Typische Energieeffizienzpotenziale im Betrieb

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1 Typische Energieeffizienzpotenziale im Betrieb Veranstaltung Energieeffizienz lohnt sich ein Austausch unter Praktikern 28. Oktober 2014, Bayerisches Landesamt für Umwelt 1

2 2 Energieeffizienzberatungen der FfE

3 Gliederung 1. Energieeffizienz in der Industrie Stand der Technik 2. Energieeffizienzpotenziale bei Querschnittstechnologien 3. Praxisbeispiele 3

4 Energieverbrauch und Produktionsindex ( ) Entwicklung des industriellen Endenergieverbrauchs in Deutschland 140 Entwicklung des Endenergieverbrauchs im Verhältnis zum Produktionsindex ( ) % Produktionsindex % EEV Industrie Produktionsindex Endenergieverbrauch Industrie spez. Endenergieverbrauch Industrie -18% Spez. EEV Industrie Quelle: eigene Darstellung nach Daten des BMWi Jahr 4

5 Vorhandene Effizienzpotenziale Übliche Effizienzpotenziale bei Querschnittstechnologien (Quelle: dena) 5

6 6 In welchen Bereichen bestehen noch Effizienzpotenziale?

7 Effizienzpotenzialerhebung von der Erzeugung bis zum Verbraucher Verbraucher Verteilung Kompressor Steuerung Speicherbehälter Aufbereitung - Trockner - Filter - Kondensattechnik Quelle: IREES 7

8 Bereich Gebäude Viele Betriebe sind mit der Zeit gewachsen, d.h. es wurde an bestehende Hallen angebaut Viele energetisch schlechte Gebäude Einscheibenverglasung Wände aus Wellblech/ unisolierte oder schlecht isolierte Wände Sheddächer, Flachdächer mit hohen Wärmeverlusten Mögliche Maßnahmen Dachdämmung mit Fenstertausch (Sheddächer) Wanddämmung Fenstertausch Hemmnisse: meist hohe Investitionskosten, daher werden meist nur Teilmaßnahmen umgesetzt 8

9 Bereich Druckluft Eingesetzte Kompressortypen: Schraubenkompressoren (z.t. ölfrei verdichtend) Kolbenkompressoren Drehzahnkompressoren Turbokompressoren Kälte- und Adsorptionstrockner Mögliche Maßnahmen Effiziente Kompressoren Reduzierung der Leckagen Spitzenlastabdeckung durch drehzahlgeregelten Kompressor Optimierung der übergeordneten Steuerung (Vermeidung von häufigem Takten und unnötigem Leerlaufbetrieb) Reduzierung des Druckluftniveaus Wärmerückgewinnung (direkte Hallenbeheizung, Einspeisung in Heizkreislauf) 9

10 Bereich Druckluft: Effizienz von Kompressoren Quelle: dena 10

11 Bereich Klima- und Lüftungstechnik Einsatzbereiche Raumheizung und -klimatisierung, Luftwechsel Viele dezentrale Lüftungsanlagen (teils Einzelabsaugung von Maschinen) Keine Wärmerückgewinnung Konstanter Volumenstrom Riemenantriebe Mögliche Maßnahmen Einsatz hocheffizienter Motoren Drehzahlregelung der Ventilatoren (bedarfsabhängige Volumenstromregelung) Wärmerückgewinnung (Kreuzstrom- oder Rotationswärmetauscher) Direktantrieb oder Flachriemenantrieb, wenn Direktantrieb nicht möglich Absenkung der Hallentemperaturen Bevorzugt Einsatz zentraler Lüftungsgeräte Hemmnisse Häufiges Umziehen innerhalb des Betriebes 11

12 12 Bereich Klima- und Lüftungstechnik: Regelungsarten von Lüftungsanlagen

13 13 Bereich Beleuchtung Meist Leuchtstofflampen oder Hochdruckentladungslampen im Einsatz Teilweise Reflektoren Ungesteuerte Beleuchtung Keine bereichsweise Schaltung möglich Konventionelle oder verlustarme Vorschaltgeräte (KVGs / VVGs) Hohe Anzahl an installierten Leuchten Geringe Lichtausbeute (lm/w) Zu hohe Beleuchtungsstärke (lux) Mögliche Maßnahmen Tageslichtabhängige Steuerung Austausch von KVGs (14 % Verlustleistung)/ VVGs (7 %) gegen EVGs (0 3 %) Bewegungs- / Präsenzmelder Bereichsweise Schaltung der Beleuchtung (z.b. nach Arbeitsbereichen) Dimmbare Leuchten (v.a. am Anfang der Lebensdauer Lichtstärke reduzieren) Abschaltung überflüssiger Leuchten (z.b. Reduzierung Hallenbeleuchtung auf 60 %) Einsatz von Reflektoren

14 Bereich Antriebe In den Betrieben ist eine Vielzahl an Antrieben installiert Veraltete, ungeregelte Standardantriebe Einsatzbereiche Pumpen Ventilatoren Produktionsmaschinen Fördertechnik Verdichten Mögliche Maßnahmen Drehzahlgeregelter Antrieb Einsatz von Hocheffizienzmotoren Einsatz von Direktantrieben Geringere Dimensionierung des neuen Antriebs Lichtsteuerung bei Förderbändern 14

15 15 Bereich Antriebe: Fördertechnik

16 Wirkungsgrad [%] Bereich Antriebe: Einsatz hocheffizienter Motoren IE1 IE2 IE3 IE4 70 0, Leistungsklasse [kw] FfE _

17 17 Bereich Antriebe: Verluste durch Riemenantriebe

18 18 Bereich Antriebe: Richtige Dimensionierung

19 Bereich Wärmeerzeugung und -verteilung Raum- und Prozesswärmeerzeugung mit Erdgas, Propangas, Heizöl oder Biomasse Viele große, alte Kessel Unzureichende Dämmung Ungeregelter Brenner Schlechter Wirkungsgrad Schlecht/ nicht isolierte Rohrleitungen und Armaturen Hohe Medientemperaturen, ungeregelte Umwälzpumpen Mögliche Maßnahmen Wechsel des Energieträgers Austausch von Kessel und Brenner/ Nachrüstung eines modulierenden Brenners/ Abgas-WT Senkung der Vor- und Rücklauftemperaturen und ggf. der Hallentemperaturen Einsatz hocheffizienter, geregelter Umwälzpumpen 19

20 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 Temperaturmessung im Exerzitienhaus Exhaus Kessel T-Vorlauf T-Abgas_Kessel 3 T-Abgas_Kessel 2 20

21 Bereich Kälteerzeugung und -verteilung Prozess- und Klimakälte Einsatz von Kältemaschinen, Grundwasserkühlung, freier Kühlung, Rückkühlwerken Ungeregelte Verteilpumpen Wärmeabgabe an die Umgebung Mögliche Maßnahmen Wärmerückgewinnung aus dem Kältekreislauf Umstellung auf Grund-/ Brunnenwasserkühlung oder freie Kühlung Geregelte Pumpen Erhöhung des Temperaturniveaus in Kühlkreisläufen Bedarfsabhängige Anpassung der Vorlauftemperaturen und der Volumenströme Hemmnisse Temperaturniveaus zur Kühlung Strenge Auflagen bei Grundwasserentnahme (Wasserwirtschaftsamt) 21

22 Bereich KWK / KWKK Hoher Wärme- und Stromverbrauch der Betriebe Einsatzkriterien für KWK oder KWKK Wärmebedarf auch im Sommer oder Kältebedarf im Sommer Versorgung benachbarter Gebäude mit Wärme oder Kälte in den Sommermonaten Einsatz von KWK/ KWKK-Anlagen mit erneuerbaren Energieträgern (z.b. Biogas, Rapsöl, Hackschnitzel) Hemmnisse Unzureichende Wärmeabnahme Hohe Investitionen 22

23 Bereich Energiemanagement/ Energiecontrolling Einige Betriebe besitzen Controllingprogramme zur Überwachung von Energieströmen Gebäudeleittechnik Prozessleittechnik Übergeordnete Druckluftsteuerung Mögliche Maßnahmen Einsatz eines Energiemanagementsystems zur Ermittlung der Verbräuche nach Kostenstellen Installation von Messtechnik an relevanten Verbrauchern Regelungstechnische Anpassungen 23 Hemmnisse Installation der Messtechnik oft teuer Unzureichende Kenntnis, welche Werte sinnvollerweise gemessen werden sollen

24 24 Bereich Energiemanagement/ Energiecontrolling

25 25 Praxisbeispiele

26 26 Erzielte Energieeffizienzsteigerung in Unternehmen

27 Projektergebnisse Insgesamt Durchführung von 194 Maßnahmen 27

28 Beispiel 1: Inbetriebnahme eines BHKWs Bisher Dampfkessel für Wärmeversorgung im Einsatz Maßnahme: BHKW mit kw Feuerungsleistung kw thermischer Leistung kw elektrischer Leistung Reduzierung des Strombezugs aus dem Netz um MWh/a bei einem Erdgasmehrverbrauch von ca MWh/a 28

29 Beispiel 2: Einbau von Infrarot-Dunkelstrahlern Ist-Zustand: gasbefeuerte Lufterhitzer Zu beheizende Hallenfläche ca m² Energieverbrauch Lufterhitzer ca. 600 MWh/a Zugerscheinungen und Geräuschbelastung in der Halle Maßnahme: Ersatz der Warmluftheizung (500 kw th ) durch Infrarot-Dunkelstrahler (120 kw th ) mit Restwärmenutzung für Bürobeheizung, Nutzung Strahlungswärme Reduzierung des Heizenergieverbrauchs um 477 MWh/a Zusätzliche Einsparung von 21 MWh/a Wärme durch Abgas-Wärmerückgewinnung Investitionen: Jährliche Kostenersparnis: Interne Verzinsung: 32 % Statische Amortisationszeit: 3,1 Jahre

30 Beispiel 3: Reduzierung des Volumenstroms der Lüftungsanlage Bestehende Lüftungsanlage Bisher maximale Luftwechselrate eingestellt Luftwechselrate in der Praxis jedoch zu hoch Maßnahme: Anpassung des Luftvolumenstroms von m³/h auf m³/h Reduzierung der elektrischen Leistungsaufnahme von 29 kw auf 13 kw Reduzierung des Erdgasverbrauchs um 185 MWh/a Reduzierung des Stromverbrauchs um 145 MWh/a Investitionen: Jährliche Kostenersparnis: Interne Verzinsung: über 100 % Statische Amortisationszeit: unter einem Jahr

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ansprechpartner: Dipl.-Ing. (FH) Anna Gruber +49 (89) Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft mbh Am Blütenanger München 31