Solarthermie Branchenkonzepte für die Lebensmittelindustrie

Transkript

1 Solarthermie Branchenkonzepte für die Lebensmittelindustrie von der Projektidee zum Projekt Jürgen Fluch AEE Institut für nachhaltige Technologien Marcus Hummel Technische Universität Wien - Energy Economics Group

2 Überblick EINSTEIN Methode und Software für Energieaudits Best practice Beispiele Realisierte Projekte Solarthermie in der (Lebensmittel-) Industrie SolarFoods Projekt-Überblick In Entwicklung befindliches Planungstool

3 Energieverbrauch in EU27 25% des gesamten Endenergieverbrauchs der EU27 (2006) werden für Raumwärme und -kühlung in Gebäuden verwendet 28% des gesamten Endenergieverbrauchs der EU27 (2006) durch die Industrie 69,5% des Endenergieverbauch in der Industrie werden zur Wärmeerzeugung verwendet 57% davon im niedrigen und mittleren Temperaturbereich bis 400 C Lebensmittelindustrie, Metallverarbeitung, Pharma-, chemische Industrie, Papier- und Zellstoffindustrie, Textilindustrie Strategic Energy Review 2008; Quelle: Eurostat Data für 2003, 32 Länder: Quelle: ECOHEATCOOL (IEE ALTENER Project)

4 Herausforderung Energieaudits Optimierung der Versorgung mit thermischer Energie ist sehr komplex: Gewachsene Betriebs-Infrastruktur mit kaum verfügbaren Ist- Daten (speziell in KMUs) Nur gemittelte Daten über unterschiedliche Zeiträume Kosten- und zeitaufwändige Messungen notwendig Prozesse bei unterschiedlichen Temperaturniveaus und sehr unterschiedlichen Betriebszeiten müssen integriert werden Kombination verschiedener Wärmeversorgungstechnologien zur optimierten Energieversorgung Schwer a-priori abzuschätzender Nutzen bei gleichzeitig hohem Erhebungs- und Auswertungsaufwand

5 Ansatz von EINSTEIN (1) Entwicklung eines Schnell-Audits zur Abschätzung der Potentiale Standardisierte Datenerhebung, Modellierung und Audit-Schritte Automatisierte Hintergrundberechnungen Ganzheitliche Betrachtung Energieversorgung und -nutzung Prozessoptimierung Bedarfsreduktion Wärmerückgewinnung Intelligente Kombination von Wärme- und Käkteversorgungstechnologien Einbindung erneuerbarer Energien

6 Ansatz von EINSTEIN (2) Standardisierung Standardisierte Abläufe Standardprozessmodule Standardmodule für Systeme zur Wärmeversorgung Berücksichtung aller verfügbaren energieeffizienten Technologien EINSTEIN AUDITS Quick & dirty -Abschätzung fehlender Daten Instrument zur Erlangung eines kompletten Datensatzes über begrenzte und unvollständige Information -- kostengünstig -- hohe Qualität -- zuverlässig -- anwenderfreundlich Halb-Automatisiert gelenkter Auditablauf Entscheidungshilfen zur Ausarbeitung von Alternativen automatische energetische, ökonomische und ökologische Bewertung automatische Berichtserstellung Fern-Dateneingabe Schnell-Audits auf Basis von Daten, die mittels ausgefülltem Fragebogen per erhoben werden Möglichkeit zur Datenüberprüfung Plausibilitätscheck

7 Energieflüsse in EINSTEIN

8 Prozessmodell EINSTEIN

9 EINSTEIN - Ergebnisse Ist-Zustand Primärenergieverbrauch Gesamt Nach Brennstoffen Nach Anlagen

10 EINSTEIN - Ergebnisse Ist-Zustand Wärme- und Kältebedarf Nach Prozessen Nach Temperaturniveaus Nach Zeiten

11 EINSTEIN Ergebnisse Vergleich Ist-Zustand zu Alternativen Primärenergieverbrauch Energetische Bewertung Ökologische Bewertung Ökonomische Bewertung Berichtserstellung

12 Umgesetzte Projekte - Molkerei Molkerei TYRAS S.A., Trikala, Griechenland Installierte Leistung: 728 kw th

13 Anwendungsbeispiel MOGUNTIA Produktion, Tirol Installierte Leistung: 150 kw th (215 m² FPC) Prozesse: Reinigung; Heißwasserproduktion, Klimatisierung

14 Anwendungsbeispiel Prozesswasservorwärmung (1) Gatorade (PepsiCo) Phoenix, AZ, USA 892 m² Kollektorfläche 38 m³ Speicher Temperatur: 35 C Jährlicher Ertrag = > 1 Mio kwh Source: SOLID GmbH. Graz Austria

15 Anwendungsbeispiel Prozesswasservorwärmung (2) Source: SOLID GmbH. Graz Austria

16 Metbrauerei Neuwirth Brodersdorf, Österreich Kollektorfläche [m²]: 20.0 Prozesstemperaturen [ C]: Speicher [m 3 ]: 0,85 Reinigung, Pasteur, Sterilisation Kollektorhersteller: AEE INTEC Inbetriebnahme: 2006

17 Hofmühl Brauerei Eichestätt, Deutschland Kollektorfläche [m²]: 735 Prozesstemperaturen [ C]: 90 für Flaschenreinigung für Brau- und Brauchwasser 45 für Heizung und Entfrosten Speicher [m³]: 110 Kollektorhersteller: Solarbayer GmbH Inbetriebnahme: 2009

18 Neumarkter Lammsbräu Gebr. Ehrenspreger e.k Neumarkter, Deutschland Kollektorfläche [m²]: 72 Medium: Luft Prozesstemperatur [ C]: 60 Speicher [m³]: keiner Anwendung: Vorwärmung Umgebungsluft für Trocknungsprozess im Würzehaus Prozess: Trocknung Inbetriebnahme: 2000

19 FP 7: SolarBrew 95 C Nachheizung WW Speicher T [ C] 75 Malz 13t/Sud 18 C Maischbottichpfanne Max kw 70 C 405 hl 58 C Max kw Max kw 55 t [min]

20 Solarthermie & Lebensmittel Nennenswertes Potential für Solarthermie in der Lebensmittelindustrie vorhanden, bedingt durch Niedrige Prozesstemperaturen (großteils < 150 C) Betriebszeiten (meist tagsüber) Konstante Auslastung (übers Jahr) Derzeit hohe Transaktionskosten durch Nicht-Verfügbarkeit standardisierter Lösungen und Informationen Notwendigkeit einer koordinierten Auseinandersetzung mit dem Thema (Unternehmen, Forschung, Politik) Motivation zur Entwicklung von Branchenkonzepten

21 Ziele von SolarFoods Entwicklung von umsetzungsnahen Konzepten für die Integration von Solar-Wärme in Sub-Branchen der Lebensmittelindustrie Enge Kooperation mit betroffenen Betrieben und Branchenvertretern Berücksichtigung von Energieeffizienzmaßnahmen sowie andere Erneuerbare Solaren Wendepfad für die Branche 2020/2030 aufzeigen

22 Branchenkonzepte SolarFoods Branchenkonzepte allgemein Vgl (B. & S.U. GmbH, Musterleitfaden Branchenenergiekonzepte) Branchentypische und übertragbare Maßnahmen, die für eine Vielzahl von Betrieben relevant sind Standardisierung branchentypischer Aspekte Berücksichtigung organisatorischer Rahmenbedingungen Orientierungshilfe für einzelne Betriebe Einbindung von Multiplikatoren Branchenkonzepte SolarFoods Planungstool Solare Prozessintegration Leitfäden für die Sub-Branchen (Dokumente) Roadmap Solarthermie in der Lebensmittelindustrie Enger Kontakt zu den Stakeholdern

23 Planungstool SolarFoods Aufbau in Form von Modulen Modul 1: Energie- und Massenbilanz Modul 2: Technologie- und Systemoptimierung Modul 3: Integration von Erneuerbaren Zwei Detaillierungs-Stufen werden implementiert Basis Erweitert nur wenige Betriebsparameter erforderlich detaillierte Auswertungen möglich

24 Planungstool SolarFoods Modul 1 : Energie- und Massenbilanz Unterschiede zwischen den Detaillierungsgraden: Basis Version Bilanz über Bereiche Vordefinierte Fliessschemen Inputdaten: Vordefinierte Pflichtfelder Erweiterte Version Bilanz über detaillierte Prozesse Zeichnung von eigenen Fliessschemen Inputdaten: detaillierte Dateneingabe möglich Ergebnisse Modul 1: - Berechnungsergebnisse - Darstellung in Sankey-Diagramm - Benchmark - Vergleich

25 Planungstool SolarFoods Modul 2 : Technologie- und Systemoptimierung Unterschiede zwischen den Detaillierungsgraden: Basis Version Informationen & Vorschläge über mögliche Wärmerückgewinnung in Form einer Liste (bestehende Erfahrungen aus der Branche ohne Integration der Daten des Unternehmens) Erweiterte Version Berechnungen auf Basis eingegebener Daten Ergebnisse Modul 2: - Alternativen zur Senkung der benötigten Temperaturen - Alternativen zur Nutzung vorhandener Abwärmemengen - Betrachtung der Wirtschaftlichkeit der Maßnahmen - Best Practice Beispiele - Datenbank Emerging Technologies

26 Planungstool SolarFoods Modul 3 : Integration von Erneuerbaren Unterschiede zwischen den Detaillierungsgraden: Basis Version Informationen & Vorschläge über mögliche Integration Erneuerbarer in Form einer Liste (bestehende Erfahrungen aus der Branche ohne Integration der Daten des Unternehmens) Erweiterte Version Berechnungen auf Basis eingegebener Daten Ergebnisse Modul 3: - Bereitstellung grundlegender Informationen - Berechnung von Auslegungsparametern industrieller Solaranlagen - Betrachtung der Wirtschaftlichkeit der Investitionen - Best Practice Beispiele - Datenbank Emerging Technologies

27 Planungstool SolarFoods Zielgruppen Energieverantwortliche in den Betrieben Energieberater Solarplaner Anlagenbauer Das Tool soll gratis zur Verfügung stehen MS Office als Voraussetzung Verfahrenstechnik-Paket von MS Visio wird eingesetzt werden zur Erstellung der Flow-Sheets

28 Ausblick SolarFoods Wünsche und Anregungen zum Planungstool werden in der weiteren Umsetzung gerne berücksichtigt Das Projektteam steht für bilaterale Treffen zur Verfügung, bei grundsätzlichem Interesse an einer Solarthermischen Anlage Branchenkonzepte werden ab März/April 2013 zur Verfügung stehen

29 SolarFoods Das Projekt Das Projekt-Team: Zeitrahmen: M A M J J A S O N D J F M A M J J A SolarFoods S O N D J F Förderung durch den Klima & Energiefonds im Rahmen des Programmes Neue Energien 2020

30 Marcus Hummel Technische Universität Wien - Energy Economics Group Jürgen Fluch AEE Institut für nachhaltige Technologien Tel: +43(0) hummel@eeg.tuwien.ac.at Aktuelle Informationen auf: