Modulare Anlagen gelten als Konzept der Zukunft. Ein Positionspapier von Dechema liefert Definitionen und Kriterien für die Bewertung unterschiedlicher Anlagenkonfigurationen.
Modular oder konventionell bauen? Die Kosten sind entscheidend.
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Wann lohnt sich modularer Anlagenbau? Der Entscheidung für eine Investition in der chemischen Industrie ist die Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie (Dechema) nachgegangen. Im Positionspapier "Cost Engineering for Modular Plants" stellt das Autorenteam drei verschiedene Möglichkeiten für die Ausführung von Anlagen, den Bau und den Betrieb vor: konventionelle Stick-Built-Anlagen, Anlagen aus vorgefertigten Modulen sowie flexible modulare Anlagen.
Stick-Built-Anlagen
Traditionell werden die meisten Prozessanlagen in Stick-Built- oder Ständerbauweise direkt auf der Baustelle errichtet. Die einzelnen Schritte umfassen Bauarbeiten, Montage der Ausrüstung sowie die Installation von Feldverrohrung, Elektrik und Instrumentierung. Auch kann die Vorfertigung etwa von Rohrleitungen in Werkstätten in der Nähe des Montageortes der Anlage erfolgen. Dies erfordert die Einrichtung einer großen Organisation auf der Baustelle. Je nach den Standortbedingungen kann das einfacher oder komplexer umzusetzen sein.
Modulbauanlagen
Hauptziel des Modulbaus ist, die Arbeiten von der Baustelle einer Anlage in eine Halle oder Werkstatt zu verlegen – was erhebliche Auswirkungen auf die Baustelle, den Zeitplan und die Kosten hat. Anwendbar ist der Modulbau in vielerlei Dimension: von kleineren Kufen in der Größe von Schiffscontainern, transportierbar per Lkw oder Schiff, bis hin zu kompletten Anlagen, die als sogenannte Megamodule nur mittels spezieller Methoden transportfähig sind. Die Größe der Module wird in der Regel durch die wirtschaftlichsten Transport- oder Handhabungsgrößen der Module definiert.
Modular flexible Anlagen
In einem Whitepaper von 2016 definierten Dechema und VDI modular flexible Anlagen als "Entwurf funktionaler Bausteine mit standardisierten Einheiten, Abmessungen oder Schnittstellen, die sich leicht zusammenbauen, warten sowie flexibel anordnen und betreiben lassen". Seitdem habe sich jedoch gezeigt, dass die Festlegung fester Abmessungen nicht immer erforderlich und oft sogar nicht sinnvoll sei. Wichtig hingegen sei die Wiederverwendung von Hardware, was einen gewissen Grad Standardisierung voraussetze.
Bewertungsmethoden
Neben allgemeinen Aspekten liefert das Whitepaper wirtschaftliche sowie qualitative Bewertungsmethoden. Diesbezüglich werden folgende Aussagen getroffen:
- Die Wahl eines bestimmten Ausführungs- und Betriebskonzepts hängt stark von den jeweiligen Werttreibern und Einschränkungen des zugrunde liegenden Investitionsprojekts ab.
- Alle Konzepte bieten Lösungen für verschiedene Aspekte und Kriterien, die ein Investitionsprojekt sowohl aus langfristiger als auch aus kurzfristiger Sicht berücksichtigen sollte.
- Grundsätzlich gibt es kein Konzept, das dem anderen überlegen ist, dennoch ist es wichtig, sich so früh wie möglich für ein Konzept zu entscheiden.
- Für eine gute Bewertung der verschiedenen Kriterien für die Ausführungskonzepte sollten verschiedene Bewertungsmethoden in Betracht gezogen werden, um ein vollständiges Bild zu erhalten.
- Neben etablierten Methoden wie der Kapitalwertanalyse bieten Scoring- und Realoptionsmethoden die Möglichkeit, mehr weiche Kriterien wie Flexibilität in die Bewertung einzubeziehen.
- Die Bewertung verschiedener Aspekte der Anlagenflexibilität – wie Kapazität, Prozess oder Standort – erfordert zusätzlichen Aufwand und ein Umdenken bei den Investitionsentscheidungen.
Laut Dechema sind weitere Maßnahmen erforderlich, um die Flexibilität aus wissenschaftlicher Sicht zu bewerten. Eine Forschungslücke bestehe etwa in der Kombination verschiedener Arten von Flexibilität – Volumen, Produkt/Prozess und Standort.
