Energieeffizienz in Betrieben Herausforderungen in der praktischen Umsetzung

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1 Niedersächsische Energietage 2015, Goslar Energieeffizienz in Betrieben Herausforderungen in der praktischen Umsetzung Dr. Jörg Meyer, Sustainability & Energy Management siemens.de/buildingtechnologies

2 Zahlreiche Einflussfaktoren stellen Unternehmen vor neue Herausforderungen? Wie entwickle ich eine Nachhaltigkeitsstrategie? Wie baue ich mein Energiemanagement auf? Wachsender internationaler Wettbewerb Zunehmender Preis- und Kostendruck?? Wie halte ich meine Betriebskosten niedrig ohne Komfortverzicht? Wie nutze ich meinen Immobilien / Standorte als strategisches Instrument? Neue und verschärfte Umweltauflagen Volatile Energiepreise?? Wie erhöhe ich die Performance meiner Gebäude und Anlagen?? Wie stelle ich sicher, dass ich alle Vergünstigungen nutze? Wie optimiere ich meine Energieversorgung? Seite 2

3 Steigende Energiekosten werden nicht effiziente Betriebe aus dem Markt drängen Die Energiekosten betragen in manchen Unternehmen deutlich mehr als 10 Prozent der Gesamtkosten Seite 3

4 Zwei Kriterien bestimmen im Wesentlichen die Energiekosten: Preis und Verbrauchsmenge Preis Kostensenkung durch Preisreduktion Energiebezug Vertragskonditionen CO 2 -Emissionsvermeidungszertifikate Fläche = Gesamtkosten Energieumwandlung / -verteilung z.b. Wärme / Kälte / Druckluft Energieeinsatz Produktion / Produkt Menge Seite 4 Kostensenkung durch Verbrauchsreduktion

5 Eine ganzheitlichen Betrachtung des Unternehmens ist erforderlich Produktion Elektrische Verteilung Prozesswärme Kälte Druckluft Kühlung Beleuchtung Heizung EnDMS Gebäude Seite 5

6 Energiewertschöpfungskette entlang der kompletten Energiewertschöpfungskette Produktion Energieversorgung Beschaffung Dezentrale Erzeugung Elektrische Verteilung Prozesswärme Kälte Druckluft Kühlung Beleuchtung Heizung Energieumwandlung Kompressor KWK Kälteanlage Energieverteilung Druckluft Dampf Kühlwasser EnDMS Gebäude Energiebedarf Prozesse Nebenanlagen Antriebe Seite 6

7 Bewusstsein erhöhen, Transparenz verbessern und Effizienz steigern sind die Schlüssel zum Erfolg Schaffung einer Energieeinspar-Kultur, um größtmöglichen Erfolg bei niedrigen Kosten zu erzielen Strategie Verbesserung der betrieblichen Datenlage, um ständig organisatorische und technische Verbesserungsmöglichkeiten zu erkennen Management (Prozesse und Organisation) Betrieb (Produktion, Instandhaltung etc.) Effizienz Reduzierung des Energieeinsatzes in Produktions- und Nebenanlagen Seite 7

8 In allen Ebenen muss ein Industriebetrieb aktiv sein, um die Herausforderungen in der Praxis zu meistern Analyse Konzept Implementierung Nachhaltigkeit Bewusstsein Einführung eines Energiemanagementsystems Management- Workshop Begleitung zur Zertitfizierung (z.b. ISO 50001) Jährliche Überprüfung und Anpassung Transparenz Analyse zur Datentransparenz Entwickeln eines Datenmanagementkonzepts Implementierung eines EDMS Kontinuierliche Auswertung durch Experten Effizienz Technische Energieanalyse Technisches Konzept und Design-Studie Implementierung technischer Optimierungsmaßnahmen Sicherstellung der kontinuierlichen Einsparungen Seite 8

9 Neben Methoden-Know-how ist auch ein umfangreiches technischen Wissen erforderlich (Strombezug) Stromumwandlung Druckluft Kälte Vakuum Wärme Stromeinsatz Brennstoffeinsatz (Brennstoffbezug) Brennstoffumwandlung Dampf Heißwasser Thermoöl Strom Stromeinsatz in Prozesse Schmelzen Elektrolyse Umformen Zerkleinern Transportieren Wärmeeinsatz in der Produktion Erhitzen, Heizen Schmelzen Kochen Braten Trocknen Seite 9

10 Die verschiedenen Systeme, wie zum Beispiel Elektrische Antriebe, bestehen aus Einzelkomponenten Steuerung / Regelung Motor Kraftübertragung Maschine/Anwendung Schütz Getriebe Direkt/ Kupplung Sanftstarter Frequenzumrichter Riemen/ Ketten Seite 10

11 Die Gesamteffizienz hängt von der Effizienz der Einzelkomponenten ab Steuerung / Regelung Verluste Motor Kraftübertragung Maschine/Anwendung Direkt/ Kupplung Schütz Elektrische Energie Sanft-VerluststarterSteuerung Regelung Frequenzumrichter 1% - 4% Verluste Motor 2% - 30% Getriebe Verluste Übertragung bis 30% Riemen/ Ketten Verluste Maschine bis 94% Nutzenergie Seite 11

12 Effizienzsteigerung bedeutet die Optimierung des Gesamtsystems beginnend bei der Nutzung Steuerung / Regelung Motor Kraftübertragung Maschine/Anwendung Schütz Sanftstarter Frequenzumrichter Ideale Vorgehensweise Effizienzsteigerung: Direkt/ Kupplung 1. Optimierung Betriebsparameter (Druck, Temperatur etc.) Getriebe 2. Optimierung der Maschine (effiziente Pumpe, Lüftung, ) 3. Optimierung der Antriebskomponenten inkl. Regelung Riemen/ Ketten (richtige Dimensionierung und hohe Effizienz) Seite 12

13 Energiekosten in % Im Bereich Druckluft ist ebenfalls die ganzheitliche Betrachtung zur Systemoptimierung empfehlenswert 100% 95% 90% 85% 80% 75% 6% 5% Einsparpotenzial mit moderner Drucklufterzeugung durch Systemoptimierung 1 bar Druckabsenkung mit moderner übergeordneter Steuerung der Kompressoren Verringerung des Druckluftverbrauchs durch Leckagen aufgrund der Druckabsenkung 10% Bessere Auslastung durch optimale Abstimmung mit interner Steuerung auf Industrie-PC (IPC)-Basis 10% moderne Verdichterblöcke, effiziente Kraftübertragung, sparsame Motoren 70% 65% 60% 55% 50% Einsparmöglichkeiten Seite 13 Quelle: Kaeser Kompressoren

14 Anderen Nebenanlagen, zum Beispiel Kältesysteme, haben ebenfalls typische Verbesserungsmöglichkeiten Verminderung des Kältebedarfs Systemoptimierung 8-10% ( 50%) Betriebs- und Wartungsmaßnahmen 4-8% Stärkere Wärmedämmung 5-10% Effiziente Geräte/Beleuchtung in Kühlräumen 2% Benutzung von effizienten Geräten und Anlagen Antriebe mit Drehzahlregelung für Verdichter, Ventilatoren, Pumpen 4-6% Hocheffizienzmotoren für Ventilator am Verdampfer/Kondensator je 2-5% Hocheffizienter Kältekompressor 2-5% Richtige Bedienung und Vermeidung unnötig niedriger Temperaturen Reinigung der Wärmeübertragerflächen 3% Steuerung des Verdichtungsenddrucks am Kältekompressor 10-15% Abtausteuerung 5% Seite 14

15 Bei Produktionsanlagen gibt es auch lohnende Maßnahmen: Wärmerückgewinnung am Spannrahmen Schmitz-Werke GmbH + Co. KG ein Unternehmen der Textilindustrie Abluft TNV Zuluft WRG Herausforderung Analyse eines Wärmerückgewinnungssystems (WRG) zur Nutzung der heißen Abluft hinter der thermischen Nachverbrennungsanlage (TNV) Energetische, wirtschaftliche und ökologische Bewertung des Systems Vorbereitung der Umsetzung Ware ein Zuluft (vorgewärmt) Ware aus Lösung Thermodynamische Bilanzierung und Modellierung des Spannrahmenprozesses Datenaufnahme und -auswertung, Bewertung des Systems Überprüfung der technischen Umsetzbarkeit in Kooperation mit Anlagenherstellern Bestehendes System Neues System Kundennutzen Kenntnis und Transparenz des Prozesses Effizienterer Anlagenbetrieb Energieeinsparung von bis zu 25% Erhöhung der Wirtschaftlichkeit Reduzierung der Emissionen Seite 15

16 Fazit: Nehmen Sie die Herausforderungen zur Steigerung der Energieeffizienz an es lohnt sich Seite 16 Exellentes Energiemanagement Es gibt viele Möglichkeiten, wie Siemens Sie bei den zukünftigen Aufgaben unterstützen kann. Energiemarkt und Energiepolitik stellen ständig neue Herausforderungen an die Betriebe: Die Energiebeschaffung wird komplexer, Energieeffizienzvorgaben sollen eingehalten und Einsparerfolge sollen transparent dargestellt werden Energieaudit oder Energiemanagementsystem: Die gleichzeitige Optimierung von Bewusstsein, Transparenz und Effizienz, ist der Schlüssel zum Erfolg. Die systematische Erfassung von Energiedaten ist notwendig für die kontinuierliche Identifizierung von Einsparmöglichkeiten.

17 Energieeffizienz in Betrieben Herausforderungen in der praktischen Umsetzung Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dr. Jörg Meyer Leiter Energie- und Klimaschutzberatung Sustainability & Energy Management Siemens AG Neuenhofstraße Aachen Tel.: +49 (241) siemens.de/buildingtechnologies Seite 17