Jahresbericht 2006

TNr. 42: Sanierung und Erweiterung einer technischen Zentrale

Koppelungsanlage

In die Technische Zentrale einer Universität wurde eine Kraft-Wärme-Kopplungsanlage eingebaut, die erheblich überdimensioniert und deshalb im Betrieb unwirtschaftlich ist. Auch die zentrale Stromversorung wurde um ein Mehrfaches zu groß ausgelegt.

42.1    Allgemeines

Die Technische Zentrale der Universität Regensburg wurde mit einem Kostenaufwand von 20 Mio € saniert. Dabei wurden Heizkessel und zentrale Kälteanlagen erneuert, die zentrale Stromversorgung erweitert und eine gasbetriebene Kraft-Wärme-Kopplungsanlage (KWK-Anlage) eingebaut. Der ORH und ein Staatliches Rechnungsprüfungsamt haben die Baumaßnahme örtlich geprüft.

42.2    Kraft-Wärme-Kopplungsanlage

In einer KWK-Anlage werden Wärme und Strom gleichzeitig produziert. Die bei der Stromerzeugung entstehende Abwärme wird zur Beheizung oder Kühlung von Gebäuden verwendet. Die Energie kann dadurch effektiver genutzt werden. Wirtschaftlich ist eine KWK-Anlage vor allem dann, wenn ein gleichbleibender hoher Grundbedarf an Wärme und elektrischer Energie besteht. Richtig dimensionierte Anlagen haben ein hohes energetisches Nutzungspotenzial und tragen erheblich zur CO2-Minderung bei.

Zum Nachweis der Gesamtwirtschaftlichkeit der Anlage wurde ein Ingenieurgutachten erstellt, das auch eine Wirtschaftlichkeits- und Amortisationsrechnung enthielt. Das Gutachten ging von einem zu hohen Grundbedarf an Wärme und Energie aus. Die Anlage ist demzufolge überdimensioniert. Die zwangsläufig anfallende Wärmeenergie kann im Sommerhalbjahr nicht sinnvoll genutzt werden. Dies hätte sowohl das Ingenieurbüro als auch die Bauverwaltung wissen müssen. Die KWK-Anlage läuft deshalb im April nur im Teilbetrieb und wird von Mai bis September abgeschaltet (fünf Monate Stillstand). 

In nachfolgender Zahlenübersicht sind die Annahmen bei der Planung und die tatsächlichen Ergebnisse nach Ausführung der KWK-Anlage gegenübergestellt:

Leistungsdaten

Das erwartete Kosten-Nutzen-Verhältnis konnte nach Inbetriebnahme bei Weitem nicht erzielt werden. So stehen den um fast 20 % höheren Herstellungskosten (9,0 statt 7,6 Mio €) geringere Volllastbenutzungsstunden gegenüber. Auch werden gegenüber dem ökologisch angestrebten Ziel einer CO2-Minderung von 16 000 t/a tatsächlich nur 11 000 t/a erreicht. Eine Amortisation der Anlage ist nicht zu erwarten. Ein wirtschaftlicher Betrieb ist nicht möglich.

42.3    Zentrale Stromversorgungsanlagen


42.3.1    Planung der Anlagen

Bisher waren in der Technikzentrale zwei Transformatoren zu je 630 kVA 1 vorhanden. Im Zug der Erweiterungsplanung ermittelte das mit der Planung beauftragte Ingenieurbüro einen Eigenstromverbrauch von 1 664 kVA. Zur Deckung dieses Leistungsbedarfs wurden zwei weitere Transformatoren zu je 630 kVA vorgesehen. Hierzu mussten mittel- und niederspannungsseitig je zwei Schaltanlagen und wegen möglicher kurzzeitiger Spannungsunterbrechungen auch eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) eingebaut werden. Es wurden zwei Systeme mit jeweils 80 kVA beschafft.

42.3.2    Betrieb der Anlagen

Bei Inbetriebnahme der Erweiterung zeigte sich, dass die zentralen elektrischen Stromversorgungsanlagen erheblich überdimensioniert waren. So konnte der allgemeine Stromverbrauch der gesamten Anlage mit einem einzigen Transformator gedeckt werden. Messungen des Nutzers über einen Zeitraum von einem Jahr ergaben eine Höchstleistung von 465 kVA; das sind nur 28 % des berechneten Leistungsbedarfs von 1 644 kVA. Die USV-Anlagen waren im Bedarfsfall lediglich zu 20 % ausgelastet.

42.3.3    Vermeidbare Kosten

Das Bauamt bezifferte gegenüber dem planenden Ingenieurbüro den Schaden für die Überdimensionierung der Transformatoren auf 77 850 € und die zu großen USV-Anlagen auf 70 000 €. Es forderte das Ingenieurbüro auf, die USV-Anlage auf seine Kosten zurückzubauen und durch eine bedarfsgerechte zu ersetzen.

In einem Vergleich mit dem Ingenieurbüro wurde schließlich vereinbart, zwei Transformatoren aus der Technischen Zentrale wieder auszubauen sowie die überdimensionierte USV-Anlage im Einbauzustand zu belassen. Das Ingenieurbüro erklärte sich bereit, einen einmaligen Betrag von 44 000 € zu zahlen. Im Gegenzug wurde es von allen gegenwärtigen und künftigen streitgegenständlichen Schadensersatzansprüchen des Bauamts und Dritter freigestellt.

Die Verwaltung weist in ihrer Stellungnahme darauf hin, dass die Abfindungssumme in Abstimmung mit den Fachstellen der Regierung ermittelt und mit höchstens 44 000 € vom Ingenieurbüro akzeptiert worden sei. Der tatsächlich etwas höhere Schaden sei wegen des damit verbundenen Prozessrisikos nicht weiterverfolgt worden.

42.3.4    Auffassung des ORH

Die Überdimensionierung der zentralen Stromversorgungsanlagen ist auf eine fehlerhafte Ermittlung des Leistungsbedarfs für die Technische Zentrale zurückzuführen. Bei der Planung wurde für alle installierten Leistungen eine gleichzeitige und volle Auslastung angenommen. Ein Betrieb mit reduzierter Last oder auch geringerer Gleichzeitigkeit der installierten Leistungen blieb gänzlich unberücksichtigt. Der Leistungsbedarf der bestehenden Anlagen wurde nicht gemessen, ein kritischer Vergleich mit den berechneten Werten fand nicht statt. Auch bei einer einfachen Plausibilitätsprüfung hätte dies der Bauverwaltung auffallen müssen.

Bei einer bedarfsgerechten Planung der zentralen Stromversorgung hätte nicht nur auf die Erweiterung um zwei Transformatoren und den dafür erforderlichen baulichen Aufwand verzichtet werden können. Auch wäre es möglich gewesen, auf jeder Spannungsebene nur je eine Schaltanlage anstelle von jeweils zwei räumlich getrennten Schaltanlagen zu errichten. Damit wäre die Struktur des Versorgungsnetzes in der Technischen Zentrale übersichtlicher und günstiger in der Bedienung und im Unterhalt gewesen.

42.4    Stellungnahme der Verwaltung

Der Feststellung des ORH, dass die KWK‑Anlage der Technischen Zentrale der Universität Regensburg wegen zu hoher Wärmebedarfsannahmen überdimensioniert wurde, könne aus heutiger Sicht nicht widersprochen werden.

Die Ursache für das schlechte Betriebsergebnis läge nicht nur an den fehlenden Volllastbetriebsstunden, sondern vor allem an der Steigerung des Gaspreises gegenüber dem Strompreis um den Faktor 2,2.

Zur Überdimensionierung der KWK-Anlage könnten die ursprünglich geplanten 7 142 Volllastbenutzungsstunden kurzfristig nicht erreicht werden. Durch Inbetriebnahme von heißwasserbeheizten Absorbtionskältemaschinen in den Jahren 2006 und 2007 sei aber eine maximale Abnahme von 3 500 kVA möglich, so dass sich gegenüber 2004 und 2005 die Vollbenutzungsstunden um 10 % von derzeit 4 500 auf 5 000 erhöhen könnten. Langfristig würde sich durch den Bau weiterer Gebäude und durch konsequente Nutzung der KWK-Anlage deren Wirtschaftlichkeit verbessern.

42.5    Abschließende Bemerkung des ORH

Für künftige Planungen sollten die Leistungswerte bestehender oder vergleichbarer technischer Anlagen zu Plausibilitätsprüfungen herangezogen werden. Um eine Überdimensionierung künftig zu vermeiden, sind die anfallenden Wärmelasten gerade in den kritischen Monaten April bis September von besonderer Bedeutung. Die maßgebende (Mindest-)Wärmelast für die Leistungsauslegung der KWK-Anlage ist über eine Energieverbrauchscharakteristik zu ermitteln, welche den Stundenverbrauch über einen Tag (24-Stunden-Ermittlung) aufzeigt. Wärme‑ und Kältespeicher sind zu berücksichtigen.

Die Verwaltung hat mitgeteilt, dass sie künftig die Anregungen des ORH bei der Planung von Neuanlagen beachten wird.

 


1)  kVA =Kilovoltampere