Modellgestützte Investitionsplanung zur stufenweisen Kapazitätserweiterung von Chemieanlagen

Abstract:
Steigender globaler Wettbewerb und wachsender Preisdruck in der chemischen Industrie erfordern Anlagen mit möglichst geringen Investitions- und Betriebskosten. Eine Möglichkeit, einen signifikanten Teil der Investitionskosten zu sparen, ist der stufenweise Ausbau der Produktionskapazität über den Lebenszyklus der Anlage. Ein stufenweiser Ausbau lohnt sich oftmals dann, wenn die Produktnachfrage über den Lebenszyklus bis hin zur Vollauslastung der Anlage messbar steigt und so Überkapazitäten während den ersten Produktionsjahre nach dem Inbetriebnahmezeit-punkt vermieden oder aber zumindest vermindert werden. In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, die es bereits zu einem frühen Planungszeitpunkt ermöglicht, ökomomisch attraktive Alternativen zu einer „konventionellen Investitionsstrategie“ (d.h. die Gesamtkapazität bereits zum Inbetriebnahmezeitpunkt zur Verfügung zu stellen) zu identifizieren und einen objektiven Wirtschaftlichkeitsvergleich bereitzustellen. Die Methode basiert auf der Formulierung der Investitionsplanungsaufgabe als gemischt-ganzzahliges Optimierungsproblem, mit dessen Hilfe man die optimale Investitionsstrategie über die Minimierung der Investitionskosten bestimmen kann. Die Investitionsplanung eines großtechnischen Prozesses dient als Beispiel, um die vorgeschlagene Methodik und die verwendete Modellierung zu veranschaulichen.

Keywords:
Investitionsplanung, stufenweise Kapazitätserweiterung, gemischt-ganzzahlige Optimierung