Beschlussvorlage (Anlage zur Beschlussvorlage 81/2013)

IBH Siemons Ingenieure Kostenvergleich und Wirtschaftlichkeitsdarstellung zur Erneuerung der Wärmeversorgungsanlagen für die Grundschule in der Hormerstr. 5, 52393 Hürtgenwald ‐ Straß IBH Siemons Ingenieure Hüttenstrasse 156 52068 Aachen Fon: 0241 / 94 95 0-0 Fax: 0241 / 94 95 0-22 Heizungstechnik ⋅ Sanitärtechnik ⋅ Raumlufttechnik ⋅ Medizinische Gase ⋅ Wärme- und Schallschutz ⋅ Brandschutztechnik Seite 1 von 10 IBH Siemons Ingenieure Ingenieurbüro für technische Gebäudeausrüstung IBH Siemons Ingenieure Inhaltsverzeichnis: 1. Grundlagen ________________________________________________________________________ 3 2. Aufgabenstellung __________________________________________________________________ 3 3. Wirtschaftlichkeitsanalyse __________________________________________________________ 4 3.1 Finanzierungsdaten _____________________________________________________________ 4 3.2 Schätzkosten __________________________________________________________________ 5 4. Energetische Berechnung _________________________________________________________ 6 VARIANTE 1: "Brennwerttechnik" ___________________________________________________ 6 VARIANTE 2: Brennwerttechnik mit BHKW-Anlage __________________________________ 7 VARIANTE 3: "Holzpellets-Kesselanlage" ____________________________________________ 8 5. Ergebnis ___________________________________________________________________________ 9 Vergleich der jährlichen Energiekosteneinsparung gegenüber der Bestandsanlage: _ 9 Vergleich der jährlichen CO² Einsparung gegenüber der Bestandsanlage: ___________ 9 Gesamtkostenvergleich über ein Jahr: _____________________________________________ 10 6. Empfehlung ______________________________________________________________________ 10 Heizungstechnik ⋅ Sanitärtechnik ⋅ Raumlufttechnik ⋅ Medizinische Gase ⋅ Wärme- und Schallschutz ⋅ Brandschutztechnik Seite 2 von 10 IBH Siemons Ingenieure Ingenieurbüro für technische Gebäudeausrüstung IBH Siemons Ingenieure 1. Grundlagen Für die Grundschule in Hürtgenwald - Straß, wurde 1987 eine Ölkesselanlage zur Beheizung der Grundschule erstellt. Darüberhinaus wird die Ölkesselanlage für die Beheizung des vorhandenen Schwimmbades, des Feuerwehrhauses und der Offenen Ganztagschule (OGS) genutzt. Grundlagen der Energieversorgung: Jährlicher Strombedarf (Mittelwert): Strompreis: Jährlicher Ölverbrauch (Mittelwert): aktueller Ölpreis: aktueller Gaspreis: Wartungskosten Bestandsanlage (geschätzt) 66.330 kWh 0,23 ct/kWh 56.200 ltr. (ca. 562.000 kWh) 76,64 ct/ltr. 6,64 ct/kWh 1.000 €/a Aus den vorgenannten Zahlen ergeben sich Jahreskosten von ca. 59.327,58 € für die bestehende Wärmeversorgungsanlage. 2. Aufgabenstellung Unter Berücksichtigung der Vorgaben der Gemeinde Hürtgenwald, soll untersucht werden, welche Anlagentechnik sich über eine Anlagenlaufzeit von 10 Jahren als wirtschaftlichste Investition erweist. Hierzu wurden folgende Anlagenvarianten berücksichtigt: Variante 1: Brennwerttechnik Variante 2: Brennwerttechnik in Verbindung mit einer BHKW - Anlage Variante 3: Holzpellets - Kesselanlage Um die Heizungsanlage zukünftig energiesparend zu betreiben, muss zum Austausch der alten Heizkessel aus dem Jahre 1987 zusätzlich der Heizungsverteiler mit Armaturen und Pumpen, eine neue Regelungstechnik, sowie der hydraulische Abgleich einschließlich der Einbau von voreinstellbaren Heizkörperventilen Berücksichtigung finden. Die (Sowieso)- Kosten werden in allen drei Varianten über den Betrachtungszeitraum berücksichtigt. Heizungstechnik ⋅ Sanitärtechnik ⋅ Raumlufttechnik ⋅ Medizinische Gase ⋅ Wärme- und Schallschutz ⋅ Brandschutztechnik Seite 3 von 10 IBH Siemons Ingenieure Ingenieurbüro für technische Gebäudeausrüstung IBH Siemons Ingenieure 3. Wirtschaftlichkeitsanalyse 3.1 Finanzierungsdaten Die Betrachtung der Investitionskosten erfolgte als Kostenschätzung, ohne detaillierte Vor- oder Entwurfsplanung. Die Grundlagen zur Energieversorgung wurden aus den uns zur Verfügung gestellten Verbrauchsdaten der letzten Jahre entnommen. Die Kosten für die mögliche Finanzierung der Anlage wurde nach den Vorgaben der KFW in den jährlichen Unterhaltungskosten berücksichtig. Zusätzlich ist es möglich einen Bafa-Zuschuss für Mini KWK Anlagen zu erhalten. Dieser beträgt zurzeit 3.500,00 € für eine Anlage mit 20 kW elektrischer Leistung. Folgende KFW Förderprogramme können in Anspruch werden: - Programm 218: Einzelmaßnahmen, wenn Gebäude vor dem 01. Januar 1995 fertig gestellt worden sind, dann können 50€ pro m² Nutzfläche gefördert werden mit einem Zinssatz von 0,1% effektiv pro Jahr. D. h. ca. 1712 m² Nutzfläche (laut Energiebedarfsausweis) x 50€/m² = 85.600 € förderfähige Summe - Programm 208: wird mit einem Zinssatz gefördert von z. Z. 1,1% effektiv pro Jahr ohne Vorgaben bei 10 Jahren Laufzeit, 2 Jahre Tilgungsfrei und 10 Jahre Zinsbindung. Finanzierungsdaten: Zins KFW Programm 218: 0,1% Zins KFW Programm 208 1,1 % Zinsbindung bzw. Rückzahlungszeitraum: 10 Jahre Bafa-Förderung für Mini KWK bis 20 kW(el) 3.500,00 € Heizungstechnik ⋅ Sanitärtechnik ⋅ Raumlufttechnik ⋅ Medizinische Gase ⋅ Wärme- und Schallschutz ⋅ Brandschutztechnik Seite 4 von 10 IBH Siemons Ingenieure Ingenieurbüro für technische Gebäudeausrüstung IBH Siemons Ingenieure 3.2 Schätzkosten VARIANTE 1: Schätzkosten "Brennwerttechnik" 109.921,00 €, brutto mit: - Bauliche Änderungen - Austausch der Kesselanlage - Austausch der Regeltechnik Heizung - Austausch des Heizungsverteilers einschl. Armaturen und Pumpen - Einstellbare Heizkörperventile und Hydraulischer Abgleich VARIANTE 2: Schätzkosten "Brennwert mit BHKW - Anlage" 206.359,00 €, brutto mit: - Bauliche Änderungen - Austausch der Kesselanlage - Austausch der Regeltechnik Heizung - Austausch des Heizungsverteilers einschl. Armaturen und Pumpen - Einbau einer BHKW - Anlage einschl. Zubehör - Einstellbare Heizkörperventile und Hydraulischer Abgleich VARIANTE 3: Schätzkosten "Holzpellets Kesselanlage" 242.130,00 €, brutto mit: - Bauliche Änderungen - Austausch der Kesselanlage - Austausch der Regeltechnik Heizung - Austausch des Heizungsverteilers einschl. Armaturen und Pumpen - Einstellbare Heizkörperventile und Hydraulischer Abgleich Mit diesen theoretischen Umsetzungsvarianten. Daten startet der Kostenvergleich der drei möglichen Hinweis: Alle ausgewiesenen Schätzkosten verstehen sich als Bruttopreise! Alle Förderungen wurden in den Schätzkosten berücksichtigt. Heizungstechnik ⋅ Sanitärtechnik ⋅ Raumlufttechnik ⋅ Medizinische Gase ⋅ Wärme- und Schallschutz ⋅ Brandschutztechnik Seite 5 von 10 IBH Siemons Ingenieure Ingenieurbüro für technische Gebäudeausrüstung IBH Siemons Ingenieure 4. Energetische Berechnung VARIANTE 1: "Brennwerttechnik" Wartungsaufwand €/kWh Leistung elektrisch 0,00 kW €/kWh Leistung thermisch 0,00 kW €/kWh Nutzenergieverbrauch €/kWh thermischer Wirkungsgrad KWK-Zuschlag €/kWh Betriebsstunden Energiesteuerrückerstattung €/kWh Brennstoffbedarf (neu) Vermiedene Netznutzung €/kWh Erzeugter Strom üblicher Preis €/kWh selbst genutzt Brennstoffkosten (Hi) 0,0664 Brennstoffkosten (Hs) Strompreis Ǿ Stromverbrauch pro Jahr 0,2300 66.330 kWh 450.000 kWh/a 0,95 0,00 h/a 473.684 kWh/a 0,00 kWh/a Wert des Stroms 0,00 €/kWh eingespeist Wert des Stroms Annuität 218 Annuität 208 Brennstoffkosten Ausgaben Einnahmen €/a €/a 8.607,15 Laufzeit 2.581,66 Annuitätenfaktor 31.452,63 0,100% 10 Jahre 0,101 Annuität 8.607,15 €/a Investitionskosten 208 Zinssatz 1.000,00 Wert des Stroms Ǿ Stromkosten pro Jahr Endsummen pro Jahr 85.600,00 € Zinssatz Energiesteuerrückerstattung Wartungsaufwand / a 0,00 €/kWh Investitionskosten 218 24.321,00 € 1,100% Laufzeit 15.255,90 58.897,34 10 Jahre Annuitätenfaktor Annuität 0,106 2.581,66 €/a Kostenaufwand nach 10 Jahren 588.973,38 €/a Heizungstechnik ⋅ Sanitärtechnik ⋅ Raumlufttechnik ⋅ Medizinische Gase ⋅ Wärme- und Schallschutz ⋅ Brandschutztechnik Seite 6 von 10 IBH Siemons Ingenieure Ingenieurbüro für technische Gebäudeausrüstung IBH Siemons Ingenieure VARIANTE 2: „Brennwerttechnik mit BHKW-Anlage“ Wartungsaufwand 0,5300 €/Bh Leistung elektrisch 20,00 kW Brennstoffkosten 0,0664 €/kWh Leistung thermisch 39,00 kW Strompreis 0,2300 €/kWh Nutzenergieverbrauch KWK-Zuschlag 0,0541 €/kWh thermischer Wirkungsgrad Energiesteuerrückerstattung 0,0000 €/kWh Betriebsstunden Vermiedene Netznutzung 0,0054 €/kWh Brennstoffbedarf (neu) 390.750 kWh/a üblicher Preis 0,0404 €/kWh Erzeugter Strom 125.641 kWh/a Ǿ Stromverbrauch pro Jahr 66.330 kWh/a selbst genutzt 245.000 kWh/a 0,63 6.282 h/a 0,38 Wert des Stroms 0,284 €/kWh eingespeist 0,62 Wert des Stroms 0,100 €/kWh Investitionskosten 218 Ausgaben Einnahmen Zinssatz €/a €/a Laufzeit Annuität 218 8.607,15 Annuität 208 12.818,48 Brennstoffkosten (einschl. Brennwertkessel) 40.274,19 10 Jahre 0,101 Annuität 8.607,15 €/a Investitionskosten 208 120.759,00 € Zinssatz 4.329,49 Wert des Stroms 15.255,90 Endsummen pro Jahr 81.285,21 601.216,71 €/a 1,100% Laufzeit 21.163,54 Ǿ Stromkosten pro Jahr Kostenaufwand nach 10 Jahren 0,100% Annuitätenfaktor Energiesteuerrückerstattung Wartungsaufwand 85.600,00 € 10 Jahre Annuitätenfaktor 0,106 Annuität 12.818,48 €/a 21.163,54 Heizungstechnik ⋅ Sanitärtechnik ⋅ Raumlufttechnik ⋅ Medizinische Gase ⋅ Wärme- und Schallschutz ⋅ Brandschutztechnik Seite 7 von 10 IBH Siemons Ingenieure Ingenieurbüro für technische Gebäudeausrüstung IBH Siemons Ingenieure VARIANTE 3: "Holzpellets-Kesselanlage" Wartungsaufwand €/kWh Leistung elektrisch 0,00 kW €/kWh Leistung thermisch 0,00 kW €/kWh Nutzenergieverbrauch €/kWh thermischer Wirkungsgrad 0,95 KWK-Zuschlag €/kWh Betriebsstunden 0,00 h/a Energiesteuerrückerstattung €/kWh Brennstoffbedarf (neu) Vermiedene Netznutzung €/kWh Erzeugter Strom üblicher Preis €/kWh selbst genutzt kWh/a Wert des Stroms Brennstoffkosten (Hi) 0,0450 Brennstoffkosten (Hs) Strompreis Ǿ Stromverbrauch pro Jahr 0,2300 66.330 450.000 kWh/a 473.684 kWh/a 0,00 kWh/a €/kWh eingespeist Ausgaben Einnahmen €/a €/a Wert des Stroms Investitionskosten 218 Annuität 218 8.607,15 Zinssatz Annuität 208 16.615,54 Laufzeit Brennstoffkosten 21.315,79 Annuitätenfaktor Energiesteuerrückerstattung Wartungsaufwand / a €/kWh 85.600,00 € 0,100% 10 Jahre 0,101 Annuität 2.000,00 Wert des Stroms 8.607,15 €/a Investitionskosten 208 156.530,00 € Zinssatz 1,100% Laufzeit Ǿ Stromkosten pro Jahr 15.255,90 Annuitätenfaktor Endsummen pro Jahr 63.794,38 Annuität Kostenaufwand nach 10 Jahren 10 Jahre 0,106 16.615,54 €/a 637.943,84 €/a Heizungstechnik ⋅ Sanitärtechnik ⋅ Raumlufttechnik ⋅ Medizinische Gase ⋅ Wärme- und Schallschutz ⋅ Brandschutztechnik Seite 8 von 10 IBH Siemons Ingenieure Ingenieurbüro für technische Gebäudeausrüstung IBH Siemons Ingenieure 5. Ergebnis Vergleich der jährlichen Energiekosteneinsparung gegenüber der Bestandsanlage: Vergleich der jährlichen CO² Einsparung gegenüber der Bestandsanlage: Hinweis: Grundlage CO² Ausstoß: Erdgas 202 g/kWh; Öl 266 g/kWh; Pellets 62 g/kWh; RWE - Strom 790 g/kWh Heizungstechnik ⋅ Sanitärtechnik ⋅ Raumlufttechnik ⋅ Medizinische Gase ⋅ Wärme- und Schallschutz ⋅ Brandschutztechnik Seite 9 von 10 IBH Siemons Ingenieure Ingenieurbüro für technische Gebäudeausrüstung IBH Siemons Ingenieure Gesamtkostenvergleich über ein Jahr: Anlagenart Bestand Gas‐Brennwert Brennwert+BHKW Pelletskessel Investition €/a 0,00 € 11.188,81 € 21.425,63 € 25.222,69 € Heizkosten Stromkosten Einnahmen Energiekosten €/a €/a €/a €/a 44.071,68 € 15.255,90 € 59.327,58 € 32.452,63 € 15.255,90 € 47.708,53 € 44.603,68 € 15.255,90 € ‐21.163,54 € 38.696,04 € 23.315,79 € 15.255,90 € 38.571,69 € VARIANTE 1: Gesamtkosten VARIANTE 2: Energiekosten‐ einsparung tat. Jahreskosten €/a €/a ‐ 59.327,58 € 11.619,05 € 58.897,34 € 20.631,54 € 60.121,67 € 20.755,89 € 63.794,38 € VARIANTE 3: 58.897,34 €/a 60.121,67 €/a 63.794,38 €/a 588.973,38 € 601.216,71 € 637.943,84 € pro Jahr Gesamtkosten über 10 Jahre 6. Empfehlung Die erfolgten Berechnungen zeigen auf, dass mit allen drei Varianten eine Energiekosteneinsparung, sowie eine Reduzierung des CO²- Ausstoßes erwirkt wird. Mit den vorgestellten Anlagenvarianten 2 und 3 lassen sich die größten Einsparungen gegenüber den Bestandsanlagen realisieren. Aufgrund dieser Berechnungen empfehlen wir die Anlagenvariante 2 um zu setzten, da aufgrund des Lehrschwimmbeckens ständig ein gewisser Energiebedarf bereitgestellt und gedeckt werden muss. Hinweis und weitere Empfehlungen: Einen weiteren Ansatzpunkt für die zukünftige energetische Optimierung sehen wir in der Lüftungsanlage des Lehrschwimmbeckens. Die Anlage arbeitet äußerst unwirtschaftlich und könnte mit einer modernen Schwimmbadlüftungsanlage und entsprechender Wärmepumpentechnik Betriebskosteneinsparungen von bis zu 60% ermöglichen. Weiterhin könnte eine separate Heizungszuleitung mit Wärmemengenmessung für die Mietwohnung im Gebäudekomplex eine zukünftige Nebenkostenabrechnung stark vereinfachen. aufgestellt Aachen, 10.09.2012 IBH Siemons Ingenieure Ingenieurbüro für technische Gebäudeausrüstung Hinweise zur Berechnung Energiekosten: Aufgrund der vorgelegten Verbrauchsdaten der Jahre 2009 bis 2011 wurden die tatsächlichen, durchschnittlichen Jahres Energiekosten ermittelt. Allgemein: Wir weisen darauf hin, dass die Verbrauchswerte, Herstellungskosten, Strom und Gaspreise aus Annahmen und den uns zur Verfügung gestellten Unterlagen entnommen wurden, für welche wir jegliche Gewährleistung ablehnen. Heizungstechnik ⋅ Sanitärtechnik ⋅ Raumlufttechnik ⋅ Medizinische Gase ⋅ Wärme- und Schallschutz ⋅ Brandschutztechnik Seite 10 von 10 IBH Siemons Ingenieure Ingenieurbüro für technische Gebäudeausrüstung