdf eBook
Kopierschutz: Wasserzeichen
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