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

Diplomarbeit von Robert Grzebiela

Einleitung:

Für die privaten Haushalte hat sich der Verbraucherpreis für Heizöl von 26,38 Euro/100 l im Jahr 1991 auf 53,59 Euro/100 l im Jahr 2005 mehr als verdoppelt. Der Preis für Erdgas stieg im selben Zeitraum um 50,6 %. Die Kosten zum Beheizen der Wohnung mit konventionellen Verbrennungsanlagen stiegen dem entsprechend. In Zeiten der hohen Energiepreise und der wachsenden Unsicherheit hinsichtlich der Energieversorgung suchen immer mehr Hausbesitzer nach Alternativen zu Öl und Gas. Besonders herausstechend ist dabei die Entwicklung und Verbreitung der Wärmepumpentechnik. In der Schweiz, in Österreich, den Niederlanden und den Skandinavischen Ländern hat sich das System bereits etabliert. Nun erfolgt seit einigen Jahren der Durchbruch auf dem Deutschen Markt, dabei zeigt sich, dass der Großteil der Wärmepumpen als Wärmequelle das Erdreich mit Hilfe von Erdwärmesonden nutzt. Für den Heizungsbauer spielt es keine Rolle, ob er eine Wärmepumpe oder eine Gasheizung installiert. Die erzielbaren Gewinne differenzieren kaum von einander. Um von dieser Entwicklung dennoch zu profitieren, ohne selbes Wärmepumpen herzustellen und zu verkaufen, besteht die Möglichkeit Erdwärmesonden einzubauen. Die Herstellungskosten der Erdwärmesonden belaufen sich auf ca. die Hälfte der Gesamtinvestition der Heizungsanlage. Mit dem Erfolg der Wärmepumpe, entsteht ein völlig neuer Markt für Unternehmen die Erdwärmesonden einbringen können. Innerhalb von zehn Jahren ist der Verkauf von Wärmepumpenanlagen mit Erdwärmesonden als Wärmequelle von 100 Stück im Jahr 1996 auf 10.000 Stück im Jahr 2006 gestiegen. Der größte absolute Anstieg wurde von ca. 12.000 Neuanlagen 2005 auf ca. 28.600 zum Jahr 2006, mit ca. 16.600 verkauften Wärmepumpen erzielt. Darin enthalten sind allerdings mit ca. 30 % auch die Wärmepumpen enthalten, die nicht als Wärmequelle Erdwärmesonden verwenden. Von diesem Anstieg profitieren besonders die wenigen Bohrunternehmen, die in der Vergangenheit ihr Tätigkeitsfeld in Aufschlussbohrungen für geologische Untersuchungen oder im Brunnenbau vorfanden und nun einer Überflutung von Anfragen für Erdwärmesondenbohrungen ausgesetzt sind. Dadurch werden weiterhin Wartezeiten und Kosten für die Bauherren ansteigen sowie die Gewinne der Bohrunternehmen.

Das Thema dieser Arbeit „Einbringen von Erdwärmesonden zur Nutzung der Erdwärme als Unternehmensmodel in der Baubranche“ ist dieser Situation geschuldet und soll Anforderungen und Vorraussetzungen aufzuzeigen, die an ein Unternehmen gestellt sind, welches als Kerngeschäft hat, Erdwärmesonden zur Nutzung der Erdwärme einzubringen und klären, ob sich der Einstieg in dieses neue Marktsegment der Baubranche als gewinnbringende Unternehmung herausstellt.

Gang der Untersuchung:

Als Grundlage wird zunächst im 2. Kapitel die Erdwärme neben anderen möglichen Energiequellen für Deutschland betrachtet und hervorgehoben. Dazu werden die aktuellen ökologischen, ökonomischen und politischen Veränderungen dieser Zeit miteingebunden sowie der Markt analysiert, um das Potential der Erdwärmenutzung und des Erdwärmesondeneinbringens darzustellen.

Im darauf folgenden Kapitel werden die geothermischen Aspekte erläutert und die Bestimmung der Sondenlänge ausführlich beschrieben.

Das 4. Kapitel wird die bauverfahrenstechnischen Vorgänge und die dazu benötigte Ausrüstung zum Erstellen der Bohrungen und zum Einbau der Sonden aufzeigen.

Im 5. Kapitel erfolgt die Zusammenstellung einer Bohranlage für einen definierten Standardfall einer Erdwärmesondenanlage sowie die Festlegung von Arbeitszeiten und Bauablauf eines Bohrunternehmens.

Darauf basierend werden im 6. Kapitel die Herstellungskosten einer Erdwärmesondenanlage aufgezeigt und in Verbindung mit den derzeit üblichen Bohrpreisen eine Gewinnprognose für ein entsprechendes Unternehmen getätigt.

Abschließend werden die im 7. Kapitel die rechtlichen Bestimmungen für das Errichten einer Erdwärmesondenanlage dargestellt und die behördlichen Anforderungen an das Bohrunternehmen erläutert.

Inhaltsverzeichnis:

Textprobe:

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 folgendermaßen 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 aktuell 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 die 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 Brecheinrichtung 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, also 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.