Der Trick mit dem Stöpsel -Betriebliche Einsparungspotentiale

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1 Der Trick mit dem Stöpsel -Betriebliche Einsparungspotentiale D.I. Peter Sattler Wien, krottenseestr. 45 A-4810 gmunden tel: fax: Internet: Wir über uns Über 1000 erfolgreiche Beratungen Hoch qualifizierte Mitarbeiter zu allen Energiethemen Empfohlene Maßnahmen werden umgesetzt! Fördermanagement zu 99% erfolgreich Eigene Messtechnik für f r (fast) alle Anwendungen Sieger beim EU - Motor Challenge Programm TuDu Schulung und Motivation Studie Energiezukunft Vorarlberg Klima:aktiv Protools

2 Wenn Sie in der Badewanne sitzen,. aus der ständig das warme Wasser ausrinnt,.

3 was brauchen Sie dann wohl dringender? einen größ ößeren Boiler?

4 oder einen dichteren Stöpsel? Energiemanagement und Energieeffizienz

5 Energiemanagement - der konsequente Weg zur Energieeffizienz s a v e b Daten sammeln die gesammelten Daten auswerten die Ergebnisse visualisieren Sie entscheiden was umgesetzt wird wir begleiten Sie bis zum Einsparerfolg -Controlling Automatisch statt manuell Ableseprotokoll Monatsbericht

6 - -Datenerfassung Basis der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung - Benchmarking Wissen wo Sie stehen! Wärmeenergie/Betriebsf läche [kwh/m²] (Energie Holz und/oder Öl pro Quadratmeter Betriebsfläche) Strom/Mitarbeiter [kwh/ma] (Energie Strom pro Anzahl der Mitarbeiter) Treibstoff/Mitarbeiter [kwh/ma] (Energie Treibstoffe pro Anzahl der Mitarbeiter) Energiekosten/Umsatz [- ] (Anteil der gesamten Energiekosten am Umsatz) kwh/m² kwh/ma kwh/ma Prozent grün kaum Einsparungen zu erwarten, gelb Optimierungen möglich, orange Maßnahmen empfohlen, rot dringend Maßnahmen durchführen

7 Energiemanagement intern oder extern Fachliches Know-How Aktuelle Entwicklungen Keine Betriebsblindheit Offenheit für Neuerungen Kritisches Hinterfragen der Situation Feststellung des Ausgangszustandes Ideallösung definieren Mit realen Umsetzungsmöglichkeiten dem Ideal nähern Optimierung von Systemen

8 Typische Wirkungsgrade Glühbirne 5% Druckluft- Kompressor 10% Ottomotor 24% Kalorisches Kraftwerk 40% (elektrisch) Heizkessel 75-95% Transformator 98% Elektroheizung 95% (vor Ort) Elektromotor 85-90% Optimierung von Systemen Typische Ausgangssituation Druckluft Beispiel Energiefluss durch eine Druckluftanlage Abgegebene Wärmemenge Wärme vom Motor 9% Wärme vom Ölkühler 62% Rückgewinnbare Wärme 70-75%

9 Optimierung von Systemen Typische Ausgangssituation Beleuchtung Beispiel Energiefluss einer Raumbeleuchtung mit Leuchtstofflampen Effizienz der Lichtquellen LED Natriumdam pf- Hcohdrucklampen Halogen- Metalldampflampen Leuchtstofflampe Quecksilberdampf- Hochdrucklam pen Niedervolt-Halogen- Glühlampen Theoretische Grenze Glühlampen Lumen/Watt (inklusive Vorschaltgerätverluste) Optimierung von Systemen Wirkungsgradkette Beispiel Karderie

10 Optimierung von Systemen Wirkungsgradkette Beispiel Karderie Wärme Karde 1 Karde 2 Karde 3 Karde 4 Absaugung kwh el /a kwh th /a Druckluft kwh el /a Antriebe kwh el /a Optimierung von Systemen Wirkungsgradkette 1.Schritt Optimierung des zentralen Prozesses Einsparung Abwärme: kwh th /a Einsparung: P-Luftanwendung: kwh el /a Hochleistungs -karde 1 Hochleistungs -karde 2 Einsparung Strom: Antriebe, Fülltürme, Absaugung: kwh el /a

11 Optimierung von Systemen Wirkungsgradkette 2.Schritt verbesserte Wirkungsgrade Einsparung Abwärme: kwhth/a + Regelung, Leistungsanpassung kwhth/a Einsparung: P-Luftanwendung: kwh el /a kwh el /a Hochleistungs -karde 1 Hochleistungs -karde 2 Einsparung: Antriebe, Fülltürme, Absaugung: kwh el /a kwh el /a Optimierung von Systemen Wirkungsgradkette 3.Schritt sonstige Effekte Hochleistungskarde 1 Hochleistungskarde 2 Einsparung WRG: kwh th /a Umstellung von 2 auf 3 Schichtbetrieb => Produktion +50%, Energie +30%

12 Optimierung von Systemen Wirkungsgradkette Produktion & Kennzahlen Vorher Produktion: Einheiten El. Energie [kwh]/einheit: 16,64 Wärmeenergie[kWh]/Einheit: 30,00 Gesamtenergie [kwh]/einheit: 46,64 Nachher Produktion: Einheiten El. Energie [kwh]/einheit: 6,06 Wärmeenergie [kwh]/einheit: 11,09 Gesamtenergie [kwh]/einheit: 17,15 Nebenschauplätze der effizienten Energieversorgung

13 Darstellung der KWK Kraftwerk 67 kg 270 kwh Primär- 200 Energie kwh 470 kwh 106 kg 39 kg Kessel Gelieferte Energie 160 kwh Wärme Elektrischer Strom 63 kg Stromerzeugung und mit Abwärme gratis heizen!? Gelieferte Primär- Energie Energie 160 kwh Wärme Elektrischer Strom KWK Sinnhaftigkeit von BHKW Ein gleichzeitiger Strom- und Wärmebedarf über mindestens 5000 h p.a. besteht Der Wärmebedarf etwa doppelt so gross wie der Strombedarf ist Der Strompreis verhältnismässig hoch ist Der Brennstoffpreis relativ niedrig ist oder durch eine Bedarfssteigerung günstiger werden könnte Veränderungen in der Strom- oder Wärmeversorgung erforderlich sind Ökonomische und ökologische Vorteile gegeben sind

14 KWK-Systeme Wirkungsgrade Niedertemperatur Wärme (38 o C) Niedertemperatur Wärme (43-51 o C) Mittletemperatur Wärme (70-82 o C) 4-5 % 4-5 % % 100 % Brennstoff KWK Gesamtwirkungsgrad % Elektrischer Strom % Typ η el η th η Gesamt 1 Gasmotor 30-38% 44-52% % 2 Diesel-Motor 34-45% 40-48% % 3 Dampfmotor % 50-72% 75-85% 4 Dampfturbine % 50-72% % 5 Gasturbine 15-20% 50-70% 75-85% 6 Stirling 20-30% 60-70% % 7 ORC-Turbine 11-15% 50-75% 75-85% -Strom Betriebsweise Kraft-Wärme rme-kopplung

15 Stromerzeugungs-Situation Situation in Österreich Wie geht s weiter? Aktuell : 70% Wasserkraft, 30%Wärmekraft Was wird wirklich substituiert? Lastmanagement 180 Kosteneinsparung, keine Energieeinsparung! veränderte 90 wirtschaftliche 60 Randbedingungen 30 0

16 Lastmanagement organisatorische Maßnahme W i rk Ge sam t P [W ] H S A5 /1 4 P [W ] H S A9 /1 8 P [W ] H S B5 P [W ] H S B9 P [W ] H S B6 P [W ] Pu m pha us P [W] H a ll e 10 P [W ] 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 Ausgangssituation: Leistungsspitzen verursachen hohe Kosten Maßnahme: Zeitliche Verschiebung der Abläufe Jährliche Einsparung: EUR Jährliche Einsparung: 300 kw Investition: 0 EUR Amortisation (statisch): 0 Monate Blindstromkompensation zentrale Kompensation : must have (Kosteneinsparung) dezentrale Kompensation : Zusätzliche Reduktion der Verluste im Netz des Betriebes

17 Warum Energieeffizienz? 4,4 Energie 2,5 Ersparnis durch Liberalisierung??? 4,0 Marktpreis Energie 4,9 Leistung Energie 2,8 Netz Leistung Preismodell vor Preismodell nach Liberalisierung Liberalisierung Strompreisentwicklung [Cent/kWh] Analysemethoden Energieverbrauch

18 Grundsätzliche Schritte 1. Lokalaugenschein (Aussensicht!) und Erhebungen, Datensammlung 2. Analysephase a. Mathematisches Modell (vgl. Bürobetriebe) b. Messungen und Visualisierung der Verbräuche 3. Diskussion auf Basis der Ergebnisse Rolle der Messtechnik Warum Lastverläufe Messen??? Energieverbräuche sichtbar machen!!

19 Rolle der Messtechnik - Energieanalyse Zählerabtastung für Gesamt Lastverläufe Rauchgasmessung für Beurteilung von Kesseln (verschiedene Betriebszustände) IR-Thermokamera zum Erkennen von thermischer Überlastung (vgl. Gebäudeverluste) Durchflussmessung für Wärmemengenmessung Vielkanalige Lastganganalyse für Analyse der Stromverbräuche im Betrieb -Wärme Infrarot Thermografie, Sichtbarmachung von Überlastung Gebäudethermografie zur bauphysikalischen Schwachstellenanalyse

20 Was bringt die viele Messerei? Was können Sie aus der Aussage Der Verbrauch an diesem Verbraucher beträgt ca kwh/tag ableiten? 1. Abschätzung Aufbau Messung mit Zählerabtastung Gesamtlastverlauf Einspeisung :00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00

21 Detaillierte Lastverläufe zusätzliche Erkenntnisse! Detaillierte Lastverläufe Erkennen von Maßnahmen!

22 -Energie-Analyse einzelne Energieverbräuche erkennen Wer Wo Wann Wieviel? Praktischer Aufbau

23 Beispiel: Basisbedarf und Entstehung von Spitzen , Trafo , Trafo , Trafo 3 P [W] Summe , Trafo , Trafo 5 0,00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24:00 0 Summe - Strom Verstecke Verbraucher werden sichtbar

24 Maßnahmen ermitteln Gesamt: -60 % , ,00-25 % Waschm gebogene Scheiben P [W] ,00-25 % Gesamt Wirk , ,00-10 % Gesamt Wirk 0,00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24:00 0 Multi Channel Power Analyser (MCPA) Durch Kanalmultiplexing lassen sich 24 Ströme gleichzeitig aufzeichnen Messintervalle ab 1 sec. aufwärts einstellbar Datenfernabfrage (TCP/IP, FTP, Telnet) fernwartbar und konfigurierbar

25 Auswerte-Software VLAVK 9 x EU-Programm Motor Challenge Motorgetriebene Systeme verursachen im industriellen und gewerblichen Bereich rund 70% der Stromkosten Antriebe, Druckluft, Ventilatoren, Pumpen: Hohe Jahreslaufzeiten bis zum Dauerbetrieb (Nacht, Wochenende, Mittagspausen, Betriebsstillstände) Resultierender Energieverbrauch über das Jahr sehr hoch Anteil der Stromkosten an den sog. Lebenszykluskosten sehr hoch Investitionskosten 14% Wartungskosten 5% Energiekosten 81%

26 Motor Challenge Programm - österreichische Musterbetriebe Knauf GmbH, Liezen Baustoffe Landfrisch Molkerei, Wels Molkerei Laufen Austria AG, Gmunden Sanitär Mondi Packaging, St.Gertraud Papierindustrie Obersteir. Molkerei, Knittelfeld Molkerei Alpenmilch GmbH, Salzburg Molkerei Leoganger Bergbahnen Seilbahnen, Lifte Miba Sintermetall, Vorchdorf Metall Naintsch Mineralwerke, Oberfeistritz Talk Wasserleitungsverband Bgld. Versorgung MCP ist ein EU-Programm der GD Energie und Transport Programmpartner in Österreich ist die Österreichische Energieagentur Beratung der Musterbetriebe durch sattler energie consulting GmbH MCP-Partnerbetriebe Partnerbetriebe Verbrauch der Teilnehmer Anzahl der Betriebe bis 5 GWh bis 15 GWh bis 50 GWh > 50 GWh Verbrauch

27 MCP-Partnerbetriebe Partnerbetriebe Energieeinsparungen Einsparungen von kwh bis 1 GWh, durchschnittlich kwh 5 Anlagenbereiche 5 Gesamteinsparung 2,9 GWh Anzahl der Betriebe bevor danach Anzahl der Betriebe <5% 5-10% 10-15% >15% 0 Druckluft Ventilatoren Pumpen andere Einsparungen Ventilatoren: einfach und in kurzer Zeit realisierbar, drehzahlgeregelt, Druckluft: relativ schwer umsetzbar, dazu sind viele verschiedene Maßnahmen nötig n (Leckagenmessung, Druck, Steuerung,..) Klima:aktiv Protools Grundsätzliches 2.1 Licht siehe A_2_1 Licht Wird Beleuchtung in Abhängigkeit von Bedarf ein/ausgeschalten? teilweise Wird Tageslicht genutzt? Können verschiedene Bereiche getrennt geschaltet werden? Werden Effiziente Leuchtmittel eingesetzt? Energiesparlampen/Röhren Quecksilberdampf (Hg) Natriumdampflampen Sind die Leuchtmittel mit Reflektoren ausgesattet? mittelmäßig durchaus vorhanden Ja Ja Bezeichnung Leistung [W] Stück Betriebszeit [h/jahr] Energie [kwh/jahr] Leuchtstofflampen FQ 45W/840 Sparlampen Leuchtstofflampe (Starter & Drossel) Leuchtstofflampe EVG Leuchtstofflampe (Starter & Drossel) 36 Leuchtstofflampe (Starter & Drossel) Sonstige bzw. geschätzte Verbräuche: Gesamt: Durchschnittsnote Licht: 2,56 Geschätzter Aufwand zur Optimierung: groß

28 Klima:aktiv Protools Ergebnisdarstellung Überblick Effizienzpotentiale 6,00 Verbesserungsmöglichkeit 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 Aufwand Licht Druckluft Ventilatoren Pumpen Antriebe Wärmeverteilung Wärmeabnahme Controlling & Bewusstsein Strombezug Kühlung Elektowärme Büro Typische Stromverbraucher, deren Verbräuche und Sparpotentiale Praktische Beispiele aus 10 Jahren Beratungspraxis

29 P [W] Gesamt Wirk Homag Homag neu Gesamt Wirk Einsparpotentiale Differenz zwischen Bestand und Stand der Technik Einsatz alternativer Technologien Auslegung und Arbeitspunkt Optimierte Anwendung Optimierte Betriebszeiten Vermeidung von Verlusten Service, Wartung und Instandhaltung Alternative Technologie , , , , , ,00 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 24:00 0 Ausgangssituation: Hohe Heizleistung des Weißleimheizaggregates und ungeregelte Antriebe Maßnahme: Umrüstung auf Schmelzkleber und Antriebe mit Frequenzumrichter Jährliche Einsparung: kwh bzw EUR Investition: EUR Amortisation (statisch): 4 Jahre (ohne Berücksichtigung Nebeneffekte)

30 Druckluftoptimierung- Wo soll ich anfangen? Druckluft - Optimierung

31 Beispiel: Druckreduktion Kompressor [00023] P [W] Bez. li Druck abgesenkt 0 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 Jährliche Einsparung: 2750 kwh -Druckluft Zusammenspiel von Kompressoren,

32 Teillastbetrieb eines Kompressors Luftproduktion Luftproduktion Druckluft Anwendung erforderlich? Evtl. alternative Antriebe (elektr., hydr.) Leckagen Druckniveau Leerlauf-Laststunden (Regelung) Auslegung Kompressor Betriebszeiten (inkl. Trockner) Zonierung/Absperrung von Bereichen

33 Der Idealzustand - -Strom Regeltechnische Maßnahmen Verschwendung vermeiden!!! Beispiel Holzbranche

34 -Strom Steuerung von Absaugungen Ausgangssituation: 5 Spritzstände über ganzen Tag mit voller Leistung abgesaugt Maßnahme : Abschaltung in Abhängigkeit der Benutzung der Spritzpistolen Jährliche Einsparung: 6250 EUR Jährliche Einsparung: kwh Investition: 4000 EUR Amortisation (statisch): 0,6 Jahre Absaugungen Summe Wirk [00001] P [W] Bez. li Absaugung F22 [00003] P [W] Bez. li :00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 Ausgangssituation: Absaugung benötigt fast die Hälfte des Energieverbrauchs Maßnahme: Leistungsreduktion mittels Riemenscheibentausch Jährliche Einsparung: 2544 EUR Jährliche Einsparung: kwh Investition: 218 EUR Amortisation (statisch): 1 Monat

35 Holztrocknung Wirk Gesamt [00001] P [W] Bez. li :00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 Ausgangssituation: Großer Basisbedarf durch Holztrocknung Maßnahme: Ventilatorendrehzahl restfeuchtegeregelt Jährliche Einsparung: 2558 EUR Jährliche Einsparung: kwh Investition: 9738 EUR Amortisation (statisch): 3,8 Jahre Absaugung/Lüftung Auslegung Absaugleistung (Drehzahl) Leistungsregelung Klappen Drehzahl Koppelung an Maschinen Zusammenfassung von Bereichen Betriebszeiten mit und ohne WRG

36 - -Strom Beleuchtungssteuerung Ausgangssituation: Beleuchtung verursacht den höchsten Energiebedarf Maßnahme: Helligkeitsregler, Zeitschaltuhren und Zonierungen Jährliche Einsparung: 9084 EUR Jährliche Einsparung: kwh Investition: EUR Amortisation (statisch): 2,4 Jahre CompactFluoreszenzLampe

37 -Strom Benutzerverhalten Beleuchtung für Reinigungsarbeiten Beleuchtung Zonierung (Lager, Produktion) Schaltmöglichkeiten für Bereiche (Schichtbetrieb) Abschattung (z.b. Absaugung) Reinigung (Fenster, Leuchtmittel,...) Reflektoren Technologien (Leuchtmittel, VG) Bewegungs- und Präsenzmelder Betriebszeiten (Pausen)

38 Heizpresse Presse [00008] P [W] Bez. li :00 14:10 14:20 14:30 14:40 14:50 15:00 15:10 15:20 15:30 15:40 15:50 16:00 16:10 16:20 16:30 16:40 16:50 17:00 Ausgangssituation: Heizpresse verursacht beim Einschalten Leistungsspitzen Maßnahme: Gegen gleichzeitiges Einschalten (mit anderen Verbrauchern) verriegeln Jährliche Einsparung: 698 EUR Jährliche Einsparung: 8 kw Investition: 291 EUR Amortisation (statisch): 0,4 Jahre Silo und Wärmerückgewinnung Ausgangssituation: Silo zu klein, Heizmaterialüberschuß im Sommer Zukauf im Winter Maßnahme: Silogröße anpassen, eventuell Wärmerückgewinnung Jährliche Einsparung: k.a. ös Jährliche Einsparung: k.a. kwh Investition: k.a. ös Amortisation (statisch): k.a. Jahre

39 Versteckte Verbraucher Wirk Gesamt [00001] P [W] Bez. li :00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 00:00 Ausgangssituation: Basisbedarf von 200 W durch defekten Getränkekühlschrank Maßnahme: moderner, effizienter Kühlschrank (Kennzeichnung) Jährliche Einsparung: 244 EUR Jährliche Einsparung: kwh Investition: 363 EUR Amortisation (statisch): 1,5 Jahre Druckluft Kompressor Dampfkessel

40 Druckluft Kompressor Dampfkessel Druckluft Kompressor Euro p.a. Dampfkessel 19 Monate Amortisationszeit

41 Druckluft Absenkung Druckniveau Leckagen reduzieren Euro p.a. 8 Monate Amortisationszeit Ventilatoren Tausch der Riemenscheiben Euro p.a. 2 Monate Amortisationszeit

42 Motorbetriebene Systeme 10 Betriebe Euro p.a. MCP-Endorser of the Year Potential Mitarbeiter technische Maßnahmen sind nicht das Ende der Fahnenstange Realistische technische Potentiale 10-30% 5-15% durch entsprechendes Nutzerverhalten Energie-Multiplikatoren Sensibilisierung der Mitarbeiter/Nutzer Veränderung im Nutzerverhalten Erhöhter Wissensstand und Verständnis für energetische Zusammenhänge

43 TuDu!! Gesamtkonzept Schulungen und Workshops Begeisterung der Multiplikatoren zum Thema Energieeffizienz Information und Motivation aller Mitarbeiter Nutzung der Potentiale durch bewussten Umgang mit Energie Energ!e-Sem!nar-Kabarett Ist ein Schulungsprogramm, dass die Mitarbeiter aktiv einbindet Wichtiger Baustein eines umfassenden Schulungs- und Motivationskonzept Wettbewerb intern Projekte und Ideen sowie Ergebnisse untereinander kommunizieren MA-Schulungen (firmenintern) z.b. Eröffnung eines Energiesparkraftwerkes TuDu! Energ!e Sem!nar Kabarett TUDU es selbst, schieb es nicht auf andere ab!

44 Energ!e-Sem!nar Sem!nar-Kabarett Auszüge aus dem Programm Analyse der Situation im Betrieb mit Hilfe eines Sternzeichen-Tools TuDu-Song Wir sind uns im Klarn, Effizienz statt spar n. Tu Du run run run Der Löwenanteil des Energieverbrauchs ist für die Fische Energiesparquiz TuDu Gesamtkonzept Ausgangslage Praxisbeispiel Energieverbrauch Gesamtstromverbrauch: 618 GWh Gesamtdampfverbrauch: GWh stark steigende Kosten beim Stromzukauf 2007 prognostiziert Ziel Stromeinsparung 3 % 3000 Energiesparer => Projekt Energiesparjahr 2007

45 TuDu Gesamtkonzept Praxisbeispiel Ergebnis 700 Teilnehmer beim Kabarett 184 umsetzbare Energiespar- Verbesserungsvorschläge von den Mitarbeitern Zusätzliche 136 EnergieProjekte durch Expertenteams Bis April 2008 Stromeinsparung von 12,270 GWh/a Zusätzlich Einsparungen von Primärenergie (Erdgas), Wärme (Dampf), Kühlwasser usw. jährliche Kosteneinsparung Gesamtaufwand bisher: durchschnittliche Amortisationszeit: 2,15 Jahre TuDu Gesamtkonzept Klimaschutzpreis Einreichung für den Klimaschutzpreis 2008 Aus 500 Bewerbungen von der Fachjury unter die besten 4 der Kategorie Gewerbe & Industrie Präsentiert im Servicemagazin Konkret (7.Okt.) Online- Voting unter Preisverleihung Video ORF 2\ORF2 O _ MPG

46 Wir wünschen Ihnen viel Erfolg Bei der Suche nach dem Stöpsel für f Ihren Betrieb