Wärmeverbund Ennetsee - WWZ Netze AG Chollerstrasse 24 6301 Zug - Bauprojekt
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WWZ Netze AG
Chollerstrasse 24
6301 Zug
Wärmeverbund Ennetsee
Fernwärmeleitung 2 x DN 250
Perlen/Root ‐ Rotkreuz ‐ Hünenberg Bösch
Bauprojekt
Technischer Bericht
V2.1 / 27.04.2020
Bildquelle: www.google.ch [32]
WWZ Wärmeverbund Ennetsee Bauprojekt
Fernwärmeleitung Perlen/Root ‐ Rotkreuz ‐ Hünenberg Bösch Technischer Bericht
Impressum
Auftraggeber
Herr Christian Müller WWZ Netze AG
Gesamtprojektleiter Chollerstrasse 24
6301 Zug
Herr Simon Müller
Projektleiter Hauptleitung
Auftragnehmer
Jürg Müller IUB Engineering AG
Leiter Abteilung Leitungsbau Obergrundstrasse 50
6003 Luzern
Thomas Schmied
Stv. Leiter Abteilung Leitungsbau
Matthias Kaufmann Durena AG
Fernwärmeplaner Murackerstrasse 6
5600 Lenzburg
Bearbeitung
Erstellt: V2.1/ 27.04.2020 / Alexander Frank, Thomas Schmied, Matthias Kaufmann
Geprüft: 27.04.2020 / Thomas Schmied
Freigegeben: 27.04.2020 / Thomas Schmied
Auflistung der Änderungen
Version Datum Änderungen Erstellt Geprüft Freigegeben
v1.1 08.03.2019 Rückmeldungen afr sc
v1.2 29.03.2019 Einbezug Geologischer Bericht afr sc
V2.0 14.02.2020 Projektänderungen sc sc
V2.1 27.04.2020 Projektänderungen Luzern sc sc
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WWZ Wärmeverbund Ennetsee Bauprojekt
Fernwärmeleitung Perlen/Root ‐ Rotkreuz ‐ Hünenberg Bösch Technischer Bericht
Zusammenfassung
Die neue Fernwärmeleitung von der KVA Renergia in Perlen bis Rotkreuz ist hauptsächlich in der
Landwirtschaftszone geplant. Dabei orientiert sich die Linienführung an der best. 70 bar HD-Gaslei-
tung. Die Bauarbeiten entlang der Gasleitung stellen kein bauliches Risiko dar. Bei einer Havarie der
Gasleitung würde die FW-Leitung ebenfalls in Mitleidenschaft gezogen. Durch die Bündelung der Lei-
tungstrassees werden jedoch die Beeinträchtigungen der Grundeigentümer auf ein Minimum reduziert.
Im Baustellenperimeter ist der Grundwasserspiegel relativ hoch. Dies könnte zu erhöhten baulichen
Massnahmen führen.
Auf der projektierten Linienführung müssen zudem mehrere Gewässer unterquert werden. Der Unter-
wasserkanal im Bereich KVA Renergia wird mittels Pressbohrvortrieb (Hammerbohrer) unterquert. Die
Reuss wird mittels Spülbohrverfahren unterquert. Dabei wird die Autobahn im selben Zuge ebenfalls
gekreuzt. Im Bereich Binzmatte werden zusätzlich ein Naturschutzgebiet sowie die SBB unterquert.
Die Unterquerung von 70bar-HD-Gasleitung, Reuss, Autobahn N14, SBB-Linie und Naturschutzgebiet
weist aufgrund der grossen Distanz (ca. 500m) ein sehr hohes Risiko auf.
In Rotkreuz angekommen, führt die Leitung über die Berchtwilerstrasse bis zur Binzmühlestrasse. Die
weitere Leitungsführung durch Rotkreuz ist Bestandteil des Projektes «Verteilnetz Rotkreuz».
Das bereinigte Absatzpotential bildet die Basis für die Wahl der Nennweite der Fernwärmeleitung. Die
Transportleitung zwischen KVA Renergia und Pfaffwil wird auf 19 MW ausgelegt. Zwischen Pfaffwil
und Rotkreuz wird die Transportleitung auf 15 MW ausgelegt.
Transportkapazität der Leitung pro Teilgebiet
Pos. Energie Leistung
1 Risch-Rotkreuz 17'200 MWh/a 5'400 kW
2 Bösch-Hünenberg 2'600 MWh/a 900 kW
3 Hünenberg-See 4'200 MWh/a 1'300 kW
4 Cham 17'300 MWh/a 5'200 kW
5 Städler-Allmend / Cham 7'000 MWh/a 2'100 kW
6 äussere Lorzenallmend 12'000 MWh/a 4'000 kW
7 Gewächshaus 8'000 MWh/a 4'000 kW
Total (gerundet) 68'000 MWh/a 23'000 kW
Total (ohne 6) 56'300 MWh/a 19'000 kW
Total (ohne 6 & 7) 48'000 MWh/a 15'000 kW
Tabelle 1: Transportkapazität: Systematische Darstellung.
Tabelle: DURENA AG
Der Leitungsquerschnitt zwischen KVA Renergia und Rotkreuz wurde unter Berücksichtigung mehre-
rer Ziele (unter anderem kein überdimensioniertes Netz) auf DN250er Leitungen festgelegt.
Der Wärmeverbund Ennetsee wird in Druckstufe PN25 betrieben. Bei Druckstufe PN25, ist eine max.
Druckdifferenz von 17 barü möglich. Mit dem bereinigten Absatzpotential gemäss vorliegendem Bau-
projekt ist keine Druckerhöhungsstation innerhalb der Transportleitung notwendig. Sollten sich
äussere Rahmenbedingungen (z.B.: Erhöhung Wärmeabsatz, Reduktion Rücklauftemperaturen) än-
dern, können für die Transportleitung ab Bösch und einzelner Verteilleitungen ab Bösch Druckerhö-
hungsstationen installiert werden.
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WWZ Wärmeverbund Ennetsee Bauprojekt Fernwärmeleitung Perlen/Root ‐ Rotkreuz ‐ Hünenberg Bösch Technischer Bericht Inhaltsverzeichnis 1 Ausgangslage und Auftrag 7 1.1 Ausgangslage und Projektbeschreibung 7 1.2 Auftrag 7 1.3 Terminplan 8 1.4 Projektorganisation 8 1.5 Übersicht über den Projektperimeter 9 2 Projektierungsgrundlagen 11 2.1 Topographie 11 2.2 Geologie, Boden 12 2.3 Gewässer- und Grundwasserschutz 15 2.4 Altlastenverdachtsflächen und belastete Standorte 17 2.5 Kulturdenkmäler 18 2.6 Umwelt- und Naturschutz 19 2.7 Archäologie 20 2.8 Weitere Projektanforderungen 21 3 Konzeption Fernwärmeversorgung 23 3.1 Auslegungsgrundlagen und Randbedingungen 23 3.2 Anlagenkonzept und Dimensionierung 27 4 Linienführung 36 4.1 Variantenstudium 36 4.2 Leitungsführung definitiv 37 5 Bauwerke und Bauliche Massnahmen 50 5.1 Fernwärmeleitung 50 5.2 Normalprofile 58 5.3 Schächte und Kammern 63 5.4 Richtbauprogramm 65 6 Kostenvoranschlag 66 6.1 Randbedingungen 66 6.2 Tiefbau 66 6.3 Rohrbau 66 7 Auswirkung auf Umwelt und Drittprojekte 67 7.1 Natur- und Umweltschutzmassnahmen 67 7.2 Auswirkungen auf Dritte und bestehende Anlagen 68 8 Schlussbemerkungen und Ausblick 69 9 Quellenangaben 70 9.1 Projektunterlagen 70 9.2 Literatur 70 9.3 Plangrundlagen 70 27.04.2020 Seite 4 / 71 l:\iub\projekt\200\200616000\32 bauprojekt\32-700_berichte\20200427 techn. bericht wv ennetsee - fwl perlen-root ‐ rotkreuz ‐ hünenberg bösch.docx
WWZ Wärmeverbund Ennetsee Bauprojekt Fernwärmeleitung Perlen/Root ‐ Rotkreuz ‐ Hünenberg Bösch Technischer Bericht Beilagenverzeichnis A. Plangrundlagen B. Grundlagen KV ±10% C. Geologischer Bericht vom 20.03.2019 D. Prinzipschema KVA Renergia bis Rotkreuz E. Protokoll Potentialbesprechung vom 06.09.2018 F. Aktennotiz Jour-Fix Nr. 04, Rev. 02, 22. Mai 2018 G. Segmentierungskonzept KVA Renergia bis Rotkreuz H. Hydraulisches Grobkonzept Wärmeverbund Ennetsee I. Richtbauprogramm J. Rohrstatik Bauprojekt KVA RK vom März 2019 K. Schleifenkonzept mit Brandes vom 11.01.2019 L. Hydraulik Variante PN25 DN250 vom 15.02.2019 Abbildungsverzeichnis Abb. 1: Organigramm Teilprojekt Leitungsbau. 8 Abb. 2: Projektperimeter mit geplanter Leitungstrasse. 9 Abb. 3: Projektperimeter (Blick Richtung Südwest von Berchtwil nach Perlen-Root). 10 Abb. 4: Projektperimeter (Blick Richtung Nordost von Perlen nach Gisikon-Honau). 10 Abb. 5: Tertiärgeologische Übersicht (M 1:200'000). 12 Abb. 6: Quartärgeologische Übersicht (M 1:200'000). 12 Abb. 7: Quartäre Schichtungen im Bereich 1. Reussquerung. 12 Abb. 8: Übergang Tertiär/Quartär im Bereich 2. Reuss-Querung. 12 Abb. 9: Bohrung 19-1 auf dem Molasse-Plateau. 14 Abb. 10: Bohrung 19-8 im Reusstal. 14 Abb. 11: Gewässernetz Kanton Luzern. 15 Abb. 12: Gewässernetz Kanton Zug. 15 Abb. 13: Auszug aus der Grundwasser- und Gewässerschutzkarte Kanton Luzern. 16 Abb. 14: Auszug aus der Grundwasser- und Gewässerschutzkarte Kanton Zug. 16 Abb. 15: Auszug aus dem Kataster der belasteten Standorte (KbS) Kanton Luzern. 17 Abb. 16: Auszug aus dem Kataster der belasteten Standorte (KbS) Kanton Zug. 17 Abb. 17: Auszug aus dem Kantonalen Denkmalverzeichnis und Bauinventar. 18 Abb. 18: Auszug aus dem Kataster der belasteten Standorte (KbS) Kanton Zug. 18 Abb. 19: Naturschutzkarte 19 Abb. 20: Detailausschnitt Querung Schutzgebiet Perler Unterallmend. 19 Abb. 21: Auszug aus der Grundwasser- und Gewässerschutzkarte Kanton Zug. 20 Abb. 22: Auszug aus dem archäologischen Inventar. 20 Abb. 23: Transportkapazität: Systematische Darstellung. 24 Abb. 24: Vor- und Rücklauftemperaturen in Abhängigkeit der Aussentemperatur. 25 Abb. 25: Systemgrenze Bauprojekt Transportleitung Renergia - Rotkreuz. 27 Abb. 26: Normalbetrieb, Volllast bei Ta ≤ - 8°C. 28 Abb. 27: Jahresdauerlinie Wärmebedarf/Nutzung. 29 Abb. 28: Druckdiagramm Leitungsdruck FW WWZ, Variante PN 25, DN 250. 30 Abb. 29: Teilausbau 1, Normalbetrieb, Volllast bei Ta ≤ - 8°C. 32 Abb. 30: Jahresdauerlinie Wärmebedarf/Nutzung Teilausbau 1. 32 Abb. 31: Teilausbau 2, Normalbetrieb, Volllast bei Ta ≤ - 8°C. 33 Abb. 32: Jahresdauerlinie Wärmebedarf/Nutzung Teilausbau 2. 33 Abb. 33: Leitungstrassierungen, die in der Varianten-/Machbarkeitsstudie 2018 untersucht wurden. 36 Abb. 34: Übersicht Linienführung 37 Abb. 35: Leitungsabschnitt 1 / Anschluss Renergia und Unterquerung Unterwasserkanal Kanton Luzern 38 Abb. 36: Leitungsabschnitt 2 / Entlang Naturschutzgebiet Kanton Luzern 39 Abb. 37: Leitungsabschnitt 3 / 1. Spülbohrung (Reuss- und Autobahnquerung) Kanton Luzern 40 Abb. 38: Leitungsabschnitt 3 / Längenprofil 1. Spülbohrung (Reuss- und Autobahnquerung) Kanton Luzern 41 Abb. 39: Leitungsabschnitt 4 / Neurüti - Pfaffelerbode Teil 1 Kanton Luzern 42 Abb. 40: Leitungsabschnitt 5 / Herzighus Kanton Luzern 44 Abb. 41: Leitungsabschnitt 6 / Körbligen Kanton Luzern 45 Abb. 42: Leitungsabschnitt 7 / Gumpelsfahr Kanton Aargau 46 Abb. 43: Leitungsabschnitt 8 / 2.Spülbohrung (Reuss-, Autobahn- SBB-Querung) 47 Abb. 44: Leitungsabschnitt 8 / Längenprofil 2.Spülbohrung (Reuss-, Autobahn- SBB-Querung) 48 Abb. 45: Leitungsabschnitt 9 / Neuhaus Kanton Zug 49 Abb. 46: Schnittansicht Rohrleitung. 50 Abb. 47: Bereiche mit betrieblicher Selbstvorspannung (blaue Streckenabschnitte). 52 Abb. 48: Segmentierung der Lecküberwachung. 56 Abb. 49: Normalgrabenprofil in Landwirtschaftszone 58 Abb. 50: Normalgrabenprofil im überbauten Gebiet 59 Abb. 51: Spülbohrverfahren. 60 Abb. 52: Pressbohrvortrieb (Hammerbohren). 62 Abb. 53: Vorgesehene Servicearmatur. 64 Abb. 54: Termine des Projektes «Transportleitung KVA Renergia bis Rotkreuz». 65 27.04.2020 Seite 5 / 71 l:\iub\projekt\200\200616000\32 bauprojekt\32-700_berichte\20200427 techn. bericht wv ennetsee - fwl perlen-root ‐ rotkreuz ‐ hünenberg bösch.docx
WWZ Wärmeverbund Ennetsee Bauprojekt Fernwärmeleitung Perlen/Root ‐ Rotkreuz ‐ Hünenberg Bösch Technischer Bericht Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Transportkapazität: Systematische Darstellung. 3 Tabelle 2: Bodenkennwerte. Daten: Jäckli Geologen [4] 13 Tabelle 3: Transportkapazität: Systematische Darstellung. 24 Tabelle 4: Temperaturdifferenz und max. übertragbare Leistung im Abschnitt Pfaffwil bis Rotkreuz. 31 Tabelle 5: Kostenvoranschlag Baumeister, Bauprojekt (±10%, exkl. MwSt.). 66 Tabelle 6: Kostenvoranschlag Rohrbau, Bauprojekt (±10%, exkl. MwSt.). 66 27.04.2020 Seite 6 / 71 l:\iub\projekt\200\200616000\32 bauprojekt\32-700_berichte\20200427 techn. bericht wv ennetsee - fwl perlen-root ‐ rotkreuz ‐ hünenberg bösch.docx
WWZ Wärmeverbund Ennetsee Bauprojekt
Fernwärmeleitung Perlen/Root ‐ Rotkreuz ‐ Hünenberg Bösch Technischer Bericht
1 Ausgangslage und Auftrag
1.1 Ausgangslage und Projektbeschreibung
Die KVA Renergia in Perlen hat das Potential über eine rund 8.5 km (7.7km bis Rotkreuz)
lange Fernwärmetransportleitung 2 x DN 250mm von der Perlen Papier AG über Rotkreuz
bis nach Hünenberg Bösch (und auch bis Cham) zusätzliche Abnehmer mit CO 2-neutraler
Fernwärme zu versorgen.
Im 2016 wurde durch die Ingenieurbüros Ramboll AG (Zürich) und Halter AG (Zürich) sowie
als Subplaner suisseplan Ingenieure AG (Zürich) in Auftrag der WWZ eine Machbarkeitsstu-
die für einen Wärmeverbund Ennetsee von Perlen über Hünenberg und Cham bis nach Zug
erarbeitet. Das Potenzial für eine Fernwärmeversorgung im Untersuchungsperimeter wurde
als hoch eingestuft. [2]
Die Vernehmlassung der Bauanfrage bei den Kantonen Luzern, Aargau und Zug für zwei der
vorgeschlagenen Linienführungen (Variante "blau" und "orange", siehe Abb. 33 S. 36) der
Fernwärmeleitung im 2017 war grundsätzlich positiv. Die zwei Infoveranstaltungen im 2017
für die privaten Grundeigentümer, welche von WWZ zusammen mit der Renergia durchge-
führt wurden, stiessen ebenfalls auf grossen Zuspruch.
Auf dieser Grundlage wurde im 2018 durch die INGE IDUR (IUB Engineering AG und
Durena AG) im Auftrag der WWZ eine Variantenstudie (Vorprojekt) inkl. grober Kostenermitt-
lung für die Linienführung der Fernwärmeleitung erarbeitet.
Eine Linienführung (orange Variante, siehe Abb. 33 S. 36) durch das Naturschutzgebiet im
Kanton Zug musste in erster Linie infolge fehlender Ortsgebundenheit ausgeschlossen wer-
den, denn Bauarbeiten im Naturschutzgebiet sind grundsätzlich zu vermeiden.
Die blaue Variante entlang der Kantonsstrasse sowie die zur Weiterbearbeitung vorgeschla-
gene gelbe Variante über Berchtwil erwiesen sich bei den Abklärungen mit den Grundeigen-
tümern als nicht realisierbar (siehe Abb. 33 S. 36). Der Widerstand der betroffenen Grundei-
gentümer ist zu gross.
Im weiteren Verlauf des Jahres 2018 wurde eine zusätzliche Variante mittels Spülbohrung
erarbeitet. Die Unterquerung von 70bar-HD-Gasleitung, Reuss, Autobahn N14, SBB-Linie
und Naturschutzgebiet weist aufgrund der grossen Distanz (ca. 500m) ein sehr hohes Risiko
auf. Die Bauherrschaft ist sich dem Risiko bewusst und gibt den Auftrag, diese Variante in
einem Bauprojekt auszuarbeiten.
Als Alternative ist eine Querung der Reuss im Bereich der Autobahnbrücke mittels Rohrbrü-
cke möglich. Hierfür sind jedoch Baumassnahmen im Naturschutz nötig, welche man noch-
mals mit den zuständigen Ämtern besprechen müsste. Die Alternative ist zurzeit nicht auszu-
arbeiten.
1.2 Auftrag
Unter Berücksichtigung der Ausgangslage erarbeitete die INGE IDUR ein Bauprojekt
inkl. Kostenschätzung ±10%.
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1.3 Terminplan
Fertigstellung Bauprojekt inkl. KV: Mitte März 2019
Submission und Ausschreibung: Mitte März 2019
VR-Entscheid: Mai 2019
Baumeisterangebote: Juni/Juli 2019
Baueingabe: Mitte Februar bzw. Ende April 2020
Baubeginn: Herbst 2020
1.4 Projektorganisation
Abb. 1: Organigramm Teilprojekt Leitungsbau.
Grafik: IUB
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1.5 Übersicht über den Projektperimeter
Der Perimeter führt von der KVA Renergia in Perlen-Root westlich der Autobahn N14 vorbei
an der Abfahrt 4 "Gisikon-Root" bis zur Reussquerung nähe Berchtwil und von dort über Rot-
kreuz nach Bösch.
Hagendorn
Zug
Cham
Kemmatten
Hünenberg
Bösch
Holzhäusern
Oberrüti
Buonas
Berchtwil Risch
Rotkreuz
Dietwil Küntwil
Meierskappel
Honau
Gisikon
Root
Inwil
Perlen
Oberfeld
Abb. 2: Projektperimeter mit geplanter Leitungstrasse.
Bild: Google [32]
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Emmen
Root KVA Perlen
Honau
2. Reussquerung
Berchtwil
Abb. 3: Projektperimeter (Blick Richtung Südwest von Berchtwil nach Perlen-Root).
Zug Bild: Google [32]
Cham
Honau
Gisikon
Root
1. Reussquerung
KVA Perlen
Querung Unterwasserkanal
Abb. 4: Projektperimeter (Blick Richtung Nordost von Perlen nach Gisikon-Honau).
Bild: Google [32]
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2 Projektierungsgrundlagen
2.1 Topographie
Der Perimeter Berchtwil bis Bösch liegt ca. 20 bis 30m höher als der Perimeter Perlen bis
Querung Reuss.
Kanton A'
Aargau
Kanton
Zug
Perlen
Kanton
A Luzern
Bildquelle: Geoportal des Bundes [33] https://map.geo.admin.ch
Rotkreuz
A14 SBB ►
Perlen Reuss Oberpfaffwil Unterpfaffwil / Körbligen
▼▼ Reuss
▼
A A'
Bildquelle: Geoportal des Bundes [33] https://s.geo.admin.ch/88e79700ea
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2.2 Geologie, Boden
2.2.1 Geologie
Tertiär
Im Projektperimeter stehen bunte Mergel und Mergelsandsteine mit dolomitreichen Sand-
steinen der Oberen Süsswassermolasse (OSM, "Tortonien") teilweise bis an die Oberfläche
an.
Quartär
Über diesen Ausgangsgesteinen liegt im Projektperimeter im Allgemeinen Moränenmaterial
der Würm-Vergletscherung (Kiese, Sande, Silte und Tone) mit einer Mächtigkeit von 5 bis
10m vor. Im Reusstal sind alluviale Ablagerungen (spät- und postglaziale Reuss-Schotter
über Seeboden-Ablagerungen und Schwemmlehme) anzutreffen. Im Bereich Rotkreuz bis
Bösch ist mit feinkörnigen Sedimenten (Seebodenlehme) zu rechnen.
Molasse (Tertiär)
Schotter (Würm)
Moräne (Würm)
Abb. 5: Tertiärgeologische Übersicht (M 1:200'000). Abb. 6: Quartärgeologische Übersicht (M 1:200'000).
Bildquelle: Geoportal des Bundes, Swisstopo [33]
Schotter
Schotter
Seeablagerungen
Abb. 7: Quartäre Schichtungen Abb. 8: Übergang Tertiär/Quartär
im Bereich 1. Reussquerung. im Bereich 2. Reuss-Querung.
Bildquelle: jäckli Geologen, 2019 [4]
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2.2.2 Oberflächenschichten (Böden)
Im Allgemeinen sind im Bereich der Molasse als natürliche terrestrische Böden wie etwa
flachgründige Braunerden mit 10cm A-Horizont (Humus) und 20-30cm B-Horizont zu erwar-
ten.
Stellenweise wurden die natürlichen Oberflächenschichten auch durch künstliche Auffüllun-
gen mit unterschiedlicher Zusammensetzung ersetzt resp. mit solchen überschüttet. [4]
Die Oberflächenschichten können auch bis ca. 1.0m mächtig sein. [4]
2.2.3 Baugrund
Im Rahmen des Bauprojektes wurden Anfang 2019 diverse geologische Baugrunduntersu-
chungen durchgeführt. Der Untergrund ist der Baugrundklasse A (im Bereich Plateau bei
Rotkreuz) resp. Baugrundklasse C (im Reusstal) zuzuordnen. [4]
Folgende Tabelle zeigt die geschätzten Baugrundkennwerte gemäss SIA-Norm 267 (Geo-
technik). Es handelt sich dabei um geschätzte Mittelwerte (mit Angabe von Extremwerten in
Klammern). [4]
Schicht Raum- Kohäsion Reibungs- Zusammendrückungsmodul
gewicht winkel Erstbelastung Wiederbelastung
γ [kN/m3] c' [kN/m2] φ [°] Me [MN/m2] Me' [MN/m2]
Deckschichten
- toniger Silt/Feinsand 19 (0) 2 (22) 24 - -
Künstliche Auffüllungen
- tonig siltiger Sand mit
19.5 0 (28) 30 - -
Kies und Steinen
- toniger Silt mit Sand, Kies
und Steinen 19 (1) 3 (23) 25 - -
Gehängeablagerungen
- toniger Silt bis siltiger Ton 19.5 (3) 5 (22) 24 (5) 8 25
- sauber Sand 20 0 (24) 26 (8) 10 30
Verlandungssedimente
19 (3) 5 (22) 24 (2) 5 15
- toniger Silt bis siltiger Ton
- (tonig-)siltiger Sand 19.5 0 (24) 26 (5) 10 30
- Torf 13 1 (18) 20 (0.1) 0.3 1
Reuss-Schotter
- (tonig-)siltiger Kies mit
Sand, Steinen 21 0 (35) 37 (40) 50 150
Moräne
- toniger Silt/Feinsand mit
Kies, Steinen, Blöcken 21 (3) 5 (29) 31 (20) 30 (50) 90
Seebodenablagerungen
- toniger Silt bis siltiger
19.5 (3) 5 (23) 25 (10) 15 (30) 45
Ton, z.T. mit Sand, Kies,
Steinen und Blöcken
- tonig-siltiger Feinsand 20 0 (25) 27 (15) 20 60
Obere Süsswassermolasse
- Mergel, Sandstein,
23 (10) 20* (28) 30* (50) 70 200
verwittert
- Mergel, Sandstein,
unverwittert 50 -* -* ** **
* : in mergeliger Schicht- oder Gleitfuge: φ '=15°, c'=0; ** : praktisch inkompressibel
Tabelle 2: Bodenkennwerte. Daten: Jäckli Geologen [4]
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2.2.4 Hydrogeologie
Auf dem Molasse-Plateau bei Rotkreuz gibt es gemäss der Grundwasserkarte des Kantons
Zug kein nutzbares Grundwasser. [4]
Im Reusstal entspricht die Grundwassermächtigkeit in der Regel etwa der Schottermächtig-
keit und liegt im Abschnitt der projektierten Leitung zwischen ca. 6 und 11 m. Den Grund-
wasserstauer bilden die unter dem Schotter liegenden Seeablagerungen. Gemäss der
Grundwasserkarte liegt der Mittelwasserspiegel ca. 1–2 m unter Terrain. Bei Hochwasser
dürfte der Grundwasserspiegel wohl nahe gegen die Terrainoberfläche ansteigen. Die
Grundwasserfliessrichtung erfolgt mit einem Gefälle von ca. 1.5–2.5‰ entlang der Talachse,
d.h. etwa von Südwest nach Nordost. Verschiedene in der Vergangenheit durchgeführte
Pumpversuche haben für den Schotter eine gute Durchlässigkeit ergeben (K-Werte 3 bis 9 x
10-3 m/s). [4]
Der Grundwasserspiegel im Projektperimeter liegt zwischen 405 und 410m ü.M.
Gwsp.
15.02.2019
-1.40 m u.T.
Gwsp.
15.02.2019
-3.80 m u.T.
…
Abb. 9: Bohrung 19-1 auf dem Molasse-Plateau. Abb. 10: Bohrung 19-8 im Reusstal.
Daten: Jäckli Geologen [4]
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2.3 Gewässer- und Grundwasserschutz
2.3.1 Gewässernetz
Im Projektperimeter im Kanton Luzern liegen die Fliessgewässer die Reuss, der Iberig-
bach/Seilergrabderen und der Honauerbach sowie der Kanal "Von Ew" und der Foerndli-
bach.
Abb. 11: Gewässernetz Kanton Luzern.
Bildquelle: Geoportal Kanton Luzern [34]
Der Projektperimeter im Kanton Zug kreuzt die Reuss sowie den Binzmülibach.
Abb. 12: Gewässernetz Kanton Zug.
Bildquelle: Geoportal Kanton Zug [35]
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Fernwärmeleitung Perlen/Root ‐ Rotkreuz ‐ Hünenberg Bösch Technischer Bericht
2.3.2 Grundwasserschutzzonen
Der Projektperimeter für die Leitungstrasse im Kanton Luzern liegt meist im Grundwasser-
schutzbereich Au. Jedoch durchquert die Trasse das projektierte Grundwasserschutzareal
"Nussbaum-Pfaffwil", welches voraussichtlich zurückgezont wird.
Die Leitung liegt mehrheitlich im Schotter und unter dem Mittelwasserspiegel.
Reuss-
Nussbaum- schachen
Pfaffwil S3
S2
Au S1
GWSA
üB Stauden-
schachen
Abb. 13: Auszug aus der Grundwasser- und Gewässerschutzkarte Kanton Luzern.
Bildquelle: Geoportal Kanton Luzern [34]
Der Projektperimeter im Kanton Zug liegt meist in den "übrigen Bereichen", grenzt jedoch
auch an die Grundwasserschutzareale "Reussschachen" und "Erlenwäldli".
Die Leitung verläuft nur auf der westlichen Seite der Reuss durch den Schotter und verläuft
danach in den Seeablagerungen und im Molassefels.
Schachenweid
Au
Erlenwäldli üB
Reuss-
schachen
S3
S2
S1
Abb. 14: Auszug aus der Grundwasser- und Gewässerschutzkarte Kanton Zug.
Bildquelle: Geoportal Kanton Zug [35]
Für eine detailliertere Darstellung der Grundwasserschutz- und Grundwassernutzungsver-
hältnisse siehe Geolog. Bericht, Seite 14-18 [4].
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2.4 Altlastenverdachtsflächen und belastete Standorte
Im Projektperimeter im Kanton Luzern befinden sich folgende Standorte:
Nr. 1033B0009: belasteter Betriebsstandort Ziegelei, Keramische Erzeugnisse
Nr. 1065A0022: Altablagerung "Unterallmend Staudenschachen"
Nr. 1057A0002: Altablagerung "Reussmatte"
1033B0009
1057A0002
1065A0022
Abb. 15: Auszug aus dem Kataster der belasteten Standorte (KbS) Kanton Luzern.
Bildquelle: Geoportal Kanton Luzern [34]
Im Projektperimeter im Kanton Zug befinden sich folgende Standorte:
Nr. 03_A_014: Altablagerung "Rütihof / Bösch"
03_A_014
Abb. 16: Auszug aus dem Kataster der belasteten Standorte (KbS) Kanton Zug.
Bildquelle: Geoportal Kanton Zug [35]
Im Zuge der geologischen Erkundungen vom Februar 2019 sind diverse oberflächennahe
künstliche Auffüllungen angetroffen worden, die z.T. Fremdstoffe wie Beton, Ziegel, Holz etc.
enthalten. Der Fremdstoffanteil liegt zwischen 5 und 25% Gewichtsanteil. Solche Materialien
gelten als belastet und können nicht als unverschmutzter Aushub abgeführt werden.
Dadurch sind Mehrkosten zu erwarten, welche so gut als möglich berücksichtigt wurden. [4]
In einer Sondierung auf dem Areal der Papierfabrik Perlen rochen die künstlichen Auffüllun-
gen in ca. 3 m Tiefe nach Benzin. Das Material wurde beprobt und im chemischen Labor auf
aliphatische Kohlenwasserstoffe C5-C10 und auf BTEX (Benzinzusatzstoffe) untersucht. Es
konnten keine erhöhten Schadstoffbelastungen nachgewiesen werden, weshalb das Material
in chemischer Hinsicht als unverschmutzt klassiert werden kann. Wahrscheinlich handelt es
sich hierbei um eine ältere Verschmutzung, bei welcher sich die Schadstoffe weitgehend ab-
gebaut haben. Erfahrungsgemäss muss olfaktorisch (geruchlich) auffälliges Material, auch
wenn chemisch unverschmutzt, speziell entsorgt werden, da keine Aushubdeponie solches
Material annimmt. [4]
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2.5 Kulturdenkmäler
Im Projektperimeter im Kanton Luzern werden folgende erhaltenswerte Denkmäler tangiert:
Wegkreuz bei Nussbaum, Gisikon (GVL-Nr. 1278)
"Waschhaus" bei Nussbaum, Gisikon (GVL-Nr. 58 b)
Villa "Elsa", Körbligen 10, Gisikon (GVL-Nr. 127)
Hist. Stundenwegstein bei Körbligen (LU), Inwil / Dietwil (AG) (ohne GVL-Nr.)
GVL-Nr. 1278 und 58 b ohne GVL-Nr.
GVL-Nr. 127
Abb. 17: Auszug aus dem Kantonalen Denkmalverzeichnis und Bauinventar.
Bildquelle: Geoportal Kanton Luzern [34]
Im Projektperimeter im Kanton Aargau werden keine bekannten Denkmäler direkt tangiert.
Im Projektperimeter im Kanton Zug werden keine bekannten Denkmäler direkt tangiert.
In der Nähe der Trasse befinden sich folgende geschützte Denkmäler:
Wegkapelle, Berchtwil (GS-Nr. 564 / Ass-Nr. 187 a)
Wohnhaus/Bauernhaus "Stuberhof", Berchtwil 5 (GS-Nr. 2234 / Ass-Nr. 1366 a)
Kapelle St. Wendelin (GS-Nr. 499 / Ass-Nr. 94 a)
Ehem. Käserei "Wendelinshof", Holzhäusernstr. 4 (GS-Nr. 1991 / Ass-Nr. 96 c)
Ass-Nr. 187 a Ass-Nr. 1366 a Ass-Nr. 94 a
Ass-Nr. 96 c
Abb. 18: Auszug aus dem Kataster der belasteten Standorte (KbS) Kanton Zug.
Bildquelle: Geoportal Kanton Zug [35]
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2.6 Umwelt- und Naturschutz
Der Projektperimeter im Kanton Luzern quert das Amphibienlaichgebiet (IANB) "Unterall-
mend-Perlen", welches zum Bundesinventar der Flachmoore von nationaler Bedeutung ge-
hört.
Nat. Flachmoor
"Unterallmend-Perlen"
Nr. 2399
Abb. 19: Naturschutzkarte
Bildquelle: Geoportal Kanton Luzern [34]
Abb. 20: Detailausschnitt Querung Schutzgebiet Perler Unterallmend.
Bildquelle: Moorschutzverordnung, Kanton Luzern
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Im Kanton Zug quert das Projekt das kantonale Naturschutzgebiet (NSG) "Schachen".
Kant. NSG
"Schachen"
Nr. 9.03
Abb. 21: Auszug aus der Grundwasser- und Gewässerschutzkarte Kanton Zug.
Bildquelle: Geoportal Kanton Zug [35]
2.7 Archäologie
Im Projektperimeter im Kanton Luzern werden keine bekannten archäologischen Fundstät-
ten tangiert.
Abb. 22: Auszug aus dem archäologischen Inventar.
Bildquelle: Geoportal Kanton Luzern [34]
Für den Projektperimeter im Kanton Zug werden seitens GeoDiensten Kanton Zug keine Da-
ten zur Verfügung gestellt. Somit sind für den Projektperimeter Kanton Zug keine Aussagen
möglich.
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2.8 Weitere Projektanforderungen
2.8.1 WWZ AG
Die Transportleitung ab Renergia soll auf den angestrebten maximal möglichen Leistungsbe-
zug von 19 MW ausgelegt werden. Die Temperatur in der Vorlaufleitung beträgt 105°C und
in der Rücklaufleitung sollen 50°C erreicht werden. [2]
Die WWZ entscheidet sich für 2 x DN 250 / Dämmstärke 2 von der Renergia bis Rotkreuz.
Das Brandes-System soll als Leckortung gewählt werden. Die Übertragung der Leckortung
erfolgt nicht über Funk.
Die Segmentierung wurde in Zusammenarbeit mit WWZ und Durena AG bestimmt.
2.8.2 Renergia AG
Der Anschluss der FW-Leitung an die KVA muss über die Fassade geschehen, da das Ge-
bäude nur an wenigen Stellen unterkellert ist. Projektgrenze ist die Fassadenaussenseite.
Das Projekt ist mit den Ausbauplänen der Anlage der Renergia Zentralschweiz AG abge-
stimmt und muss in den weiteren Phasen koordiniert werden.
2.8.3 Grundeigentümer und Pächter
WWZ führte Gespräche mit Grundeigentümern sowie Pächtern. Die Leitungsführung wurde
entsprechend den Auflagen aus diesen Gesprächen angepasst.
Terminliche Bedingungen seitens der Grundeigentümer sind, wenn möglich, einzuhalten.
2.8.4 Kantone und Gemeinden
2.8.4.1 Naturschutz
Die Trasseeführung wurde mit den Naturschutzverantwortlichen der Gemeinden und der
Kantone sowie den Eigentümern, Bewirtschaftern und Pächtern abgestimmt. Die geplanten
Massnahmen werden gemäss Vorabklärungen unter Einhaltung gewisser Auflagen und
Kompensationsmassnahmen als bewilligungsfähig eingestuft.
Die Leitungen im Naturschutzgebiet sowie im Waldbereich müssen unter erhöhten Vor-
sichtsmassnahmen gebaut werden. Spätere Bauarbeiten im Naturschutzgebiet sind nur un-
ter Spezialbewilligung möglich.
Das Flachmoor "Unterallmend-Perlen" im Kanton Luzern von nationaler Bedeutung darf
überhaupt nicht beansprucht werden. Eine Zufahrt über das Moor ist nicht gestattet. Vor
Baubeginn ist mit dem (noch festzulegenden) Bauunternehmer und den Naturschutzbeauf-
tragten des Kanton Luzerns nochmals eine Sitzung abzuhalten.
In Moorschutzflächen dürfen keine Bauten und Anlagen errichtet sowie keine Terrain- und
Bodenveränderungen vollzogen werden.
Für die Bauarbeiten im Bereich Fixpunktkammer der ersten Spülbohrung, kann die Natur-
schutzfläche (Perler Unterallmend) auch teilweise in Anspruch genommen werden. Dies hat
Ersatzmassnahmen zur Folge. Diese sind seitens Naturschutzbehörde Kt. LU noch festzule-
gen. Provisorische Ersatzparkplätze für den Fussballverein können im Streifen zwischen Na-
turschutz und Strasse realisiert werden (siehe Abb. 20, S. 19).
Die zweite Spülbohrung kann nach ersten Abklärungen mit der Naturschutzbehörde Kt. Zug
durch das vorhandene Naturschutzgebiet gebohrt werden.
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2.8.4.2 Grund- und Hochwasserschutz
Der Grundwasserfluss darf durch die zweite Spülbohrung nicht beeinträchtigt werden, da
sich unterhalb eine wichtige Grundwasserfassungen befindet.
Allgemein ist auf das Hochwasserschutzprojekt des Kantons Luzern zu achten. Dieses wird
durch die IUB Engineering AG projektiert.
Im Kanton Zug ist ebenfalls ein Hochwasserschutz geplant, dieser wird aber zu einem späte-
ren Zeitpunkt realisiert und hat keinen Einfluss auf die vorgesehene Spülbohrung.
2.8.5 ASTRA, Autobahn N14
Generell gibt es keine Einwände gegen die geplante Unterquerung der Autobahn N14 mittels
Spülbohrverfahren. In einer weiteren Projektphase ist jedoch eine Aussage zu Baugrund und
Pfählung der Brücke zu machen, welche durch die zweite Spülbohrung unterquert wird.
Eine alternative Linienführung mittels Rohrbrücke auf den Brückenfundamenten der Reuss
kann nur unter gewissen Auflagen realisiert werden. Die Auflagen wurden noch nicht konkret
angegeben. Man muss jedoch damit rechnen, dass bei einer Sanierung oder Verbreiterung
der Brücke die Fernwärmeleitungen während den Arbeiten entfernt werden müssen.
Die Querung der Nationalstrassen benötigt ein Ausnahmegesuch.
2.8.6 Eidgenössisches Rohrleitungsinspektorat (ERI)
Grundsätzlich ist der minimale seitliche Abstand zu bestehenden Gasanlagen bei einer Pa-
rallelverlegung abhängig von der Baumethode. Wenn ein üblicher offener Graben vorgese-
hen ist, so beträgt der Abstand (lichte Breite) 1.0m zuzüglich Tiefe des Grabens, jedoch mi-
nimal 2.00m. Der minimale vertikale Abstand beträgt 50cm (lichte Breite).
Bei einer Querung der bestehenden 70bar-HD-Gasleitung (ST DN 250mm) mittels Spülboh-
rung muss im Einzelfall abgeklärt werden, wie weit die Startgrube entfernt ist. Wenn der Ab-
stand zwischen Startgrube und Gasleitung nicht mehrere Meter beträgt, wird gefordert, dass
die Gasleitung vorgängig an der Kreuzungsstelle aufgegraben wird, so dass keine Gefähr-
dung besteht.
In den weiteren Projektphasen ist mit EGZ als Betreiberin Kontakt aufzunehmen.
Für Bauarbeiten in einem Bereich näher als 10m an der Gasleitung wird eine Bewilligung
seitens ERI benötigt
2.8.7 SBB
Unterquerungen von Gleisanalgen mittels Spülbohrverfahren benötigten eine separate Be-
willigung (Querungsvereinbarung) seitens SBB.
2.8.8 Werke
2.8.8.1 Erdgas Zentralschweiz AG (EGZ) / Energie Wasser Luzern (ewl)
Das Unterqueren der 70bar-HD-Gasleitung mittels Spülbohrung ist besonders zu koordinie-
ren. Die Geschäfte der Erdgas Zentralschweiz AG werden bei ewl geführt.
2.8.8.2 WWZ
Bauarbeiten im Bereich einer 5 bar Gasleitung dürfen ohne die Begleitung durch ein WWZ-
Mitarbeiter nur mit einem Mindestabstand von 5 m zur Gasleitung durchgeführt werden.
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3 Konzeption Fernwärmeversorgung
3.1 Auslegungsgrundlagen und Randbedingungen
3.1.1 Wärmeabsatzpotential
Einleitung
Das bereinigte Absatzpotential bildet die Basis für die Wahl der Nennweite der Fernwärme-
leitung. Im vorliegenden Bauprojekt wird eine Transportleitung von der KVA Renergia in Per-
len bis nach Rotkreuz gebaut. Die WWZ plant jedoch die Transportleitung in einer späteren
Phase via Bösch, Hünenberg, Cham bis zur äusseren Lorzenallmend zu führen. Damit die
Wahl der Nennweite für den ersten Abschnitt von der Renergia bis nach Rotkreuz getroffen
werden kann, wird das Wärmeabsatzpotential für den gesamten Perimeter bereinigt.
Wärmeabsatzpotential
Die Höhe des realistischen Wärmeabsatzpotentials wurde an der Potentialbesprechung vom
06.09.2018 zusammen mit der WWZ bereinigt und als Basis für die weiteren Projektierungs-
arbeiten festgelegt. Der gesamte Wärmebezug ab KVA beträgt dabei 68 GWh pro Jahr. Die
realistischen Wärmeabsatzpotentiale der Teilgebiete sind in der Tabelle im folgenden Kapitel
ersichtlich. Weitere Details finden sich im entsprechenden Protokoll im Anhang.
3.1.2 Transportkapazität der Fernwärmeleitung
Herleitung der erforderlichen Transportkapazität, bereinigtes Absatzpotential
Vom Wärmeabsatzpotential wurden unter Berücksichtigung der untenstehenden Einflussfak-
toren die maximal zu transportierenden Leistungen bestimmt:
Anschlusswahrscheinlichkeiten pro Teilgebiete
Gleichzeitigkeitsfaktor in Abhängigkeit der Anzahl Anschlussobjekte
Besonderheit zum Teilgebiet 6, äussere Lorzenallmend:
Im Winterfall bzw. während Kapazitätsengpässen innerhalb des WV Ennetsee, kann die
Heizzentrale der äusseren Lorzenallmend vom WV Ennetsee getrennt werden. Deshalb
wird der Leistungsbedarf des Teilgebietes 6 für die Dimensionierung der Transportlei-
tung im Auslegungsfall (Ta < -8°C) nicht mitberücksichtigt.
Die zukünftige Heizzentrale der äussere Lorzenallmend wird von der WWZ betrieben.
Gemäss einer durch die WWZ beauftragen Studie wird im Endausbau der Lorzenall-
mend 9.2 MW und 13.3 GWh/a Wärmebedarf erwartet. Als Grundlast sollen 4 MW wäh-
rend den Übergangszeiten (Herbst & Frühling) vom WV Ennetsee bezogen werden. Der
übrige Wärmebedarf der äusseren Lorzenallmend wird mit einer anderweitigen Wärme-
erzeugung abgedeckt.
Ergebnis
1
Die zu transportierenden Leistungen in der Transportleitung Wärmeverbund Ennetsee wer-
den in nachfolgender Tabelle und Abbildung dargestellt.
1
Bei dT von 45°C, T_VL=102°C, T_RL=57°C
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Transportkapazität der Leitung pro Teilgebiet
Pos. Energie Leistung
1 Risch-Rotkreuz 17'200 MWh/a 5'400 kW
2 Bösch-Hünenberg 2'600 MWh/a 900 kW
3 Hünenberg-See 4'200 MWh/a 1'300 kW
4 Cham 17'300 MWh/a 5'200 kW
5 Städler-Allmend / Cham 7'000 MWh/a 2'100 kW
6 äussere Lorzenallmend 12'000 MWh/a 4'000 kW
7 Gewächshaus 8'000 MWh/a 4'000 kW
Total (gerundet) 68'000 MWh/a 23'000 kW
Total (ohne 6) 56'300 MWh/a 19'000 kW
Total (ohne 6 & 7) 48'000 MWh/a 15'000 kW
Tabelle 3: Transportkapazität: Systematische Darstellung.
Tabelle: DURENA AG
Abb. 23: Transportkapazität: Systematische Darstellung.
Grafik: DURENA AG
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Fazit
Die Transportleitung zwischen KVA Renergia und Pfaffwil wird auf 19 MW ausgelegt. Zwi-
schen Pfaffwil und Rotkreuz wird die Transportleitung auf 15 MW ausgelegt.
3.1.3 Betriebstemperaturen
Der WV Ennetsee wird auf eine maximale Temperatur von 109.9° C ausgelegt. Die
Heisswasserverordnung muss damit nicht eingehalten werden. Die Betriebstemperaturen
können aus untenstehender Grafik entnommen werden.
Abb. 24: Vor- und Rücklauftemperaturen in Abhängigkeit der Aussentemperatur.
Grafik: DURENA AG
Für den Vorlauf gilt:
Die max. Vorlauftemperatur im Betrieb liegt bei Aussentemperaturen kleiner/gleich -8°C
bei 105°C. Während diesen Aussentemperaturen wird mutmasslich am meisten Wärme
bei den Wärmebezügern bezogen. Je höher die Vorlauftemperatur (bei konstanten
Rücklauftemperaturen) umso grösser ist die übertragbare thermische Leistung.
Da ab einer Aussentemperatur grösser als -8°C die Wärmebedarfsleistung bei den Kun-
den abnimmt, kann auch die Vorlauftemperatur gesenkt werden. Deshalb ist die Vorlauf-
temperatur gleitend. Die Absenkung der Vorlauftemperaturen hat verschiedene Vorteile:
Tiefere Wärmekosten ab KVA
Fliessgeschwindigkeit in der Transportleitung ist auch bei tieferem Leistungsbe-
darf hoch. Hohe Fliessgeschwindigkeiten bedeuten weniger Temperaturverluste
von der KVA bis zum Leitungsende
Die Wärmeverluste sind bei tieferen Medientemperaturen kleiner
Der Vorlauf beim Austritt der KVA liegt bei Temperaturen oberhalb der Heizgrenze (Aus-
sentemperatur >12°C) konstant bei 75°C.
Im Sommer kommt im Vorlauf beim Wärmekunden auf der Primärleitung 70°C
an
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Bei einer Grädigkeit von 3° über die Wärmetauscher hat der Kunde 67°C im se-
kundären Vorlauf um das BWW auf 60°C aufzuwärmen
Bei 75°C Vorlauf im Sommer ist anzunehmen, dass keine Absorptionskältema-
schinen als Wärmeabnehmer in Frage kommen.
Für den Rücklauf gilt:
Für die Rücklauftemperaturen kann die WWZ keine Garantie abgeben, da die sekundä-
ren Rücklauftemperaturen der potentiellen Objekte unbekannt sind.
Für die Auslegung der Transportleitung werden im Rücklauf 57°C angenommen. Das ist
ein realistischer Wert.
Der Zielwert der Rücklauftemperaturen beim Eintritt der KVA beträgt 50°C und ist in der
Temperaturkurve abgebildet.
3.1.4 Betriebsdruck
Der Wärmeverbund Ennetsee wird in Druckstufe PN25 betrieben.
Bei Druckstufe PN25, ist eine max. Druckdifferenz von 17 barü möglich (Absicherungs-
druck 23barü, Druckhaltung 6 barü)
Herleitung Druckhaltung 6 barü:
1.2 bara Verdampfungsdruck bei 105°C
1 bar, Überlagerung Ruhezustand (Sicherheit)
0.8 bar, Reserve Planung Trasse
3 bar, maximale Höhendifferenz vom Standort Renergia (Terrain Renergia
2
413 m.ü.M. ) zum höchsten Punkt im Netz in Bösch (nördlichster Punkt,
unmittelbar bei der Autobahn mit 443 m.ü.M.)
Der tiefste Punkt im Netz ist bei der Spülbohrung Reuss 1 mit rund 397 m.ü.M.
3.1.5 Betriebszeit
Das Fernwärmenetz wird ab Inbetriebnahme ununterbrochen an 7 Tagen pro Woche wäh-
rend 24 Stunden pro Tag betrieben.
2
Stutzenhöhe an Druckhaltung in m.ü.M. zum Zeitpunkt März 2019 noch nicht bekannt.
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3.2 Anlagenkonzept und Dimensionierung
3.2.1 Einleitung
CO2-neutrale Fernwärme
Die KVA Renergia in Perlen hat das Potential Wärmeabnehmer mit CO2-neutraler Fern-
wärme zu versorgen.
Für die Wärmeverteilung und deren kommerziellen Nutzung plant die WWZ in einem ersten
Teilausbau ab KVA Renergia in Perlen bis nach Rotkreuz eine rund 7.7 km lange Fernwär-
metransportleitung. In einer zweiten Ausbauphase soll die Transportleitung von Rotkreuz via
Bösch, Hünenberg am See und Cham zur äusseren Lorzenallmend geführt werden. Die vor-
liegende Anlagenbeschreibung beschränkt sich auf die Transportleitung von der KVA Rener-
gia nach Rotkreuz.
Prinzipschema
Das Anlagenkonzept ist im Prinzipschema (siehe Anhang) dargestellt.
3.2.2 Systemgrenzen
Das Anlagenkonzept des vorliegenden Bauprojektes beschränkt sich – wo nicht anders ver-
merkt – auf die in untenstehender Abbildung dargestellten Systemgrenze.
Abb. 25: Systemgrenze Bauprojekt Transportleitung Renergia - Rotkreuz.
Grafik: DURENA AG
Beschreibung und Systemgrenzen
Die physische Schnittstelle zwischen Wärmeerzeugung der KVA Renergia und der Wär-
meverteilung bildet die Hausfassade der KVA Renergia.
Innerhalb der Systemgrenze ist kein Wärmeabnehmer enthalten.
In der Armaturenkammer in Rotkreuz Süd wird ein Abgang für die Verteilleitung Rot-
kreuz Süd gebaut. Bestehend aus einem T-Stück, Druckanzeige, Kugelhähne, Blind-
flansch.
Das provisorische Leitungsende der Transportleitung Perlen-Rotkreuz bilden im Mini-
mum zwei Endkappen an den erdverlegten Leitungen in Rotkreuz (Höhe Industrie-
strasse 21).
Da die Transportleitung im Endausbau via Bösch, Hünenberg und Cham bis zur äusse-
ren Lorzenallmend geführt werden soll, wird die hydraulische Netzauslegung bis zur
äusseren Lorzenallmend mitberücksichtigt. Das Anlagenkonzept des Gesamt-Wärme-
verbundes Ennetsee ist jedoch nicht Gegenstand des vorliegenden Bauprojektes.
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Folgende EMSRL-Projektteile sind im Bauprojekt enthalten:
Alarme der Leckageüberwachung (inkl. Schlaufenkonzept & Anordnungspositio-
nen für Messdosen und Trassenrechner)
Schwimmschalter (Alarmmeldung) in den Fixpunktbauwerken
Nicht im Bauprojekt enthalten sind die folgenden EMSRL-Installationen:
Differenzdrucksensor der Fernwärme (Regelgrösse für Netzpumpen) am Netz-
3
schlechtpunkt
Elektrische Erschliessung der Armaturenkammer Rotkreuz
3.2.3 Wärmeverteilung
3.2.3.1 Dimensionierung Transportleitung
Für die hydraulische Auslegung des Fernwärmenetzes sind nachfolgende Parameter mass-
gebend:
Maximale Leistung Fernwärme Ennetsee ausgangs KVA Renergia (bei ∆T=45°C) 19 MW
Davon maximal übertragbare Leistung zwischen Pfaffwil und Rotkreuz (bei ∆T=45°C) 15 MW
Vorlauftemperatur ab KVA Renergia 105°C
Vorlauftemperatur beim Kunden 102°C
Rücklauftemperatur (Schätzung) 57°C
Nenndruck PN25
3.2.3.2 Zielausbau
Abb. 26 zeigt den Zielausbau des WV Ennetsee:
Normalbetrieb, Volllast
Lastabwurf Lorzenallmend
Das Gewächshaus (Pmax = 4 MW) bezieht im Auslegungsfall (Aussentemperatur ≤ -8°C)
eher weniger
Normalbetrieb, Leistung.
Volllast bei Ta ≤ -8°C Die maximale Leistung des Gewächshauses fällt im März an.
100%
Cham&Städlera.
Lorzenallmend
Gewächshaus
Hünenberg,
Rotkreuz &
Bösch
KVA Renergia
4.0 MW 6.4 MW 8.6 MW
↑ ↑ ↑
19.0 MW 15.0 MW 8.6 MW 0.0 MW
→ → →
Abb. 26: Normalbetrieb, Volllast bei Ta ≤ - 8°C.
Grafik: DURENA AG
3
Der Netzschlechtpunkt wird für die erste Ausbaustufe im Rahmen des Bauprojektes «FW-Detailerschliessung Rotkreuz» fest-
gelegt.
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3.2.3.3 Hydraulische Auslegung
Auf Basis des obenstehenden Zielausbaues erfolgt die hydraulische Auslegung des Ab-
schnittes von der KVA Renergia bis Rotkreuz.
Bei der Dimensionierung der Transportleitung wurden folgende Ziele verfolgt:
Der wärmeseitige Leistungsbedarf der Kunden, welcher in Kapitel Wärmeabsatzpotential
festgelegt wurde, muss mit dem Wärmeverbund Ennetsee abgedeckt werden können.
Das grundlegende hydraulische Konzept muss mit der Wahl der Leitungsdimension zwi-
schen KVA Renergia und Rotkreuz erreicht werden können.
Die WWZ will kein überdimensioniertes Netz.
Es soll das wirtschaftliche Optimum zwischen Investitions- und Betriebskosten erreicht
werden.
Sofern es das erhobene, realistische Absatzpotential zulässt, soll auf eine Druckerhö-
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hungsstation verzichtet werden.
Mit diesen Zielen wurde der Leitungsquerschnitt zwischen KVA Renergia und Rotkreuz auf
eine DN250er Leitung festgelegt.
Auf dem Abschnitt Pfaffwil bis Rotkreuz (5.1 Tkm bis zur Armaturenkammer) muss die
gesamte thermische Leistung der nachfolgenden Wärmeabnehmer übertragen werden.
Mit einer DN250er Leitung resultiert ein spezifischer Druckverlust von 65 Pa/Rm.
Auf dem Abschnitt KVA Renergia bis Pfaffwil beträgt der spezifische Druckverlust rund
110 Pa/m, jedoch nur über eine Distanz von 1200 Tm, was mit einer DN250er Leitung
ebenfalls abgedeckt werden kann.
Jahresdauerlinie
Untenstehende Abbildung zeigt die Jahresdauerlinie, mit dem bereinigten Absatzpotential,
auf der Bedarfsseite des Wärmeverbundes Ennetsee im Zielausbau. Der gesamte Energie-
bedarf gemäss der untenstehenden Abbildung wird durch den WV Ennetsee und der Wär-
meerzeugungsanlage der äusseren Lorzenallmend abgedeckt.
Abb. 27: Jahresdauerlinie Wärmebedarf/Nutzung.
Grafik: DURENA AG
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Siehe dazu Detailabklärungen Differenzkostenvergleich, Aktennotiz Jour-Fix Nr. 04, Rev. 02, 22. Mai 2018
27.04.2020 Seite 29 / 71
l:\iub\projekt\200\200616000\32 bauprojekt\32-700_berichte\20200427 techn. bericht wv ennetsee - fwl perlen-root ‐ rotkreuz ‐ hünenberg bösch.docxWWZ Wärmeverbund Ennetsee Bauprojekt
Fernwärmeleitung Perlen/Root ‐ Rotkreuz ‐ Hünenberg Bösch Technischer Bericht
Druckdiagramm
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Die untenstehende Abbildung zeigt das Druckdiagramm mit den Dimensionen pro Abschnitt
innerhalb der Transportleitung.
Abb. 28: Druckdiagramm Leitungsdruck FW WWZ, Variante PN 25, DN 250.
Grafik: DURENA AG
In der Armaturenkammer Rotkreuz stehen 7.5 bar Differenzdruck (zwischen VL und RL)
für die Wärmeverteilung im Auslegungsfall zur Verfügung
In Bösch stehen rund 6 bar Differenzdruck (zwischen VL und RL) für die Wärmeverteilung
im Auslegungsfall zur Verfügung
Ab Hünenberg stehen im Auslegungsfall noch rund 4 bar Differenzdruck zur Verfügung.
Sofern in den Teilgebieten zwischen Hünenberg und äussere Lorzenallmend längere Ver-
teilleitungen als 750 Tm (und einem spezifischen Druckverlust 150 Pa/Rm) entlang des
kritischen Astes notwendig sind, müssen Strangpumpen für die Netzabgänge installiert
werden.
Mit dem bereinigten Absatzpotential gemäss vorliegendem Bauprojekt ist keine Drucker-
höhungsstation innerhalb der Transportleitung notwendig. Sollten sich äussere Rahmen-
bedingungen (z.B.: Erhöhung Wärmeabsatz, Reduktion Rücklauftemperaturen) ändern,
können für die Transportleitung ab Bösch und einzelner Verteilleitungen ab Bösch Druck-
erhöhungsstationen installiert werden.
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Temperaturdifferenz 45°C, Rohrrauhigkeit 0.1mm
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l:\iub\projekt\200\200616000\32 bauprojekt\32-700_berichte\20200427 techn. bericht wv ennetsee - fwl perlen-root ‐ rotkreuz ‐ hünenberg bösch.docxSie können auch lesen
