Erläuterungsbericht

Objektplan

Erläuterungsbericht

1. Sachverhalt und geplantes Vorhaben

Die zweite biologische Reinigungsstufe (Schwachlastbelebung) im Klärwerk 1 der Stadt Nürnberg ist ein wesentlicher Bestandteil der Abwasserreinigung und dient zur Elimination von Ammonium. Für die Erzeugung der Druckluft in die Schwachlastbelebungsbecken 1 bis 4 (SLB) werden im Klärwerk 1 der Stadt Nürnberg 10 Linde Verdichter (jeweils 5 Linde Verdichter für Becken 1 und 2 sowie für Becken 3 und 4) und 2 AERZEN Drehkolbengebläse (jeweils 1 Verdichter für Becken 1 und 2 sowie für Becken 3 und 4) eingesetzt.

Die 10 Linde-Verdichter stammen aus dem Jahr 1973

Die Verdichter entsprechen nicht mehr dem Stand der Technik. Sie besitzen eine sehr aufwändige und komplizierte Ölversorgung. Auch erfolgt die Mengenregelung mit einem mechanisch verstellbaren Leitrad das keinen zuverlässigen Betrieb gewährleistet. Ersatzteile sind inzwischen sehr teuer geworden, da diese nicht mehr produziert werden und es sich fast immer um Einzelanfertigungen handelt. Damit ist eine Ersatzteilversorgung nicht mehr gesichert. Ebenfalls ist der Instandhaltungsaufwand sehr groß, so dass meistens 2 Verdichter wegen Reparatur außer Betrieb sind. Im Hinblick auf eine energetische Optimierung der Schwachlastbelbung ist es angedacht, dass für die Belebungsbecken 1 bis 4 die Verdichter zum Teil ausgetauscht werden. Hierzu wurden bereits die Leistunsphasen 1 bis 3 durch ein Ingenieurbüro abgearbeitet und festgestellt, dass der Austausch von 6 Linde Verdichter am wirtschaftlichsten ist (Punkt 3. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung). Auch haben die Linde Verdichter bereits ein sehr hohes Alter (Baujahr 1973), was zu hohen Energiekosten und Instandhaltungs-Reperatur-Kosten führt. Der Austausch der Verdichter kann nur nacheinander erfolgen, da die neuen Verdichter am Standort der alten Verdichter inkl. Rohrleitungen (Druck-/Zuluftanschluss) wieder aufgestellt werden müssen. Somit ist nur ein direkter Austausch mit hohen Koordinationsaufwand möglich. Aufgrund dessen soll für die weiteren Leistungsphasen 5 bis 9 ein neues Ingenieurbüro ausgeschrieben werden. Die bereits vorhandenen Unterlagen der Leistungsphase 1 bis 3 werden als Grundlage der weiteren Planung zugrundegelegt. Seitens der Projektleitung SUN/S-2/M müssen folgende Arbeiten auf Basis der bereits vorhandenen Leistungsphasen 1 bis 3 vom neuen Ingenieurbüro (erst nach Genehmigung Objektplan und neuer Ausschreibung möglich) geplant und ausgeführt werden:  Ausschreibung und Beschaffung neue Verdichter  Rückbau und Demontage der alten Verdichter im laufenden Betrieb der SLB  Rückbau und Demontage der Ölversorgung  Anpassung des Fundaments (inkl. Fliesenarbeiten)  Betriebsfertige Montage (inkl. Inbetriebnahme)  Anpassung der vorhandenen Druckluftleitungen an die neuen Verdichter  Schnittstellenbetrachtung zu Prozessleit- und Elektrotechnik

Da auch die Schalt- und Steueranlage bereits seit 1973 im Betrieb ist, müsste diese auch dringend erneuert werden. Dies würde jedoch bei der Anschaffung von neuen Verdichtern mit intergrierte Steuerung entfallen. Der Rückbau bzw. Umbau der Stromversorgung wird im Rahmen des elektrischen Umbaus der kompletten Schwachlastbelebung (Becken 1 bis 6, sowie weitere Aggregate wie Pumpen, etc. ) separat von SUN/S-2/E betrachtet.

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2. Kosten

Die Gesamtkosten für die geplante Maßnahme umfassen für die Hauptgewerke folgende Kosten: 1. Maschinentechnische Ausrüstung 2.400.000,00 Euro Elektrotechnische Ausrüstung 220.000,00 Euro Bautechnische Anpassung 180.000,00 Euro Prozessleittechnik 30.000,00 Euro Baukosten – brutto (SUMME) 2.830.000,00 Euro

2. Baunebenkosten (z. B. Objektplanung, Nebenkosten, etc.) 520.000,00 Euro

Brutto Gesamtkosten (SUMME) 3.350.000,00 Euro

3. Eigenleistung (750 Std. x 120 Euro/Std.) 90.000,00 Euro

Gesamtsumme 3.440.000,00 Euro

3. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

Um die Wirtschaftlichkeit der Maßnahme darzustellen, wurden seitens SUN folgende Rahmenbedingungen zur Betrachtung herangezogen. Diese berufen sich auf aktuelle Werte und Kostenschätzung der verschiedenen Abteilungen: Zinssatz 4,5 % Abschreibung 15 a

Stromkosten 0,40 EUR / kWh

Preissteigerung Instandhaltung 3 % Preissteigerung Strom 4 % Annuität 0,093

Investition Verdichter 3.440.000 EUR Einsparung E-Technik* 800.000 EUR

Anlagenkosten effektiv 2.640.000 EUR

Instandhaltung alte Verdichter 30.000 EUR / a Instandhaltung neue Verdichter 10.000 EUR / a

*Die Schaltanlage der alten Verdichter müsste erneuert werden. Dies würde für die reine E-seitige Erneuerung ca. 800.000,00 Euro kosten. Mit dem Neubau der Verdichter entfällt auch die Erneuerung der Schaltanlage, da die neuen Verdichter mit integrierter Steuerung geliefert werden. Damit ergibt sich bei Neubeschaffung der Verdichter eine Kostenersparnis von ca. 800.000,00 Euro, die für die Wirtschaftlichkeitsberechnung von den Investitionskosten (3.440.000,00 Euro) abgezogen werden. In der nachfolgenden Tabellen ist die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zwischen Alt-Verdichter und Neu-Verdichter dargelegt. Daraus wird ersichtlich das die Neuanschaffung wirtschaftlicher ist als den Alt-Bestand zu behalten:

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neue Verdichter

alte Verdichter

Instand- Anlagenkosten + Instand-

Jahre Zinsbasis Zinsen Tilgung Stromkosten Stromkosten

haltung Instandhaltung haltung

1 2.640.000 118.800 176.000 10.000 304.800 1.765.146 30.000 1.938.716 2 2.464.000 110.880 176.000 10.000 296.880 1.835.752 30.900 2.016.264 3 2.288.000 102.960 176.000 10.000 288.960 1.909.182 31.827 2.096.915 4 2.112.000 95.040 176.000 10.000 281.040 1.985.549 32.782 2.180.791 5 1.936.000 87.120 176.000 10.300 273.420 2.064.971 33.765 2.268.023 6 1.760.000 79.200 176.000 10.609 265.809 2.147.570 34.778 2.358.744 7 1.584.000 71.280 176.000 10.927 258.207 2.233.473 35.822 2.453.094 8 1.408.000 63.360 176.000 11.255 250.615 2.322.812 36.896 2.551.218 9 1.232.000 55.440 176.000 11.593 243.033 2.415.724 38.003 2.653.266 10 1.056.000 47.520 176.000 11.941 235.461 2.512.353 39.143 2.759.397 11 880.000 39.600 176.000 12.299 227.899 2.612.847 40.317 2.869.773 12 704.000 31.680 176.000 12.668 220.348 2.717.361 41.527 2.984.564 13 528.000 23.760 176.000 13.048 212.808 2.826.056 42.773 3.103.946 14 352.000 15.840 176.000 13.439 205.279 2.939.098 44.056 3.228.104 15 176.000 7.920 176.000 13.842 197.762 3.056.662 45.378 3.357.228 950.400 2.640.000 171.920 3.762.320 35.344.558 557.967 38.820.044

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Nach der obigen Auswertung sind in den nachfolgenden Tabellen folgende 2 positive Einsparungen zu sehen.

a. Einsparung Energiekosten pro Jahr

Bei einer Annahme vom 0,40 EUR/kWh (aktueller Strompreis) würde man zwischen den alten Verdichtern und den neuen Verdichtern im Jahr eine Stromeinsparung von 173.570,00 Euro erzielen.

Einsparung pro

Jahr in EUR

(0,40 EUR / kWh)

Energieverbrauch

pro Jahr in kWh

Einsparung pro

Jahr in kWh

b. Gesamteinsparung Projekt

Mit der kompletten Berücksichtigung der Stromkosten, Instandhaltungskosten und der Investitionskosten würde man in 15 Jahren eine Gesamteinsparung von 271.132,00 Euro erreichen. Da davon auszugehen ist, dass die Stromkosten in Zukunft eher noch steigen, würde sich die Gesamteinsparung in Zukunft noch vergrößern.

Gesamtkosten

in EUR

Ergebnis in

EUR

Basis der Berechnung

Für die alten Verdichter wurden die Daten für die spezifische Leistungsaufnahme (Wh/Nm³) aus dem Prüfprotokoll bei Abnahme der Verdichter von 1973 herangezogen. Aufgrund von Verschleiß kann davon ausgegangen werden das die Verdichter inzwischen wesentlich schlechtere Daten aufweisen und somit noch schlechtere Ergebnisse erzielen würden als in der Berechnung zu Grunde gelegt. Für die neuen Verdichter wurde das Datenblatt vom Fabrikat SULZER HST 30 verwendet. Diese Verdichter (SULZER HST 30) sind bereits seit 2022 für die Belebungsbecken 5 und 6 installiert und somit bekannt.

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4. Daten der Maßnahme: Projektnummer: I176.003 Planungszeitraum: Juli 2023 bis März 2025 Geplante Bauzeit: April 2024 bis März 2025 Kostenanschlagssumme: 3.440.000,00 Euro Geplante Finanzierung: (siehe nachfolgende Tabelle)

Jahr Erwarteter Mittelbedarf

Vorjahre 0,00 Euro 2023 555.000,00 Euro 2024 1.368.000,00 Euro 2025 1.517.000,00 Euro

Gesamt 3.440.000,00 Euro

Personal- und Sachkosten 3.440.000,00 €

Abschreibungsdauer 15 Jahre

Abschreibung pro Jahr: 229.333,33 €/a

kalkulatorische Zinsen auf 50 % der Gesamtkosten 4,50% x 1.720.000,00 € = 77.400,00 €/a

Gesamt : 306.733,33 €/a

Gerundet : 306.800,00 €/a

*Für die neuen Verdichter wird mit einer Laufzeit von ca. 15 Jahren gerechnet. Daher beträgt die Abschreibungsdauer ebenfalls 15 Jahre.

Die künftig anfallenden Folgekosten – ohne Instandhaltung – betragen ca. 306.800,00 Euro/Jahr und werden im Rahmen des kostendeckenden Wirtschaftsplans der Stadtentwässerung und Umweltanalytik ausgeglichen.

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5. Kostenzusammenstellung

Die Kostenzusammenstellung ergibt sich wie folgt und wurde im Projektmodul angelegt:

Auftrags- Einh. Preis Gesamtpreis

Beschreibung Menge

nummer [EUR] [EUR]

ATI-005810 90.000,00

ATI-005811 300.000,00

ATI-005811 50.000,00

ATI-005811 10.000,00

ATI-005811 10.000,00

ATI-005812 2.400.000,00

ATI-005813 220.000,00

ATI-005814 30.000,00

ATI-005815 180.000,00

ATI-005816 50.000,00

ATI-005817 100.000,00

Objektplansumme 3.440.000,00

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6. Lageplan

Schwachlastbelebung Zufahrt Klärwerk 1

Adolf-Braun-Straße

Objektplan

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Mögliche Ausführung – neuer Verdichter inkl. Rohrleitungsanschluss

7. Genehmigung

Der Objektplan mit der Objektplansumme von 3.440.000,00 Euro wird zur Genehmigung vorgelegt.

Nürnberg, 15.02.2023 Stadtentwässerung und Umweltanalytik Nürnberg Abwasserreinigung Maschinentechnik i. A.

Raum (3614)