Vorlage - VO/12/7488/32
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Sachverhalt:
Modernisierung von überalterten Lichtsignalanlagen
Der Ausschuss für Stadtplanung, Verkehr und Wohnungsfragen hat am 02.04.2001 einer umfassenden Modernisierung von Lichtsignalanlagen zugestimmt. Diese Maßnahme ist bis auf 17 Lichtsignalanlagen umgesetzt, muss jedoch fortgeführt werden, um eine Lebensdauer der Lichtsignalanlagen von 20 Jahren möglichst nicht zu überschreiten.
Aufgrund der modernen, mikrochipbasierten Technik in den Schaltgeräten ist zu erwarten, dass aufgrund der Herstellerabhängigkeiten die Lebensdauererwartung der aktuellen Schaltgeräte maximal 20 Jahre betragen wird. Bei 170 Lichtsignalanlagen und 20 FG-Lichtsignalanlagen bedeutet dies einen jährlichen Modernisierungsbedarf von etwa 8 Lichtsignalanlagen. Die Preisentwicklung der Schaltgeräte ist in den letzten Jahren jedoch rückläufig, so dass ein Mittelbedarf für den Modernisierungsbedarf ermittelt werden kann. Kalkulation einer durchschnittlichen Modernisierungsmaßnahme (einschl. LED – Umstellung):
25‘000 € Schaltgerät 15‘000 € LED-Umstellung 5‘000 € Tiefbaumaßnahmen 10‘000 € Neuverkabelung und Anpassung der Aussenanlage, incl. Umbauarbeiten 55‘000 € Gesamtkosten je Knotenpunkt
Es ergibt sich somit ein jährlicher durchschnittlicher Bedarf von
8 x 55‘000 € = 440‘000 €.
Diese Mittel sind erforderlich, um die Regensburger Lichtsignalanlagen in einem modernen und zuverlässigen Zustand zu betreiben. Mit 90 Lichtsignalanlagen ist ein Anteil von 53% ÖPNV-priorisiert. Der ÖV-Anteil der Modernisierungsmaßnahmen beträgt etwa 190‘000 € im Jahr und wird über die HHSt 1.7920.9620 gedeckt, der Rest von 250‘000 € wird innerhalb der Modernisierungshaushaltsstelle 1.6300.9685 abgewickelt. Das Amt für öffentliche Ordnung legt jedes Jahr ein Programm vor, aus dem die geplanten Modernisierungsmaßnahmen ersichtlich sind. Für das Jahr 2012 ist die Aufrüstung der Lichtsignalanlagen:
K 151 Burgweintinger Straße / Max-Planckstraße B15 50‘000 € K 152 Leibnizstraße / Max-Planckstraße B15 50‘000 € K 520 Bahnhofsvorplatz 60‘000 € geplant. Diese Lichtsignalanlagen sind derzeit mit einem sog. Co-Prozessor ausgestattet. Diese Co-Prozessorlösung bereitet im laufenden Betrieb immer wieder erhebliche Probleme.
Hintergründe für eine Umstellung auf LED-Technik
Die Entwicklung der Stromkosten in den letzten Jahren hat zu einer kontinuierlich steigenden finanziellen Belastung geführt. Anlage 1 zeigt die Energiekostenentwicklung seit 1999 im Lichtsignalanlagenbereich. Der Bruttopreis hat sich von 10,51 Cent je kWh im Jahr 1999 auf 18,31 Cent je kWh im Jahr 2011 erhöht. Die durchschnittliche Stromkostenerhöhung beträgt ca. 11'000 € im Jahr. Die Bruttokosten je kWh erhöhten sich durchschnittlich um ca. 0,6 Cent pro Jahr. Signifikant ist die Erhöhung der Stromkosten im Jahr 2011 um 26,9 %. Sinnvoll ist eine sukzessive Umstellung der Anlagen innerhalb des jährlichen Modernisierungsprogramms.
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung für die sukzessive Umstellung auf LED
Die stetige Zunahme der Lichtsignalanlagen und die konstant ansteigenden Energiepreise ergaben den Anlass, eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung hinsichtlich des Einsatzes moderner LED-Technik durchzuführen. Die LED-Technik im Lichtsignalanlagenbereich ist heute mittlerweile auf einem zuverlässigen Stand angelangt. In der Nordgaustraße sind seit 2009 LED-Signalgeber im Einsatz, die neuen Lichtsignalanlagen in der Ostumgehung werden ebenfalls mit LED-Technik ausgestattet.
Die Erfahrungen mit den derzeit verwendeten Signalen sind sehr gut. Als Grundlage für eine umfassende Wirtschaftlichkeitsbetrachtung wurden 19 Lichtsignalanlagen ausgewählt, die für eine Umstellung auf LED-Technik in Frage kommen.
Für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung wurden der Energieverbrauch und die daraus resultierenden Kosten detailliert je Lichtsignalanlage für die bisherige 230V-Technik und die alternative LED-Technik mit 40V-Betriebsspannung verglichen. Die Zusammenfassung der Ergebnisse ist in Anlage 2 dargestellt.
Für die 19 untersuchten Lichtsignalanlagen ergibt sich eine Gesamtinvestition von 307'931,54 €. Dem gegenüber steht eine jährliche Einsparung von 47’095,00 € durch die Reduzierung des Energieverbrauches um 257'351 kWh und eine Einsparung von 2’429,55 € durch den nicht erforderlichen regelmäßigen halbjährlichen Leuchtmittelwechsel.
Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit der Maßnahme ist die Amortisationsdauer und die Lebensdauer der LED-Signale. Wichtige Einflussgrößen auf die Amortisation sind die zu erwartende Energiepreissteigerung in den nächsten Jahren und die jährliche Ausfallwahrscheinlichkeit der LED-Signale nach der Gewährleistungszeit von 2 Jahren. Die in der Nordgaustraße verwendeten LED-Einsätze weisen seit der Inbetriebnahme 2009 eine Ausfallwahrscheinlichkeit von unter 1 % auf. Für den sog. Worst-Case-Fall wurde eine jährliche Ausfallwahrscheinlichkeit von 2 % angenommen.
In Anlage 3 ist der funktionale Zusammenhang der Amortisationszeit in Abhängigkeit von der Energiepreissteigerung und der Ausfallrate dargestellt. Als realistisch kann eine Amortisationszeit von ca. 6,5 Jahren angenommen werden. Über die Lebensdauer der LED-Signale kann derzeit noch keine exakte Angabe getroffen werden. Es kann davon ausgegangen werden, dass eine Mindestlebensdauer von 10 Jahren erreicht wird, ohne dass in diesem Zeitbereich die Ausfallwahrscheinlichkeit signifikant zunimmt. Die Lichtsignalanlage am Ernst-Reuter-Platz wurde im Jahr 2002 auf LED-Technik umgerüstet, und bisher sind keine erhöhten Ausfallraten zu beobachten. Um eine sehr vorsichtige Abschätzung der Gesamtmaßnahme vorzunehmen, ergibt sich ein sog. „Mindestgesamteinsparungspotential“ von etwa 6‘000 € je umgestellter Lichtsignalanlage innerhalb eines Betrachtungszeitraumes von 10 Jahren unter der Annahme einer erhöhten Ausfallwahrscheinlichkeit von 2 % und ohne Berücksichtigung künftiger Energiepreiserhöhungen. Das Gesamtergebnis wird umso positiver, je höher die Strompreisentwicklung in den nächsten Jahren ausfällt.
Vorteile für die Umwelt
Die sukzessive Umrüstung ist aber nicht nur unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten sinnvoll. Insgesamt kann durch die Umstellung auf LED-Technik eine Reduzierung des Energieverbrauchs um ca. 90 % realisiert werden. Durch diese Energieeinsparung kommt es zu einer nicht unerheblichen Umweltentlastung. Nach Umstellung aller Lichtsignalanlagen ergibt sich eine jährliche Gesamteinsparung von ca. 1,6 Mio kWh und dadurch nach allgemein anerkannten Umrechnungsfaktoren eine Reduzierung der jährlichen CO2-Emissionen von ca. 944 Tonnen. Auch aus diesem Gesichtspunkt ist eine Umstellung auf LED-Signale ökologisch sinnvoll.
Zusätzliche Vorteile für die Umstellung auf LED-Technik aus technischer Sicht
Aus weiteren Gründen sollte der systematische Umstieg von der 230V-Technik auf LED-Signalgeber erfolgen:
· Mit der Maßnahme werden sämtliche Signalgeber und Schaltbaugruppen wegen der Umrüstung auf 40 V ausgewechselt und somit auf neuesten Stand gebracht. · Der Einsatz von Glühbirnen ist für Privathaushalte bereits untersagt. Eine weitere Einschränkung der herkömmlichen Glühlampen in den nächsten Jahren ist nicht auszuschließen. · LED-Signalgeber bieten eine höhere Ausfallsicherheit und eine verbesserte Erkennbarkeit.
Nachdem sich die Preisentwicklung für LED-Signale künftig noch günstiger gestalten dürfte, ist die Wirtschaftlichkeit der Umrüstungsmaßnahmen ohne Zweifel gegeben, und eine sukzessive Umstellung im Rahmen des jährlichen Modernisierungsprogramms effektiver und kostensparender als eine Einmalaktion, in der auch ältere Anlagen auf LED umgestellt werden müssten.
Anlage 1: Strompreisentwicklung je kWh seit 1999 Anlage 2: Gesamtberechnung der Einsparungspotentiale (pro Jahr für 19 LZA) Anlage 3: Amortisation der Maßnahme in Abhängigkeit von der Energiepreiserhöhung Anlage 4: Altersverteilung der LZA in Regensburg
Die Modernisierung der Lichtsignalanlagen ist fortzuführen. Im Rahmen der verfügbaren Haushaltsmittel sind die Lichtzeichenanlagen künftig auf LED-Leuchtmittel umzurüsten.
Anlagen:
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