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Kanalsanierung unter hohem Kostendruck

Dr. - Ing. Uwe WinklerBerlin, 11.6.2010


Gliederung

• Zielstellungen/ Kriterien für eine gesamtheitliche Kanalsanierungskonzeption

• Auswirkungen der Nutzungsdauer auf die erforderliche Investitionshöhe

• 3-Säulenmodell bei der Kanalsanierungsplanung

• strategische Kanalsanierungsplanung

• Zusammenfassung


Erfassung Anlagevermögen; Wertminderungen;

Refinanzierung/ Preis-kalkulation

Erhaltung Funktionsfähig-keit Kanalnetz, An-

passung an geänderte An-forderungen/ Bedingungen

- Abschreibungszeiträume (betriebsgewöhnliche ND)

- reale Nutzungsdauer

kaufmännischeund technische

Szenarien/ Wirtschaftlichkeits-

berechnungen

- Anschaffungs- und Her- stellungskosten/ Wieder- beschaffungswerte (WBW)

- Wiederbeschaffungs- werte (WBW)

- gleichmäßige Budgets - stoßweise Bauperioden

- keine Unterscheidung Aufwand und Investitionen

Kaufmännische Welt Technische Welt

- straßenweiser Ansatz - haltungsweiser AnsatzGesamtheitlicheKanalsanierungs-

konzeption

- Aufwand, Investitionen

Zielstellungen/ Kriterien bei der Erarbeitung einer Kanalsanierungskonzeption


[Fachtagung Kanalsanierungsstrategie Kommunale Wasserwerke Leipzig GmbH, 2009]

Beispiel Altersstruktur Kanalnetz Stadt Leipzig

00 km

40 km

80 km

120 km

160 km

1850 1899 1914 1929 1944 1959 1974 1989 2004Baujahr

Best

and

inkm

1. Weltkrieg 2. Weltkrieggesell.Umbruch

2008

NND erreicht --> rund 1.000 km NND nicht erreicht --> rund 1.600 km



Beispiel Refinanzierung, abschreibungs-wirksamer Bestandteil Kanalnetz Leipzig

00 km

40 km

80 km

120 km

160 km

1 850 1899 1914 19 29 1944 1959 197 4 1989 2004Baujahr

Best

and

inkm

angesetzte betriebsgewöhnlicheNutzungsdauer (Abschreibungen)

normative technische Nutzungsdauer

technische Nutzungsdauer

100 Jahre? 80 Jahre 50 Jahre

- 94,5 % Abschreibungen KWL (9,14 Mio. €/ a) im Altersbereich 1991 -2008- hoher Bestandszuwachs durch Netzerweiterung seit 1991 - Sanierung von 62 % Netzlänge mit Abschreibungen von 38 % Netzlänge (Umlagefinanzierung)

2008


Für die Schätzung der betriebsgewöhnlichen Nutzungsdauer ist regelmäßig von dem Zeitraum auszugehen, in dem sich das Wirtschaftsgut technisch abnutzt [BFH-Urteil vom 19.11.1997 (X R 78/94) BStBl. 1998 II S. 59]. Ein starkes Auseinanderfallen der technischen sowie der betriebsgewöhnlichen Nutzungsdauern kann zu langfristigen Problemen bei der Refinanzierung bzw. der Sicherung angemessener Abwasserpreise führen.

Definitionen unterschiedlicher Nutzungsdauern

technische Nutzungsdauer

Zeitraum bis zum körperlichen Verschleiß ohne außergewöhnliche Instandhaltung

- Bestimmung Zustand

- Grundlage für Abschreibungen

wirtschaftliche Nutzungsdauer

Zeitraum der rentablen Nutzung

betriebsgewöhnliche Nutzungsdauer

Zeitraum der Nutzbarkeit eines Wirtschaftsguts unter Berücksichtigung der betriebstypischen Beanspruchung

- Betrachtung Hydraulik- rechtliche/ technische Anforderungen

Zielgröße Kanalsanierung



Einfluss der Nutzungsdauer (ND) auf die erforderliche Investitionshöhe

100 Jahre ND 80 Jahre NDBasiswerte

15,1 Mio €/ a 24,1 Mio €/ a

19,4 Mio €/ a 24,2 Mio €/ a

Anschaffung- und Herstellungskosten

50 Jahre ND

1,209 Mrd. €

1,938 Mrd. €

Wie lange beträgt dieNutzungsdauer der Kanäle?

Wiederbeschaffungs-kosten

12,1 Mio €/ a

38,7 Mio €/ a

Investitionen in Höhe von ca. 10 Mio. €/ aentsprechen einer Nutzungsdauer vonca. 200 Jahren bezogen auf die Wiederbeschaffungskosten


Zustandsverteilung Kanalnetz Leipzig


Verfahren zur baulichen Sanierungnach ATV-DVWK-M 143-1

Säule 1: Reparatur Säule 2: Renovierung Säule 3: Erneuerung

Ausbesserungsverfahren

InjektionsverfahrenAbdichtungsverfahren

Auskleidungsverfahren

Beschichtungsverfahren

offene Bauweise

halboffene Bauweise

geschlossene Bauweise

Reparatur Fugen/ Rohrverbindungenmit Abdichtungsstoffen von Hand

InnenmanschettenKurzliner

RoboterverfahrenKleinbaugrube

Reparatur von Handvon Innen

Auskleidung mit RohrenAuskleidung mit montiertenEinzelelementen (Montage-verfahren)

VerdränungsverfahrenAufspritzverfahrenAnschleuderverfahrenAuspressverfahren

RohrberstverfahrenPipe-Eating mit MicrotunnelingBemannte Verfahren (Rohrvortrieb,Tunnel- und Stollenbau)

[Merkblatt ATV-DVWK-M 143-1, Sanierung von Entwässerungssystemen außerhalb von Gebäuden, Teil 1: Grundlagen]

Welche Nutzungsdauern sind einzelnen Verfahren zuzuordnen?

Übersicht 3-Säulenmodell Verfahren zur bau-lichen Sanierung nach ATV DVMK M 143-1


die fachgerechte Festlegung der Nutzungsdauer für die Wirt-schaftlichkeitsberechnungen ist eine fundamentale Kernaufgabe des planenden Ingenieurs bzw. des Betreibers,

sie ist eine grundlegende Voraussetzung für belastbare und plausible Ergebnisse von Wirtschaftlichkeitsberechnungen,

in den Berechnungen ist die technische Nutzungsdauer anzusetzen

einer statistischen Auswertung der erreichten Nutzungsdauern be-stehender Netze,

der Nutzung von Alterungsmodellen bei bestehenden Netzen sowie

pauschalisierter Erfahrungswerte erfolgen.

Die technische Nutzungsdauer kann auf der Grundlage:

Ermittlung der technischen Nutzungsdauer von Kanälen


Sanierungsverfahren Untergruppen Nutzungsdauer in Jahren

Reparatur * allg. Reparaturverfahren 15 Jahre

Renovierung allg. Renovierungsverfahren 40 Jahre

abweichend Renovierung mit vorgefertigten Rohren

80 Jahre

Erneuerung alle Erneuerungsverfahren 80 Jahre

* Hinweis: Reparaturen führen im Normalfall definitionsgemäß nicht zu einer Verlängerung der Nutzungsdauer der Gesamthaltung; ggf. kann aus Betreibersicht eine weitergehende Differenzierung der Verfahren erfolgen (z. B. bei Edelstahlmanschetten, örtlichen Baugruben)

Empfehlungen zu ND bei der Kostenvergleichs-rechnung im nichtbegehbaren Bereich


Empfehlung: auf der Basis des 3-Säulenmodells sollten 4 Sanierungs-alternativen im nichtbegehbaren Bereich untersucht werden

Empfehlungen zur Festlegung der Sanierungs-alternativen beim 3-Säulen-Modell

Erneuerung offene Bauweise80 Jahre Nutzungsdauer

Erneuerung geschlossene Bauweise80 Jahre ND (Berstverfahren)

Renovierung geschlossene Bauweise80 Jahre (z. B. Rohrstrangverfahren)

Renovierung 40 Jahre Nutzungsdauer(Schlauchlining)

Reparatur 15 Jahre Nutzungsdauer

Zusammen-fassung möglich

Säule 1 - Reparatur 15 Jahre Nutzungsdauer

Säule 2 - geschlossene Bauweise 40 bzw. 80 Jahre Nutzungsdauer

Säule 3 - offene Bauweise 80 Jahre Nutzungsdauer

Alternative 1

Alternative 2

Alternative 3

Alternative 4


die unterschiedlichen Zielstellungen operativer und strategischer Planungführen zu Differenzierungen bei den Betrachtungen und Anforderungen,

strategische/ operative Planung ergänzen sich

Operative und strategische Kanalsanierungs-planung

- Detailplanung - gesamtheitliche Sanierungsplanung

Planung

Operative Planung Strategische Planung

- Gesamt-/ Teilnetzebene- konkretes Bauvorhaben mit mehreren Einzelhaltungen

Nutzung automatisierter Softwaresysteme zur Kanalsanierungsplanung insbesondere

bei größeren Netzen


haltungsweisweise Vorauswahl der wirtschaftlichsten Sanierungsalternativen (Reparatur, Renovierung, Erneuerung sowie der zugehörigen Bauweise (offen/ geschlossen),

Bestimmung der optimalen Sanierungszeitpunkte, Vergleich verschiedener Sanierungsstrategien in Hinblick auf die Entwicklung von

Kanalzustand, notwendigen Budgets und Substanzwerten auf Netzebene, Abschätzung der tatsächlichen Netzentwicklung bei vorgegebenen (begrenzten)

Budgets, Analyse der Auswirkungen von unterschiedlichen historischen/ aktuellen

Bautätigkeiten (z. B. Phasen der beiden Weltkriege), Auswirkungen von verschiedenen Kanalsanierungsstrategien auf die

Preisentwicklung Strategieentwicklung zur Vergleichmäßigung des Finanzbedarfes bzw. der Abwasserpreise,

Darlegung und Begründung der Kanalsanierungsstrategie in Aufsichtsgremien, Behörden und Öffentlichkeit

Zielstellungen strategische Planung


die automatisierten Softwaresysteme zur strategischen Kanalsanierungsplanung konzentrieren sich auf eine Optimierung des technischen Konzeptes unter Beachtung der Wirtschaftlichkeit,

die Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen bilden den Mittelpunkt der konzeptionellen Arbeit,

dies gilt insbesondere auch unter der Maßgabe, dass durch präventives Handeln die Wirtschaftlichkeit der Sanierungsmaßnahmen gesichert bzw. erhöht wird

Einsatz von Softwaresystemen zur strategischen Planung der Kanalsanierung

Wirtschaftlichkeits-betrachtungen

Technisches Konzept


Zustandsdaten

Bestandsdaten

Eingangsparameter

modellspezifische Parameter

Berechnungsmodell

Kostenmodell

Modell Kostenver-gleichsrechnung

Alterungsmodell

spezifische Kosten

haltungsweise Vorzugs-lösung Sanierungs-

alternative

Kosten Vorzugslösung

Ergebnisse

Vorgehensweise bei den Softwaresystemen zur strategischen Planung der Kanalsanierung

• die eingesetzte Softwareprodukte basieren auf spezifischen Modellvorstellungen,• ortsspezifische Besonderheiten werden unterschiedlich berücksichtigt, • die Entwicklung/ Anwendung erfolgt durch spezialisierte Büros,• eine Nachbearbeitung/ Beurteilung/ Plausibilitätsprüfung durch den Ingenieur ist

unabdingbar


Beispiel Nutzungsdaueroptimierungsmodell

Renovierung

20 40 60 800

20

40

60

80

100

120

140

Kos

tenb

arw

ert

Restnutzungsdauer [ a ]

Rep. 1

100

RND Rep.

Rep. 1 Rep. 2

40Renovierung (Schlauchlining)Alternativverfahren 1

1515Alternativverfahren 2Reparatur, Reparatur

Rep. 2

Referenzverfahren Erneuerung(diskontierte Erneuerungskosten)

RND Renovierung29 Jahre23 Jahre

[nach KANSAS Verbundprojekt, Entwicklung ganzheitlicher Kanalsanierungsstrategien für Entwässerungsnetze Deutschlands, Abschlussbericht Bundesministerium für Bildung und Forschung, 2005


Daten der Haltungen

Baulicher Zustand der Haltung

Schadenskürzel

MöglicheSanierungs-alternativen

- Reparatur 1- Reparatur 2- Reparatur 3- Renovierung - Erneuerung

Ergebnis gewählte Sanierungs-alternative

kokas

Beispiel Haltungsbericht

[Pecher und Partner]


Renovierung SchlauchliningRenovierung geschlossene BauweiseErneuerung offene Bauweise

Vorzugslösung Sanierungsalternativen

RenovierungSchlauchlining

Reparatur Roboter

Erneuerungoffene Bauweise

Renovierunggeschlossene Bauweise

ReparaturRoboter

Problem: ggf. haltungsweise, wechselnde verfahrenstechnischeVorzugslösungen

Beispiel Darstellung der haltungsweisen Vor-zugslösungen für die Sanierungsalternativen


Renovierung SchlauchliningRenovierung geschlossene BauweiseErneuerung offene Bauweise

Vorzugslösung Sanierungsalternativen

Reparatur Roboter

Erneuerungoffene Bauweise

ReparaturRoboter

Lösung: haltungsübergreifende Überprüfung/ Veränderung verfahrenstechnische Lösungen Kanalsanierung

Beispiel: Konzentration auf offene Bauweise

Beispiel für haltungsübergreifende Veränderung der Vorzugslösungen für die Kanalsanierung

Bearbeitung durch den Ingenieur


Abwasser Straßenzustand

Städtebauliche Infrastrukturplanung (Koordinierung/ Optimierung)

TrinkwasserWirtschaftliches Sanierungsjahr 2027

Erneuerung offene Bauweisegeplantes Sanierungsjahr 2024Wirtschaftliches Sanierungsjahr 2022

Erneuerung offene BauweiseErneuerung offene Bauweise

die Bereitstellung von Informationen zur Sanierungsplanung ist auch für andere Infrastrukturnetze möglich (z. B. Trinkwasser Programm Optnet [www.optnet]),

die Zustandsbewertung von Straßen erfolgt teilweise im Rahmen Einführung der doppelten Buchführung (Vermögensbewertung),

die gesammelten Informationen können für eine bessere Koordinierung/ Optimierung der städtebaulichen Infrastrukturplanung eingesetzt werden

Kanalsanierungsplanung im Rahmen der städte-baulichen Infrastrukturplanung


Zusammenfassung

• in Zeiten knapper Kassen kommt den Wirtschaftlichkeitsberechnungen innerhalb der Kanalsanierungsplanung eine zunehmende Bedeutung zu,

• die fachgerechte Festlegung der Nutzungsdauern ist eine Kernaufgabe des planenden Ingenieurs/ Betreibers,

• sie ist eine grundlegende Voraussetzung für belastbare und plausible Ergebnisse von Wirtschaftlichkeitsberechnungen,

• durch den Einsatz von automatisierten Softwarelösungen zur Kanal-sanierungsplanung lassen sich verschiedene Sanierungsstrategien auf Netzebene vergleichen,

• die automatisierten Verfahren zur Kanalsanierungsplanung gestatten eine Verbesserung der Planung koordinierter Baumaßnahmen (optimale Sanierungszeitpunkte, Bauweise offen/ geschlossen),

• für den Kanalnetzbetreiber ergibt sich durch die Aufstellung von strategischen Kanalsanierungskonzepten eine deutlich verbesserte Netzkenntnis

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