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Technische Kalkulation und Wirtschaftlichkeit – Energieeinsparungen wirtschaftlich einordnen

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Technische Kalkulation und Wirtschaftlichkeit – Energieeinsparungen wirtschaftlich einordnen

Kurzbeschreibung: Verbrauchsannahmen prüfen, Stromkosten kalkulieren, Varianten vergleichen und Risiken mit einer Sensitivitätsanalyse sichtbar machen.

Zielgruppe: Ausbildung (kaufmännische und technische Berufe). Lernzeit: ca. 70–90 Minuten inklusive Aufgaben.

Du kannst danach: kWh berechnen, Investitionen begründet beurteilen, kritische Annahmen benennen und eine Beschaffungsentscheidung vertreten.

Wichtig: Sämtliche Personen, Unternehmen, Produkte, Preise und Betriebsdaten im Fall sind frei erfunden. Stand der Rechts- und Quellenprüfung: 11.10.2026 (Deutschland). Beispielbeträge sind netto und keine Marktangebote.

Bild: LED-Symbol. Die fiktiven Varianten werden dadurch nicht dargestellt.

Videoimpuls der Verbraucherzentrale NRW: Warum ist Stromsparen sinnvoll? Auftrag: Unterscheide einen ökologischen und einen kaufmännischen Nutzen.

Lerneinheit 1: Energie ist nicht Leistung (6 Minuten)

Merke: Watt (W) beschreibt Leistung, Kilowattstunde (kWh) die Energiemenge.

Formelkarte: Verbrauch in kWh = Anzahl × Leistung in W × Betriebsstunden ÷ 1.000. Stromkosten = kWh × Arbeitspreis in Euro/kWh.

Ein Stromzähler zeigt Energiemengen an – keine sichere Prognose über künftige Laufzeiten.

Ein Zwischenstecker-Messgerät kann eine Momentanleistung erfassen. Die angezeigten Werte stammen nicht aus unserem Ausbildungsfall.

Schnellauftrag: Eine Leuchte mit 50 W läuft 100 Stunden. Ergebnis: 5 kWh. Feedback: 50 × 100 ÷ 1.000 = 5; 5.000 kWh wären eine Verwechslung von Wh und kWh.

Lerneinheit 2: Der fiktive Ausbildungsfall (8 Minuten)

Situation: Das frei erfundene Unternehmen Lernwerkstatt Lichtblick möchte 20 vorhandene Leuchten austauschen. Die fiktive Auszubildende Mira bespricht Angebote mit dem ebenfalls fiktiven Einkäufer Ben.

Gespräch zum Vorlesen oder als selbst eingesprochene Audioszene:

Mira: „Variante B braucht weniger Watt. Kaufen wir sie?“ Ben: „Nicht sofort. Was kosten beide Varianten über die Nutzungsdauer?“ Mira: „Dafür brauche ich Betriebsstunden, Strompreis und Folgekosten.“ Ben: „Und was passiert, wenn die Werkstatt seltener genutzt wird?“

Reales Beispielfoto einer LED-Lichtquelle; kein Produkt der erfundenen Angebote.

Modellgröße	Bestand	Fiktive Variante A	Fiktive Variante B
Anzahl der Lichtpunkte	20	20	20
Elektrische Leistung je Lichtpunkt	60 W	18 W	12 W
Einmalige Umrüstung, netto	entfällt	1.200 €	1.800 €
Jährlich vermiedene Wartungskosten	entfällt	40 €	40 €

Gemeinsame Modellannahmen: 1.600 Betriebsstunden/Jahr, 0,30 €/kWh netto, Planungshorizont fünf Jahre, unveränderter Arbeitspreis. Gleiche geeignete Beleuchtungsqualität und technische Kompatibilität werden nur angenommen; reale Prüfung vor Kauf ist notwendig. Keine Förderung, Finanzierung, Preissteigerung, Restwerte, zusätzlichen Montage- oder Entsorgungskosten. Unveränderte Grundpreise sind nicht Teil der vermeidbaren Stromkosten.

Lerneinheit 3: Verbrauch und jährliche Entlastung (8 Minuten)

Bestand: 20 × 60 W × 1.600 h ÷ 1.000 = 1.920 kWh/Jahr.

Rechenschritt	Bestand	A	B
Verbrauch pro Jahr	1.920 kWh	576 kWh	384 kWh
Energiekosten pro Jahr	576,00 €	172,80 €	115,20 €
Gesparte Energie gegenüber Bestand	–	1.344 kWh	1.536 kWh
Gesparte Stromkosten pro Jahr	–	403,20 €	460,80 €
Jährlicher Rückfluss inklusive Wartungsersparnis	–	443,20 €	500,80 €

Denke nach: B spart mehr Strom. Ist B deshalb automatisch die bessere Investition? Nein: Der zusätzliche Kaufaufwand zählt ebenfalls.

Einblick in eine reale LED-Lampe. Technische Eignung und Wartbarkeit müssen bei echten Angeboten geprüft werden.

Lerneinheit 4: Amortisation und Fünfjahresvergleich (8 Minuten)

Einfache Amortisationsrechnung: Einmalige Investition ÷ konstanter jährlicher Rückfluss.

Kennzahl	Variante A	Variante B
Einmaliger Aufwand	1.200 €	1.800 €
Jährlicher Rückfluss	443,20 €	500,80 €
Einfache Amortisationsdauer	2,71 Jahre	3,59 Jahre
Vereinfachter Nettoüberschuss über fünf Jahre	1.016 €	704 €

Formel für den Fünfjahreswert: 5 × jährlicher Rückfluss − einmalige Investition. Das ist kein abgezinster Kapitalwert. Zinsen, unterschiedliche Zahlungszeitpunkte und Risiken sind nicht berücksichtigt.

Zwischenfazit: Bei den angenommenen fünf Jahren ist A finanziell vorteilhafter, obwohl B mehr kWh einspart. Bei längerem Zeitraum kann sich die Rangfolge ändern.

Video zur Amortisationsrechnung. Beobachtungsfrage: Welche wichtigen Aspekte blendet die einfache Methode aus?

Lerneinheit 5: Sensitivität statt Scheingenauigkeit (9 Minuten)

Eine Sensitivitätsanalyse fragt: Wie verändert sich das Ergebnis, wenn eine Annahme anders ausfällt?

Formel für Variante A: Jährlicher Rückfluss = 0,84 kW × Stunden/Jahr × Euro/kWh + 40 €/Jahr.

Nur einen Einflussfaktor ändern:

Annahme	Jahresrückfluss A	Amortisation A
Basis: 1.600 h, 0,30 €/kWh	443,20 €	2,71 Jahre
Nur Stunden: 1.200 h, 0,30 €/kWh	342,40 €	3,50 Jahre
Nur Preis: 1.600 h, 0,20 €/kWh	308,80 €	3,89 Jahre
Nur Preis: 1.600 h, 0,40 €/kWh	577,60 €	2,08 Jahre

Zusätzlicher Mehrfaktoren-Stresstest:

Szenario	Stunden/Jahr	Nettopreis/kWh	Rückfluss A	Amortisation
Vorsichtig	1.200	0,20 €	241,60 €	4,97 Jahre
Basis	1.600	0,30 €	443,20 €	2,71 Jahre
Günstig	2.000	0,40 €	712,00 €	1,69 Jahre

Achtung: Im Stresstest ändern sich zwei Größen gleichzeitig. Du kannst daraus nicht erkennen, welche einzelne Änderung wie stark wirkt.

Vertiefung als Kurzvideo: Energie-BWL: Wirtschaftlichkeit mit „kurz erklärt! Sensitivitätsanalyse“. Prüfe danach, welche Modellannahme am unsichersten ist.

Kaufmännische Entscheidungsregel im fiktiven Fall: Maximal drei Jahre einfache Amortisation. A erfüllt sie im Basismodell, nicht im vorsichtigen Szenario. Bei 0,30 €/kWh sind dafür mindestens 1.429 Betriebsstunden/Jahr nötig (bei weiterhin 40 € Wartungsvorteil).

Allgemeines Beispiel eines Sankey-Diagramms zur Darstellung von Mengenflüssen; es enthält keine Daten des Falles.

Lerneinheit 6: Drei interaktive kaufmännische Fälle (12 Minuten)

Fall A – Einkaufssitzung: A oder B bei genau fünf Jahren wählen? Rechne den Nettoüberschuss und begründe.

Gestufte Hilfen A: 1. Vergleiche nicht nur Watt. 2. Nutze den jährlichen Rückfluss. 3. Ziehe den jeweiligen Einmalaufwand von fünf Jahresrückflüssen ab.

Begründetes Feedback A: A erreicht 1.016 €, B 704 €. A liegt um 312 € vorn. B ist energetisch sparsamer, aber im festgelegten Zeitraum nicht finanziell führend.

Fall B – Schichtplanänderung: Nur noch 1.200 Stunden bei unverändert 0,30 €/kWh. Hält A die Dreijahresgrenze?

Gestufte Hilfen B: 1. Weniger Stunden bedeuten weniger Einsparung. 2. Rechne 0,84 × 1.200 × 0,30 + 40. 3. Teile 1.200 durch das Ergebnis.

Begründetes Feedback B: 342,40 €/Jahr und rund 3,50 Jahre. Die Regel wird verfehlt; zuerst Betriebsstunden prüfen und gegebenenfalls die Entscheidung neu bewerten.

Fall C – Beschaffungsgespräch: Eine angebliche „besonders effiziente“ Leuchte ist billiger, aber Angaben zur Lichtqualität und zum Verbrauch fehlen. Kannst Du bestellen?

Gestufte Hilfen C: 1. Ist die Funktion gleichwertig? 2. Fehlen Vergleichsdaten? 3. Welche Nachweise verlangt ein echter Einkauf?

Begründetes Feedback C: Noch nicht bestellen. Ohne geeignete Leistungs-, Lichtqualitäts-, Lebensdauer- und Produktinformationen ist die Vergleichsbasis unsicher. Prüfe Datenblätter, ggf. EU-Energielabel und konkrete Angebote, bevor Du neu kalkulierst.

Gesprächsauftrag: Spiele Mira und Ben als 60-Sekunden-Beratung. Nennt eine Zahl, eine Unsicherheit und eine Entscheidung unter Vorbehalt. Verwendet nur die fiktiven Fallangaben.

Lerneinheit 7: Recht, Belege und Quellen kritisch prüfen (7 Minuten)

Deutschland, Prüfung vom 11.10.2026: Der reguläre Umsatzsteuersatz beträgt nach § 12 UStG 19 %; für bestimmte Umsätze gilt ein ermäßigter Satz von 7 %. Der Ausbildungsfall rechnet ausdrücklich netto und unterstellt für den Modellvergleich ein zum Vorsteuerabzug berechtigtes Unternehmen. Das ist keine individuelle Steuerberatung.

Pflichtangaben: Echte Rechnungen unterliegen § 14 UStG (unter anderem Namen und Anschriften, Steuernummer bzw. USt-ID, Datum, Rechnungsnummer, Leistungsbeschreibung und steuerliche Angaben). Im inländischen B2B-Geschäft gelten seit 2025 E-Rechnungsregeln mit Übergangsfristen; 2026 dürfen im geregelten Rahmen noch andere Rechnungsformen ausgestellt werden. Hier entsteht weder Rechnung noch Angebot.

Produktinformationen: Für erfasste Lichtquellen schreibt die EU-Verordnung 2019/2015 unter anderem die A–G-Skala und den Verbrauch in kWh je 1.000 Stunden vor. Sonderfälle und Ausnahmen sind am konkreten Produkt zu prüfen. Den fiktiven Modellen A und B wurden bewusst keine erfundenen Effizienzklassen oder QR-Codes zugewiesen.

Historische Vergleichsgrafik aus 2007: gutes Beispiel dafür, warum ältere Medien keine heutigen Produktaussagen oder aktuelle Energie-Labels ersetzen.

Quellenkontrolle vor einer echten Beschaffung: Datenblatt und Anbieterbelege prüfen, Netto-/Bruttowerte trennen, Nutzungsstunden messen, elektrische Installation fachgerecht beurteilen und aktuelle Vorschriften nochmals abrufen.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was wird in Watt angegeben? (Elektrische Leistung) (!Verbrauchte Energiemenge) (!Amortisationsdauer) (!Einkaufspreis)

Feedback: Watt bezeichnet Leistung; für Energie brauchst Du zusätzlich eine Zeitangabe.

Wie berechnest Du die jährlichen kWh bei einer konstanten Leistung in Watt? (Anzahl mal Watt mal Stunden geteilt durch tausend) (!Anzahl mal Watt geteilt durch Stunden) (!Watt mal Strompreis) (!Investition geteilt durch Strompreis)

Feedback: Durch die Division durch tausend wandelst Du Wattstunden in Kilowattstunden um.

Wie viel verbraucht der fiktive Bestand im Jahr? (1920 kWh) (!576 kWh) (!1344 kWh) (!384 kWh)

Feedback: 20 Leuchten mal 60 Watt mal 1600 Stunden geteilt durch tausend ergeben 1920 kWh.

Wie groß ist die jährliche Energieeinsparung von Variante A? (1344 kWh) (!576 kWh) (!1536 kWh) (!1920 kWh)

Feedback: Vom Bestand mit 1920 kWh ziehst Du den neuen Verbrauch von 576 kWh ab.

Welcher jährliche Rückfluss gilt für A einschließlich vermiedener Wartungskosten? (443,20 Euro) (!403,20 Euro) (!500,80 Euro) (!172,80 Euro)

Feedback: Zur Stromeinsparung von 403,20 Euro kommen 40 Euro Wartungsvorteil.

Wie lange ist die einfache Amortisationsdauer von A im Basisfall? (2,71 Jahre) (!3,59 Jahre) (!5 Jahre) (!1,34 Jahre)

Feedback: 1200 Euro geteilt durch 443,20 Euro pro Jahr ergeben rund 2,71 Jahre.

Wie hoch ist der vereinfachte Nettoüberschuss von B nach fünf Jahren? (704 Euro) (!1016 Euro) (!2504 Euro) (!1800 Euro)

Feedback: Fünf mal 500,80 Euro abzüglich 1800 Euro Investition ergeben 704 Euro.

Wie lange amortisiert sich A im vorsichtigen Mehrfaktoren-Szenario ungefähr? (4,97 Jahre) (!2,71 Jahre) (!1,69 Jahre) (!3,59 Jahre)

Feedback: 1200 Euro geteilt durch 241,60 Euro pro Jahr ergeben rund 4,97 Jahre.

Ab wie vielen jährlichen Betriebsstunden hält A im Modell bei 0,30 Euro pro kWh die Dreijahresgrenze ein? (1429 Betriebsstunden) (!1200 Betriebsstunden) (!800 Betriebsstunden) (!1000 Betriebsstunden)

Feedback: Für höchstens drei Jahre braucht es 400 Euro Rückfluss im Jahr; nach 40 Euro Wartungsvorteil bleiben 360 Euro aus Stromeinsparung.

Welche Verbrauchsangabe gehört nach dem geltenden EU-Label zu erfassten Lichtquellen? (Kilowattstunden je tausend Stunden) (!Kilowattstunden je Jahr für jede Leuchte) (!Euro pro Betriebsstunde) (!Amortisationsjahre)

Feedback: Das Label nennt den Energieverbrauch der Lichtquelle je 1000 Stunden, nicht Deinen individuellen Arbeitspreis.

Memory

Watt	Elektrische Leistung
Kilowattstunde	Energiemenge
Betriebsstunden	Jährliche Nutzungszeit
Amortisation	Kapitalrückflusszeit
Sensitivität	Reaktion auf Annahmeänderung
Arbeitspreis	Kosten je Kilowattstunde

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
Stromkosten	Energiemenge mal Arbeitspreis
Energieeinsparung	Bestandsverbrauch minus Neuverbrauch
Jahresrückfluss	Stromkostenersparnis plus Wartungsvorteil
Amortisationszeit	Einmaliger Aufwand durch Jahresrückfluss
Mehrinvestition	Zusätzlicher Anschaffungsaufwand

Kreuzworträtsel

Watt	In welcher Einheit wird die elektrische Leistung angegeben?
Kilowattstunde	Wie heißt eine gebräuchliche Einheit für elektrische Energie?
Amortisation	Wie heißt der Rückfluss des investierten Kapitals?
Strompreis	Welche Preisgröße wird in Euro je Kilowattstunde angesetzt?
Szenario	Wie nennt man eine zusammenhängende Gruppe von Modellannahmen?
Wartung	Welche laufende Tätigkeit kann nach einer Umrüstung geringere Kosten verursachen?

LearningApps

Dies ist eine Suche nach vorhandenen Übungen und keine Behauptung, dass bereits eine passende App existiert.

Lückentext

Die elektrische Leistung einer Leuchte wird in

angegeben.

Die verbrauchte elektrische Energie wird in

angegeben.

Für die Jahresrechnung wird die Leistung mit den

multipliziert.

Der angenommene Bestand verbraucht jährlich

Kilowattstunden.

Variante A spart gegenüber dem Bestand

Kilowattstunden im Jahr.

Der jährliche Rückfluss von A einschließlich Wartung beträgt

Euro.

Die einfache Amortisationszeit von A beträgt rund

Jahre.

Eine Untersuchung der Wirkung veränderter Annahmen heißt

.

Bei einer echten Beschaffung musst Du die Gleichwertigkeit der

prüfen.

Offene Aufgaben

Leicht – Basisaufgaben

Watt: Erstelle eine Bildkarte, die Watt von Kilowattstunden unterscheidet.
Energieverbrauch: Berechne den Verbrauch einer fiktiven 25-W-Leuchte bei 200 Stunden und erkläre den Rechenweg.
Stromzähler: Zeichne, wie eine Messung vor und nach einer Umrüstung dokumentiert werden könnte.
Betriebsstunden: Formuliere drei Fragen für ein fiktives Gespräch mit der Werkstattleitung zur Nutzungszeit.

Feedbackmaßstab Basis: Eine gute Lösung nennt Einheiten, Rechenweg und die Herkunft ihrer Annahmen; ohne Betriebszeit wird Watt nicht zu kWh.

Standard – Anwendungsaufgaben

Kostenvergleichsrechnung: Entwickle aus den Falldaten eine kleine Vergleichstabelle für A und B.
Amortisationsrechnung: Rechne A bei 1.200 statt 1.600 Jahresstunden neu und erkläre das Ergebnis.
Produktvergleich: Gestalte ein neutrales Angebotsblatt mit den noch fehlenden technischen Nachweisen.
Rollenspiel: Nimm ein 90-Sekunden-Gespräch zwischen zwei frei erfundenen Einkaufsrollen auf; beide sollen eine Zahl begründen.

Feedbackmaßstab Anwendung: Zahlen müssen zu den geänderten Annahmen passen; die günstigere Anschaffung allein reicht nicht als Begründung.

Schwer – Transferaufgaben

Sensitivitätsanalyse: Erstelle eine Tabelle mit drei Betriebszeiten und drei Strompreisen und markiere, wann A die Dreijahresgrenze erfüllt.
Investitionsrechnung: Vergleiche A und B bei zwölf Jahren; erläutere, warum die längere Perspektive das Ergebnis ändern kann.
Risikoanalyse: Entwickle einen Mess- und Prüfplan gegen optimistische Verbrauchsannahmen.
Beschaffung: Verfasse eine Entscheidungsvorlage mit wirtschaftlicher, technischer, rechtlicher und ökologischer Begründung.

Feedbackmaßstab Transfer: Überzeugend ist eine nachrechenbare Empfehlung mit Grenzen, Alternativen und benannten Unsicherheiten; Prognosen dürfen nicht als Fakten ausgegeben werden.

Lernkontrolle

Schichtbetrieb: In der Werkstatt sinkt die Nutzungszeit unerwartet. Zeige, wie sich das auf Einsparung und Investitionsfreigabe auswirkt.
Lebenszykluskosten: Begründe, warum eine höhere Anschaffung trotz kürzerer Amortisation anderer Angebote auf längere Sicht sinnvoll sein könnte.
Sensitivitätsanalyse: Erkläre, warum der gleichzeitige Wechsel von Strompreis und Stunden eine andere Aussage liefert als das Verändern nur einer Größe.
Qualitätssicherung: Entwirf ein Vorgehen, wenn ein Produkt zwar sparsamer ist, aber seine Lichtqualität unklar bleibt.
Umsatzsteuer: Begründe, warum Du Netto- und Bruttowerte nicht unbesehen in einer betrieblichen Rechnung vermischen darfst.
Entscheidung unter Unsicherheit: Formuliere eine Kaufempfehlung, die eine konkrete Bedingung nennt, unter der sie überprüft werden muss.

Beurteilung: Gewertet werden nachvollziehbare Annahmen, korrekte Größen und Einheiten, Modellgrenzen sowie der begründete Umgang mit Unsicherheit – nicht nur ein Endwert.

Lernnachweis

Eine eigene Verbrauchsrechnung mit Einheiten und offengelegter Betriebsstundenannahme.
Ein reproduzierbarer Kostenvergleich der beiden fiktiven Varianten.
Eine einfache Amortisationsrechnung mit Erklärung ihrer Grenzen.
Mindestens zwei nachvollziehbare Szenario- oder Sensitivitätsvergleiche.
Eine dokumentierte Kaufentscheidung mit technischen Prüfpunkten und begründetem Feedback.
Eine kurze Quellen- und Medienrechteprüfung.

OERs zum Thema

Fachlich geprüfte Vertiefungen:

Medienrechte – geprüfte Wikimedia-Commons-Dateiseiten: Die Bildautoren und Lizenzbedingungen findest Du direkt auf den verlinkten Seiten. Bilder sind Illustrationen; aus ihnen werden keine fiktiven Leistungsdaten abgeleitet.

LED-Symbol – Tommaso.sansone91, CC0.
Stromzähler – Editor abcdef, CC0.
Energiemessgerät – Cjp24, CC BY-SA 3.0.
GU10-Leuchte – Dmitry G, CC BY-SA 3.0.
LED-Innenansicht – Loadmaster / David R. Tribble, CC BY-SA.
Sankey-Diagramm – Ladyt, gemeinfrei.
Historische Vergleichsgrafik – Michael Schönitzer, CC BY-SA 2.5.

Videorechte und Datenschutz: Die eingebetteten Videos bleiben Eigentum ihrer jeweiligen Rechteinhaber; sie werden verlinkt/eingebettet, nicht als OER neu lizenziert. YouTube kann Nutzungsdaten verarbeiten. Eine lehrkraftseitige Alternative ist das Gesprächsskript im Kurs.