B e r i c h t und A n t r ä g e. des Stadtrates an den Einwohnerrat. betreffend

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1 EINWOHNERRAT BRUGG B e r i c h t und A n t r ä g e des Stadtrates an den Einwohnerrat betreffend Kredit für den Ersatz der Wärmeerzeugung (Gaskessel) und der Erneuerung der Wärmekraftkoppelung (WKK) mittels gasbetriebenem Blockheizkraftwerk (BHKW) in der Schulanlage Hallwyler 1. Ausgangslage Die Heizzentrale im Hallwylerschulhaus versorgt folgende Liegenschaften mit Wärme: - Schulhaus Hallwyler - Turnhalle Hallwyler I und II - Hauswartwohnung und Garderobenanlagen - Schulhaus Stapfer - Lateinschulhaus - Schulhaus Freudenstein mit Hauswirtschaft und Wohnhaus - Turnhalle Freudenstein

2 2 Die letzte heiztechnische Sanierung der Wärmeerzeugung erfolgte Die installierten Wärmeerzeuger haben ihre Lebensdauer erreicht. Steigende Unterhaltskosten und die dauernde Unsicherheit bei der Betriebsbereitschaft erfordern den Ersatz der Anlage. Installiert sind ein Gas-Öl Heizkessel 750 kw, Fabrikat Ygnis, und eine mit Erdgas betriebene Wärme-Kraft-Koppelungsanlage (BHKW), Fabrikat Ammann Typ 680 mit 80 kw elektrische Leistung und 148 kw thermische Leistung. Seit 2006 erfolgt die Wärmeerzeugung ausschliesslich mit dem Heizkessel und grösstenteils mit Gas als Energieträger. Ein Öltank mit einem Fassungsvermögen von Litern ist noch immer eingebaut. Der Zustand entspricht den gesetzlichen Bestimmungen. Auf den Zukauf und Verbrauch von Heizöl wird jedoch aus Umweltschutzgründen verzichtet. Beim BHKW steht eine Gesamtrevision mit grösseren Investitionen an, aus wirtschaftlichen Gründen wurde diese Teilsanierung der Heizanlage nicht ausgelöst. Konzeptionell ist die Heizungsanlage auf einem aktuellen Standard. Das BHKW ist seit 2006 ausser Betrieb, und aufgrund des langen Stillstandes und bisher nicht getätigter Nachrüstungen nicht mehr funktionsfähig. Die Vergütungen der IBB für Überschussstrom aus dem BHKW lagen 2006 so tief, dass sich eine Nachrüstung nicht lohnte. Dank der Speicherkapazität von 3 mal Liter Heizungswasserspeichern könnte das BHKW, bei optimalem Betrieb, ohne Wärmeabnahme in den Schulhäusern, 4 Stunden lang ununterbrochen laufen. Damit kann dieses BHKW so eingesetzt werden, dass es zu denjenigen Zeiten Strom produziert, wo er tendenziell knapp und deshalb teuer ist. Diese Situation kann in den nächsten Jahren zunehmend auftreten. 2. Aufgabenstellung, Projektziel Der 1993 installierte 750 kw Gas-Öl-Heizkessel ist 18 Jahre alt und braucht vermehrten Unterhalt. Nach Aussagen der Serviceleute könnte der Brennraum mit den Wasserwärmetauschern jederzeit durchrosten. Ein Ersatz dieses Kessels, als alleinige Wärmequelle für den Spitzenwärmebedarf, drängt sich aufgrund der Beurteilung der Servicepersonen und der sich häufenden Reparaturen auf.

3 3 Mit dem Ersatz des Heizkessels ist auch die Frage des BHKW, Ersatz oder ersatzlose Entfernung der Altanlage, aktuell. Zusätzlich ist eine Beurteilung der gesamten Wärmeerzeugung auf Verteilerseite nach 18 Betriebsjahren empfehlenswert. Eine erste Studie eines Ingenieurbüros kam zur Aussage, dass ein Gesamtersatz aller Komponenten der Heizungsanlage, inkl. aller Pumpen, Regelventilen, Steuerungen etc. empfehlenswert sei, weil deren Lebensdauer nach 18 Jahren Betrieb erreicht sei. Dieser Ansatz erschien der Projektleitung des Stadtbauamtes zu kurz zu greifen. Eine Beurteilung eines zweiten Ingenieurteams kam zu folgenden Schlüssen: - Ein Heizkesselersatz ist aufgrund der zunehmenden Unsicherheiten in Bezug auf einen sicheren Betrieb empfehlenswert; - Die allermeisten Komponenten der Heizverteilung sowohl in der Heizzentrale, wie auch in den Unterzentralen der 7 beheizten Gebäude sind absolut intakt und können noch Jahrzehnte funktionieren. Anstelle eines Totalersatzes der Verteilkomponenten empfiehlt dieses Ingenieurteam regelmässige Kontrollen sowie Unterhalt und Ersatz nach Bedarf. Im Gegensatz zum Heizkessel, von dem das ganze System abhängt, ist beim Versagen einer Verteilkomponente keine wesentliche Einschränkung des Schulbetriebes einzukalkulieren. Umwälzpumpen, Regelventile, Steuerungen etc. können bei Bedarf schnell ersetzt werden. - Ein Ersatz des BHKW ist sinnvoll, insbesondere mit den sich abzeichnenden Veränderungen im schweizerischen Kraftwerkpark. Die 1993 installierte Anlage und deren Planung durch das damalige Ingenieurbüro entsprechen auch heute noch einem guten Konzept. Neben der Option Ersatz der Wärmeerzeugungskomponenten, Heizkessel und BHKW, überprüfte das Stadtbauamt zusammen mit dem Ingenieur folgende Fragen: - Wäre anstelle von Erdgas, mit Option Heizöl, ein alternativer Energieträger sinvoll? - Ist der Wärmeverbund der 7 beheizten Gebäude noch zeitgemäss und gibt es Alternativen.

4 4 2.1 Alternativen Energieträger Als Alternativen zu einer erdgasbetrieben Heizanlage mit BHKW (gleichzeitige Wärme- und Stromproduktion) bieten sich bei ähnlicher energetischer Qualität nur: - Eine zentrale Holzheizung (Schnitzel oder Pellets) - Eine Wärmepumpenanlage mit Grund- oder Aarewasser an. Im Falle einer Holzheizung bot der Bauernverband an, das Schulhaus Stapfer an deren Holzheizung im benachbarten Neubau anzuschliessen. Aufgrund der sehr unterschiedlichen Charakteristiken des Bauernverband-Neubaus und der bestehenden Schulanlage und der unterschiedlichen Nutzungscharakteristik ist eine Ankoppelung an die neue Heizzentrale des Bauernverbandes wenig sinnvoll. Holzheizungen mitten im städtischen Kontext und in Städten/Gemeinden mit starker Luftbelastung durch den Strassenverkehr sind eher problematisch. Deshalb macht die Weiterverfolgung einer Holzheizung keinen Sinn. Eine Wärmeproduktion durch Elektrowärmepumpen läuft dann optimal, wenn alle Wärmeabnehmer aufgrund ihres hohen energetischen Gebäudehüllen-Standards mit niedrigen Heizwasser-Temperaturen beheizt werden können. Bei den vier unterschiedlich alten Schulanlagen trifft dieses Kriterium nicht zu. Zusätzlich würden die Heizkosten beim hohen Wärmebedarf und entsprechendem Bedarf an Strom und aufgrund hoher Investitionen massiv steigen. Deshalb wird eine Wärmepumpenheizung nicht weiterverfolgt. 2.2 Alternativen Wärmeverbund Als Alternativen zum heutigen Wärmeverbund mit Spitzenheizkessel und BHKW, betrieben und finanziert durch die Stadt, bieten sich zwei Alternativen: - Je eine Gasheizzentrale in jedem Schulhaus, anstelle des heutigen Wärmeverbundes. - Ein Contracting-System, bei dem ein Dritter die Anlage finanziert und betreibt. Die Option, 4 Heizzentralen anstelle des Wärmeverbundes, wurde nicht weiterverfolgt, weil 4 Heizungen mehr Platz in den Schulhäusern brauchen und mehr Unter-

5 5 halt bedingen. Die Möglichkeiten einer effizienten Wärmeerzeugung werden bei kleineren Heizsystemen beschränkter. Die Option Contracting wird im Kapitel 5 behandelt. Aufgrund dieser Abklärungen und Beurteilungen wird die Hauptvariante: Erneuerung der bisherigen Wärmeerzeugung mit Spitzenkessel und BHWK, aber nur mit Erdgas, weiterverfolgt. Der Zustand der Fernleitung kann mit nützlichem Aufwand nicht festgestellt werden. Nach Rückfrage beim Hersteller-Rohrlieferanten gibt es keine Kontrollmöglichkeiten für den inneren/äusseren Zustand der Leitungen und Leitungsisolationen. Die technische Lebensdauer wird mit ca. 40 Jahren angegeben, somit muss bei einem Leck mit einem Ersatz oder Teilersatz gerechnet werden. 3. Sanierungsvorschlag Ersatz der bestehenden 2 Wärmeerzeuger: Heizkessel und BHKW auf der Basis des 1993-Heizkonzept durch Basler&Hofmann, inkl. neuem Siemens-Regler. Die Gesamtkosten dieses gesamten Wärmeerzeuger-Ersatzes verursachen Investitionskosten von Fr Ein reiner Gaskesselersatz, inkl. Demontage des Kessels, des alten BHKW und der Tankanlage, inkl. eines neuen Siemens-Reglers, erzeugt Investitionskosten von ca. CHF Wirtschaftlichkeit Die Wirtschaftlichkeit einer Heizzentrale mit BHKW hängt zentral von den Vergütungen für den Überschussstrom oder der Möglichkeit, einen hohen eigenen Stromverbrauch abzudecken, ab. Beide Aspekte unterliegen aktuell und gesamtschweizerisch einer dynamischen Entwicklung. Winterstrom hat generell einen hohen Wert. Wenn das Strom abnehmende Elektrizitätswerk einen fairen Preis zahlt, kann eine BHKW-Anlage schon heute, im

6 6 Vergleich zu einer konventionellen Oel- oder Gasheizung, wirtschaftlich betrieben werden. Die aktuell von den IBB offerierten Rücknahmetarife für überschüssigen BHKW- Strom erfüllen das Kriterium Wirtschaftlichkeit noch zu wenig. Während den nächsten Jahren, der Betriebszeit eines neuen BHKW, werden sich diese Rahmenbedingungen wahrscheinlich markant verändern. Bei der Abdeckung eines wesentlichen Teils des Schulhaus-eigenen Stromverbrauchs dürfte der Betrieb des BHKW zu tieferen Gesamtenergiekosten führen, als bei einer klassischen Gas- oder Oelheizung und separatem Strombezug. 5. Finanzierung Neben der Finanzierung über das Investitionsbudget kann bei grösseren Heizanlagen mit einem speziellen Mehrwert, wie dem BHKW mit Stromproduktion, auch mit Contractinglösungen gearbeitet werden. Energie-Contracting ist die Auslagerung von Planung, Finanzierung, Bau und Wartung einer Energieversorgungsanlage an eine Firma, den Contractor. Die Energieversorgung wird unter vertraglich klar geregelten Rahmenbedingungen ausgelagert. Der Bauherr schliesst mit dem Contractor einen Energieliefervertrag ab. Mit der IBB wurden intensive Verhandlungen für ein Contracting der Heizanlage der Schulhäuser Hallwyler, Stapfer, Latein und Freudenstein geführt. Das Angebot entsprach noch nicht den Kriterien nach hoher Wirtschaftlichkeit für die Stadt. Für die Prüfung von interessanten Contractinglösungen, für den Teil BHKW, ist ein spezielles Submissionsverfahren vorgesehen. Ein Energie-Contracting bietet Vorteile: Etwa die Auslagerung von technischen Risiken, das optimale Einbringen von Know-how in Energie-Projekte oder die Entlastung der Investitionsbudgets. Die Partnerschaft mit dem Energie-Contractor dauert über die Nutzungsdauer einer Anlage. Die Energielieferung ist über die Vertragsdauer gesichert.

7 7 Die Ausschreibungsunterlagen sollen die Anforderungen der Bauherrschaft enthalten.eine Ausschreibung ist deshalb wichtig, damit der richtige Partner gefunden werden kann, und marktgerechte Preise erreicht werden. Für die Sanierung der Heizzentrale Hallwyler, ohne Ersatz BHKW, berechnen sich die einzelnen Positionen wie folgt: Pos. 1 Pos. 2 Pos. 3 Heizkesselersatz (gemäss Offerte) Fabrikat Viessmann, Vitocrossal 300 (720 kw) CHF Blockheizkraftwerk inkl. kompletter Montage, inkl. integrierter Abwärme-Wärmepumpe Fabrikat Avesco, TGB 924, 80/143 kw (CHF ) Bauliche Nebenleistungen und Honorare (CHF ) Neuer Schaltschrank inkl. neuen Reglern; inkl. Montage, Fabrikat Siemens CHF Pos. 4 Anpassungen Elektro, Annahme CHF Pos. 5 Anpassungen Lüftung, Annahme CHF Pos. 6 Anpassungen Dämmungen, Annahme CHF Pos. 7 Bauliche Anpassungen, Annahme CHF Pos. 8 Innere Malerarbeiten, Annahme CHF Pos. 9 Baureinigung, Annahme CHF Pos. 10 Anpassungen Unterstationen, Annahme CHF Pos. 11 Projekt- und Bauleitung, inkl. Nebenkosten CHF Pos. 12 Unvorhergesehenes, Reserven 5% (1, 3-10) CHF Total Ersatz Gasheizkessel und Erneuerung Heizzentrale CHF

8 8 Zuzüglich Teuerung, Berechnungsstand ist der 1. April 2011 (1. April 2010 ZH WBK- Index als Basis, Punkte). 6. Terminplanung Nach der allfälligen Kreditsprechung kann, nach Ablauf der Referendumsfrist, unmittelbar mit der Ausführungsplanung begonnen werden. Da die Submission für den Kesselersatz vorgezogen wurde, kann mit einer maximalen Vorbereitungsphase von 3-4 Monaten gerechnet werden. Demnach ist die Sanierung der Heizzentrale auf das Ende der Heizperiode möglich. Der Ersatz des BHKW ist unabhängig vom Heizkesselersatz möglich und einzig abhängig von der Contractor-Submission und der Lieferfrist des Aggregates. Projektablauf 2012 Kreditbeschluss Vorbereitungsphase Heizzentrale Sanierung Heizzentrale inkl. Demontage BHKW und Tankanlage Inbetriebnahme Heizzentrale Submission Contracting Vertragsabschluss Contracting Vorbereitungsphase Ersatz BHKW Ersatz BHKW inkl. Anpassungen Inbetriebnahme BHKW Januar Februar bis Juni Juli, August September Februar bis April Mai Mai bis August September September Abschlussphase und Optimierungen Projektabrechnung -Abschluss Oktober, November Dezember

9 9 Demgemäss der A n t r a g : 1. Sie wollen für die Sanierung der Wärmezentrale Hallwyler einen Bruttokredit von CHF , zuzüglich Teuerung ab April 2011 mit Punkten nach Zürcher Baukostenindex (ZH WBK), bewilligen. 2. Sie wollen, dass der Ersatz der Wärmekraftkoppelungsanlage über ein Contracting vorgenommen wird. Die entsprechenden Betriebskosten sind im Budget einzustellen. Brugg, 14. Dezember 2011 NAMENS DES STADTRATES Der Stadtammann: Der Stadtschreiber: Das Projektdossier und die Submissionsunterlagen sind beim Stadtbauamt zu den Bürozeiten und teilweise (*) auf der Homepage einsehbar.