Wirtschaftlichkeitsbetrachtung - WFBB Energie · PDF fileMax-Steenbeck-Gymnasium ... Richter...

Wirtschaftl ichkeitsbetrachtung

Ergänzung zur Machbarkeitsstudie vom 17. April 2008

Erstellt für:

Stadt Cottbus/Chosebuz

Oberbürgermeister

Geschäftsbereich IV

Max-Steenbeck-Gymnasium

Umbau der Schule auf Passivhausstandard

zur ENERGIE-SPAR-SCHULE

und PLUS-ENERGIE-SCHULE

Standort Erich-Weinert-Straße in Cottbus

Erstellt von: Hansgeorg Richter, RAJ

6. Mai 2008

Auftragsnummer: DSK

Richter Altmann Jyrch Burgstraße 10 03046 Cottbus T 0355 38098-0 F 0355 38098-88 [email protected] www.raj-cottbus.de 20.04.2008

Richter Altmann Jyrch

http://www.raj-cottbus.de


Kontaktinforma-tionen

Als Auftraggeber für die Machbarkeitsstudie zeichnet die

Stadt Cottbus, vertreten durch den Oberbürgermeister,

GESCHÄFTSBEREICH IV - Stadtentwicklung und Bauen,

Fachbereich Immobilien

Karl-Marx-Straße 67D-03044 CottbusT 0355 612-4557F 0355 [email protected]

Autoren der MachbarkeitsstudieDie Erstellung der Machbarkeitsstudie erfolgte durch das

Cottbuser Architekturbüro Richter Altmann Jyrch in enger

Zusammenarbeit mit den fachlichen Spezialisten, die die

entscheidenden gebäudetechnischen Konzepte

entwickelten und berechneten:

ARCHITEKTURBÜRO

Richter Altmann Jyrch, Architekten BDA,

Dipl.-Ing. Hansgeorg Richter

Burgstraße 10 D-03046 Cottbus T 0355 380980F 0355 [email protected]

BAUPHYSIK, PASSIVHAUS-STANDARD,

ENERGIEKONZEPT

GWJ Ingenieurgesellschaft für Bauphysik GbR,

Dr.-Ing. Volker Grosch

Berliner Straße 62

D-03046 Cottbus

Telefon: 0355 791689

Telefax: 0355 791685

[email protected]

www.gwj-bauphysik.de

ELEKTROTECHNISCHE ANLAGEN, ENERGIEKONZEPT

ep elektroplanug Ingenieurbüro,

Dipl.-Ing. Ditmar Wernicke

Ostrower Straße 19

D-03046 Cottbus

Telefon: 0355 877180

Telefax: 0355 8771813

[email protected]

www.ib-wernicke.de

HEIZUNG LÜFTUNG SANITÄR, ENERGIEKONZEPT

SHK System Plan GmbH,

Dipl.-Ing. Michael Scharf

Rennbahnweg 8A

D-03044 Cottbus

Telefon: 0355 8770070

Telefax: 0355 8770071

[email protected]

www.shk-systemplan.de

IPW Planungsbüro für Haustechnik,

Dipl.-Ing. Jürgen Wolter

Gerberaweg 11

D-03051 Cottbus

Telefon: 0355 726699

Telefax: 0355 726897

[email protected]

www.ipw-wolter.de

Richter Altmann Jyrch Burgstraße 10 03046 Cottbus T 0355 38098-0 F 0355 38098-88 [email protected] www.raj-cottbus.de 20.04.2008


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http://www.gwj-bauphysik.de/

http://www.gwj-bauphysik.de/

mailto:[email protected]?subject=Online%20Anfrage%20aus%20Internet%20bei%20AOD-Media

mailto:[email protected]?subject=Online%20Anfrage%20aus%20Internet%20bei%20AOD-Media

http://www.ib-wernicke.de

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http://www.shk-systemplan.de

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http://www.ipw-wolter.de

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Inhaltsverzeichnis

KURZFASSUNG 1

Kostenvergleich 3

Baunutzungskosten-Vergleich - Ebene 1 4

Ergebnisse Ebene 1 6

Baunutzungskosten-Vergleich - Ebene 2 7

Ergebnisse Ebene 2 9

Fazit 9

ANLAGEN 10

Gliederung der Anlagen 10

ANLAGE 1 11

ANLAGE 2 12

ANLAGE 3 13

ANLAGE 4 14

Machbarkeitsstudie Max-Steenbeck-Gymnasium Cottbus Standort Erich-Weinert-Straße i


Kurzfassung

ZielsetzungZur Schaffung der baulichen Vorraussetzungen für die Ganztagsbetreuung des überregional wirkenden und mathematisch-naturwissenschaftlich ausgerichteten Max-Steenbeck-Gymnasium ist der Umzug der Schule in die 1974 errichtete und stark sanierungsbedürftige Schulanlage in der Erich-Weinert-Straße geplant. In den Mittelpunkt der Sanierung wurde die „ENERGETISCHE ERTÜCHTIGUNG UND UMBAU ZU EINER

ENERGIE-SPARSCHULE“ gestellt. Eine energetisch hocheffiziente Sanierung soll das Gebäude „fit für die Zukunft“

machen. Ziel ist es, die Wirtschaftlichkeit der in der Machbarkeitsstudie vom 17. April 2008 aufgeführten Sanierungsvarianten zu

betrachten und zu vergleichen.

VariantengliederungDie Machbarkeitsstudie lotet, ausgehend von dem Bestand, die unterschiedliche Sanierungsziele aus. In der

Machbarkeitsstudie wurden folgende Sanierungsvarianten untersucht:

A – Bestandssicherung

B – Konventionelle Sanierung nach Energieeinsparverordnug 2007

C – Sanierung zur ENERGIE-SPAR-SCHULE (Stufe 1) nach Passivhaus-Standard mit Optimierung des Strom- und Wasserbedarfes

D – Sanierung zur PLUS-ENERGIE-SCHULE (Stufe 2) - eine Schule, die mehr Energie erzeugt als sie selbst verbraucht

Für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung werden die Varianten A bis D zum besseren Vergleich durch die Variante

Bestandserhalt und die Variante ENERGIE-SPAR-SCHULE mit Fotovoltaikanlage (wie sie in der Sanierungsvariante PLUS-

ENERGIE-SCHULE beschrieben ist) ergänzt. Es ergeben sich folgende Bauvarianten:

Variante a - Bestandserhalt, mit Investitionsstau und Bestandssicherungsbedarf von 5,5 Mio € (A)

Variante b - Konventionelle Sanierung nach EnEV 2007, Investitionskosten 8,6 Mio € (B)

Variante c - ENERGIE-SPAR-SCHULE, Investitionsvolumen 10,8 Mio € (C)

Variante d - ENERGIE-SPAR-SCHULE mit Fotovoltaikanlage, Investitionssumme 12,7 Mio €

Variante e - PLUS-ENERGIE.SCHULE, Investitionssumme 12,8 Mio € (D)

Variante f - Neubau nach EnEV 2007, Investitionssumme 20,0 Mio €

Machbarkeitsstudie Max-Steenbeck-Gymnasium Cottbus Standort Erich-Weinert-Straße 1


Ausgangslage

Ein Umbau der stark sanierungsbedürftigen Schulanlage am Standort Erich-Weinert-Straße zur hocheffizienten ENERGIE-

SPAR-SCHULE ist technisch realisierbar und besonders angesichts der steigenden Energiepreise auch wirtschaftlich

sinnvoll. Die Minimierung des Energiebedarfs wird mit dem Baustandard Passivhaus erreicht. Durch maximale Nutzung

passiver Solarenergiegewinne, zukunftsweisende Wärmedämmung und hocheffiziente Lüftungsanlagen wird der

Heizwärmebedarf gegenüber dem Bestand um den Faktor 10 gesenkt. Zusätzlich sind Maßnahmen zur Reduzierung des

Wasser- und Strombedarfs vorgesehen.

Der verbleibende geringe Heizwärmebedarf wird bei der ENERGIE-SPAR-SCHULE (Varianten c und d) - wie im Bestand, der

KONVENTIONELLEN SANIERUNG und dem NEUBAU (Variante a und b und Variante f) - durch Fernwärme aus dem

Heizkraftwerk Cottbus gedeckt. In der PLUS-ENERGIE-SCHULE wird über ein kleines Biobrennstoff-Blockheizkraftwerk der

geringe Heizwärmebedarf gedeckt. Mit wachsender Energieeffizienz der Sanierungsmaßnahmen wird die CO2-Emmission

der Schule in die Atmosphäre reduziert und neutralisiert. Die CO2-Emissionen der Schule reduzieren sich durch den

verringerten Energiebedarf um rund 440 Tonnen/Jahr gegenüber dem Bestand mit ca. 550 Tonnen/a.

Die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung erfasst nachfolgende qualitative Komponenten nicht:

SPARSAMER UMGANG MIT DEN RESSOURCEN

POSITIVE CO2-BILANZ (BEI REALISIERUNG ALS PLUS-ENERGIE-SCHULE)

MEHR KOMFORT UND BEHAGLICHKEIT FÜR DIE NUTZER DER SCHULE

VERGEGENSTÄNDLICHTE MODERNE TECHNOLOGIEN ZUR ENERGIEEINSPARUNG



CO2-Bilanz

-53

550

350

106

-100

0

100

200

300

400

500

600

Istzustand E.-Weinert-Str.

KonventionelleSanierung

ENERGIE-SPAR-SCHULE

PLUS-ENERGIE-SCHULE

Tonn

en C

O2/

a

CO2-Emissionen der Wärme- undStromerzeugungCO2-Gutschrift durch Nutzungerneuerbarer Energien

Kostenvergleich

Hinweis

Beim Kostenvergleich werden die mit 2% dynamisierten Baunutzungskosten und Investitionskosten der oben aufgeführten

Varianten über die gesamte Laufzeit von 33 Jahren miteinander verglichen. Hierbei wird dargestellt, wie viel Geld der

Betreiber der Schule innerhalb den Abschreibungszeitraum ausgeben muss. Die jährliche Steigerungsrate für Energiekosten

wurde moderat mit 2% festgelegt. Dieser Wert liegt weit unter dem vergangener Jahre (2000 bis 2007 im Schnitt ca. 5-6%

pro Jahr Steigerung). Eine höhere Dynamisierung der Energiekosten würde den Passivhaus-Standard noch vorteilhafter

darstellen, jedoch gleichzeitig die Erlöse aus der Einspeisevergütung für Fotovoltaikanlagen und dem Blockheizkraftwerk

reduzieren.

Der Baunutzungskosten-Vergleich wird in zwei Ebenen betrachtet:

Ebene 1 - die Gesamtbaukosten fließen in den Vergleich ohne Berücksichtigung von Fördermittel ein

Ebene 2 - die Gesamtbaukosten werden auf den tatsächlichen Bedarf an Eigenmitteln der Stadt gesenkt

Die Unterscheidung in diese beiden Ebenen ist sinnvoll, da die unterschiedlichen Ausgangsaufwendungen zu

unterschiedlichen Ergebnissen über den Betrachtungszeitraum führt.



Baunutzungskosten-Vergleich - Ebene 1



0€

10.000.000€

20.000.000€

30.000.000€

40.000.000€

50.000.000€

60.000.000€

70.000.000€

80.000.000€

90.000.000€

2012 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045

Diagramm - Baunutzungskosten-Vergleich

a - Bestandserhaltb - Konventionelle Sanierung nach EnEVc - ENERGIE-SPAR-SCHULEd - ENERGIE-SPAR-SCHULE mit Fotovoltaike - PLUS-ENERGIE-SCHULE mit BHKWf - NEUBAU (nach EnEV-2007)



0€

10.000.000€

20.000.000€

30.000.000€

40.000.000€

50.000.000€

60.000.000€

70.000.000€

80.000.000€

90.000.000€

2045

89.923.988€

76.132.774€78.680.473€75.820.440€78.406.254€

87.643.705€

kumulierte Baunutzungskosten am Ende der Nutzungsdauer 2045

a - BESTANDSERHALT b - KONVENTIONELLE SANIERUNG (nach EnEV-2007)

c - ENERGIE-SPAR- SCHULE

d - ENERGIE-SPAR- SCHULE mit Fotovoltaik

e - PLUS-ENERGIE- SCHULE mit BHKW

f - NEUBAU (nach EnEV-2007)

-3.000.000€

-1.500.000€

0€

1.500.000€

3.000.000€

4.500.000€

6.000.000€

7.500.000€

9.000.000€

10.500.000€

12.000.000€

13.500.000€

15.000.000€

2045

11.517.733€

-2.273.480€

274.218€

-2.585.814€

9.237.450€

kumulierte Baunutzungskosten - Differenzbetrag zur Konventionellen Sanierung (b)






Ergebnisse Ebene 1

1. Die Schule auf Passivhaus-Standard (Variante c) ist auf den Betrachtungszeitraum von 33 Jahren die kostengünstigste

Lösung. Sie ist gleichauf mit der PLUS-ENERGIE-SCHULE (Variante e).

2. Die ENERGIE-SPAR-SCHULE mit Fotovoltaikanlage (Variante d) führt über die Nutzungsdauer von 33 Jahren zu mehr

Kosten als eine KONVENTIONELLE SANIERUNG (Variante b). Die Ursache liegt in den hohen Anschaffungskosten der

Fotovoltaikanlage und in der auf 20 Jahre begrenzten Laufzeit der degressiv gestaffelten Einspeisevergütung. Eine

Inbetriebnahme der Fotovoltaikanlage bereits 2010 würde das Ergebnis um 107.408 € aufwerten.

3. Der BESTANDSERHALT (a) der Schule erweist sich über den Betrachtungszeitraum durch den hohen Energiebedarfes als

kostenintensiv.

4. Ein NEUBAU (f) ist aufgrund der hohen Anfangsinvestition von 20,2 Mio € nicht zu empfehlen.



Baunutzungskosten-Vergleich - Ebene 2



0€

10.000.000€

20.000.000€

30.000.000€

40.000.000€

50.000.000€

60.000.000€

70.000.000€

80.000.000€

90.000.000€

2012 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045

Diagramm - Baunutzungskosten-Vergleich

a - Bestandserhaltb - Konventionelle Sanierung nach EnEVc - ENERGIE-SPAR-SCHULEd - ENERGIE-SPAR-SCHULE mit Fotovoltaike - PLUS-ENERGIE-SCHULE mit BHKWf - NEUBAU (nach EnEV-2007)



-7.500.000€

-5.000.000€

-2.500.000€

0€

2.500.000€

5.000.000€

7.500.000€

10.000.000€

12.500.000€

15.000.000€

2045

3.239.733€

-5.423.480€

-2.755.782€

-4.235.814€

11.559.450€

kumulierte Baunutzungskosten - Differenzbetrag zur Konventionellen Sanierung (b)






0€

10.000.000€

20.000.000€

30.000.000€

40.000.000€

50.000.000€

60.000.000€

70.000.000€

80.000.000€

90.000.000€

2045

75.323.988€

66.660.774€69.328.473€67.848.440€

72.084.254€

83.643.705€

kumulierte Baunutzungskosten am Ende der Nutzungsdauer 2045






Ergebnisse Ebene 2

1. Die PLUS-ENERGIE-SCHULE (Variante e) ist auf den Betrachtungszeitraum von 33 Jahren die kostengünstigste Lösung.

Sie ist besser aufgestellt als die Schule nur auf Passivhaus-Standard (Variante c).

2. Die ENERGIE-SPAR-SCHULE mit Fotovoltaikanlage (Variante d) führt über die Nutzungsdauer von 33 Jahren zu höheren

Kosten als eine ENERGIE-SPAR-SCHULE ohne Fotovoltaikanlage (Variante c). Die Ursache liegt in den hohen

Anschaffungskosten der Fotovoltaikanlage und in der auf 20 Jahre begrenzten Laufzeit der degressiv gestaffelten

Einspeisevergütung. Eine Inbetriebnahme der Fotovoltaikanlage bereits 2010 würde das Ergebnis um 107.408 €

aufwerten.

3. Der BESTANDSERHALT der Schule (Variante a) erweist sich über den Betrachtungszeitraum durch den hohen

Energiebedarf als sehr kostenintensiv.

4. Die NEUBAU-Variante (f) ist aufgrund möglicher Fördermittel mit Anfangsinvestition von 5,6 Mio € erheblich vorteilhafter

aufgestellt als ein Bestandserhalt (Variante a). Sie ist gegenüber einer KONVENTIONELLEN SANIERUNG (Variante b)

jedoch ungünstiger und im Vergleich zu den Sanierungen auf Passivhaus-Standard (Varianten c, d, e) nicht zu empfehlen.

FazitDie Anfangsinvestitionen sind entscheidend für das Ergebnis:

- Ohne Fördermittel ist die ENERGIE-SPAR-SCHULE (Variante c) ohne Fotovoltaikanlage über die Nutzungsdauer

von 33 Jahren die wirtschaftlichste Sanierung.

- Mit der Verfügbarkeit von Fördermitteln (Zuschüsse) stellt sich die PLUS-ENERGIE-SCHULE (Variante e) über den

Betrachtungszeitraum von 33 Jahren doppelt so effizient wie die ENERGIE-SPAR-SCHULE (Variante c) dar.

Die Fotovoltaikanlage erhöht die Anfangsinvestitionen erheblich und führt über den Betrachtungszeitraum von 33 Jahren zu

einer wesentlichen Verringerung der Wirtschaftlichkeit. Erst in der Variante PLUS-ENERGIE-SCHULE (Variante e) wird das

vorteilhafteste Ergebnis erzielt.

SUMMA SUMMARUM

ist erkennbar, dass die Passivhaustechnologie für ein wirtschaftliches Ergebnis unverzichtbar ist,

Fotovoltaikanlagen rentieren sich trotz Einspeisevergütung erst im Plus-Energiehaus-Standard oder bei

verfügbaren Fördermittel für die Senkung der Erstinvestitionen,

die PLUS-ENERGIE-SCHULE ist aufgrund der Energieeinsparung und damit verbundenen Reduzierung der

CO2-Emmissionen in die Atmosphäre nicht nur eine der wirtschaftlichsten, sonder auch die Umwelt schonendste

Sanierungsvariante.



Anlagen

Gliederung der AnlagenDie Anlagen ergänzen den Inhalt der Wirtchaftlichkeitsbetrachtung, sie wurden von den Planungsbeteiligten erarbeitet und

vervollständigen kürzer gefasste Erläuterungen und Darstellungen.

Beschreibung Titel Seiten

Anlage 1 Gegenüberstellung des Kostenrahmens

unterschiedlicher Sanierungskonzepte

vom 06.05.2008 1

Anlage 2 Finazierungsmöglichkeiten Max-Steenbeck-

Gymnasium Cottbus

Zuarbeit der Stadt

vom 22.04.2008 5

Anlage 3 Baunutzungskosten a bis f vom 05.05.2008 6

Anlage 4 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

inhaltliche Zuarbeit Steffen Lehmann

vom 05.05.2008 14



Anlage 1



Anlage 2



Anlage 3



Anlage 4



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