Energieverbräuche in landwirtschaftlichen Stallgebäuden

Transkript

1 Energieverbräuche in landwirtschaftlichen Stallgebäuden Ortsüblicher Strom- und Wärmebedarf je Tierplatz und mögliche Schwachstellen Dr. Joachim Matthias Infoveranstaltung Energieeffizienzverbesserung in Stallgebäuden 03. Juni 2013 Seminarzentrum velcrea, Klosterhof 10 in Willebadessen Joachim Matthias 1

2 der Druck Dr. Joachim Matthias 2

3 Das erste Ziel ist die vergleichende Bewertung des Energieverbrauchs Dr. Joachim Matthias 3

4 Ø-Energieverbrauch* in der Innen- und Außenwirtschaft Dr. Joachim Matthias 4

5 Spezifischer Energiebedarf Abferkelbucht Ferkelaufzucht Zuchtsauenplatz Mastschweineplatz kwh/platz kwh/platz kwh/platz kwh/platz Wärme Anzahl Mittelwert Max Min LK-Durchschnitt Strom Anzahl Mittelwert Max Min LK-Durchschnitt Joachim Matthias 5

6 aber bis zum Vergleich mit diesen Kennzahlen ist es meistens ein weiter Weg Dr. Joachim Matthias 6

7 Betriebsleiterhaus alter Familienbesitz (z.b. Bruchstein, Fachwerk oder Denkmalschutz Dämmung nur bedingt möglich) 25 Jahre alte Ölheizung Einsatz von Holz im Kamin/Kaminofen Entfernte Wasserstellen mit Elektrodurchlauferhitzer Dauerlaufende Computer der Kinder Sauenstall Beheizung mit Gastherme über Delta/Twinrohre und Fußbodenheizung im Ferkelbereich Klimacomputer-Heizung-Lüftung Altenteiler KfW Effizienzhaus 85 (EnEV 2009) Fußbodenheizung, WP Nachbar mit Biogas/Biomasseanlage Angebot von Fernwärme Mastschweinestall Beheizung mit Gaskanone PV auf dem Dach Dr. Joachim Matthias 7

8 Der erste Schritt: Die Betriebsübersicht (1) Adresse: Name:. Vorname: Straße / Nr.:... PLZ / Ort:. Tel.:. Handy:.... Fax: Betr.leiterhaus: Beheizte Wohnfläche... m² Baujahr. Anz. Personen.. Sonst. Häuser: Beheizte Wohnfläche... m² eig. Heizung. ja/nein Anz. Personen.. Viehhaltung: Betr.fläche: Milchvieh. Stallplätze Mastkälber. Stallplätze sonst. Rindvieh. Stallplätze Sauen. Stallplätze Ferkelaufzucht. Stallplätze Mastschweine. Stallplätze Legehennen. Stallplätze Masthähnchen. Stallplätze Mastputen. Stallplätze Ackerfläche.. ha Grünlandfläche. ha Forstfläche.... ha Sonderkulturfläche. ha Sonderkulturart:. Sonstige Produktionszweige... ha

9 Der erste Schritt: Die Betriebsübersicht (2) Jahres-Energieverbrauch gesamt (möglichst für 3 Jahre mit Jahresangabe) Verbrauch Kosten in Jahr Strom HT... kwh... NT... kwh... Diesel... Liter... Heizöl... Liter... Erdgas... kwh... Flüssiggas... l oder kg... Holz... rm oder t... Holzart... Hackschnitzel... m³ oder t... Sonstige Dr. Joachim Matthias 9

10 Energiearten - Umrechnungen: Heizöl 1 kg = 11,87 kwh 1 l = 0,85 kg Heizwert 10 kwh/l Erdgas 1 m³ Heizwert 10,4 kwh/m³ Flüssiggas Scheitholz Holz - Hackschnitzel Holzpellets (L-Gas oder H-Gas) 1l = 0,51 kg 1 kg = 1,96 l 1 rm Hartholz = 500 kg 1 rm Weichholz = 400 kg Heizwert 3,5 4,0 kwh/kg 1 srm Hartholz = 270 kg 1 srm Weichholz = 200 kg Heizwert 3,5 4,0 kwh/kg 1 t = kg Heizwert 4,3 kwh/kg Heizwert 6,57 kwh/l Heizwert 12,87 kwh/kg Hartholz (bei 3,5 kwh/rm): Heizwert kwh/rm Weichholz (bei 3,5 kwh/rm): Heizwert kwh/rm Hartholz (bei 3,5 kwh/kg): Heizwert 945 kwh/m³ Heizwert kwh/t (3,7 m³) Weichholz (bei 3,5 kwh/kg): Heizwert 700 kwh/m³ Heizwert kwh/t (5 m³) Heizwert kwh/t Dr. Joachim Matthias 10

11 erst wenn vergleichbare Maßstäbe vorliegen kann verglichen werden Dr. Joachim Matthias 11

12 Ø-Energieverbrauch* in der Innen- und Außenwirtschaft Dr. Joachim Matthias 12

13 Über dem Durchschnitt? Energiecheck! doch dazu muss der Betrieb in die einzelnen Produktionsrichtungen zerlegt werden Dr. Joachim Matthias 13

14 Vorliegende Checklisten, Verbrauchsbeurteilungen und Handlungsempfehlungen Betriebsübersicht Wohnhäuser Milchviehställe Kälbermastställe Sauenställe Ferkelaufzuchtställe Schweinemastställe Legehennenställe Mastgeflügel Kaltställe Mastgeflügel Warmställe Außenwirtschaft Körnerkonservierung Kartoffellagerung Sonderbereich Erneuerbare Energien Sonderbereich Stromtarife Dr. Joachim Matthias 14

15 Beispiel Schweinestall Dr. Joachim Matthias 15

16 Betriebliche Situation Mastschweinestall (1) Haltung: mit Stroh O ohne Stroh O Mastabschnitt: Lebendgewicht bis ca. 45 kg O bis ca. 110 kg O Stallfläche: Länge. m Breite. m Traufhöhe. m Firsthöhe.m Tierbesatz: Stallplätze Mast Energieverbrauch (wenn getrennte Erfassung) Verbrauch Strom Verbrauch Brennstoffe HT.. kwh NT.. kwh Energieart Menge kwh Joachim Matthias 16

17 Ausstattung Mastschweinestall (2) Heizungsanlage Bauart - Gaskanone O. kw (gesamt) - Gasstrahler O. kw (gesamt) - Gastherme (Konvektor) O. kw (gesamt) - Dunkelstrahler O. kw (gesamt) - Öl/Gas-Kessel O. kw - Öl/Gas-Niedertemperaturkessel O. kw - Öl/Gas-Brennwertkessel O. kw - Festbrennstoffkessel O. kw - Anschluss an Wohnhausheizung O. kw - BHKW O. kw (el) O. kw (therm) - Baujahr O. - Pufferspeicher O. L - O. kw Brenner Austausch - Baujahr O. Abgasverluste - über 12 % O % O - unter 9 % O Vorlauftemperatur - unter 55 C O C O - über 70 C O Joachim Matthias 17

18 Verluste, Wirkungsgrade Verteilverluste Abstrahlverluste Abgasverlust Betriebsbereitschaftsverlust Abstrahlverlust Quelle: Stiebel Eltron Joachim Matthias 18 Quelle: Brüggemann

19 Wirkungsgrade - Feuerungstechnischer Wirkungsgrad - Schornsteinfegermessung, CO 2, O 2, Temperatur - Kesselwirkungsgrad - Betriebsbereitschaftsverluste, Abstrahlverluste, Abgasverluste - Anlagenwirkungsgrad - Verteilverluste, Tauschverluste Neuer Kessel, 93% feuerungst. Wgr. 88% Kesselwirkungsgrad Alter Kessel, 91% feuerungst. Wgr. 68% Kesselwirkungsgrad Der feuerungstechnische Wirkungsgrad sagt nicht zwingend etwas über den Kessel- oder Anlagenwirkungsgrad aus! Joachim Matthias 19 Quelle: Brüggemann

20 Mastschweinestall (3) Ausstattung Wärmeverteilung Dämmung - keine O Heizungsrohre - nur Vorlaufleitung O - Vor- und Rücklaufleitung O Wärmeeintrag - Wickelfalzrohre O - Glattrohre O - Delta-Rohre / Twin-Rohre O - Radiatoren O - Fußbodenheizung O Stallklima Zuluft - Türganglüftung O - Strahllüftung O - Rieseldecke O - Rieselkanäle / Schlitzlüftung O - Sonstige.. Zuluftkühlung - Verdunstungskühlung O - Erdwärmetauscher O Lüftungsregelung - von Hand O - automatisch O Regelbereich - Regelbereich unter 2,5 K O Winterbetrieb - Regelbereich über 2,5 K O Joachim Matthias 20

21 Joachim Matthias 21

22 Ausstattung Mastschweinestall (4) Stallklima Ventilator - Phasenanschnittsteuerung O. kw - Frequenzumrichter O. kw - Trafosteuerung O. kw - Energiesparventilator O.. kw - Messventilator O.. kw Durchschnittsalter - unter 5 Jahre O Ventilator Jahre O - über 10 Jahre O Verminderung der - Drosselklappe O Luftrate - Gruppenschaltung O - Intervallbetrieb O Abluftanlage - dezentral O - zentral O - Überflur O - Kombination mit Unterflur O Abluftführung - Einströmbereich abgerundet O - Abdeckung Abluftschacht O - Weitwurfdüse O - Diffusor O - Abluftreinigung O Joachim Matthias 22

23 Ausstattung Mastschweinestall (4) Stallklima Wärmerückgewinnung - Zumischen von Abluft O - Plattenwärmetauscher O - Röhrenwärmetauscher O - Erdwärmetauscher O - Sonstige... Dämmung Wandmaterial -. Anteil*. % (+Flächenanteil) -. Anteil*. % -. Anteil*. % Wandaufbau- einschalig ohne Zusatzdämmung Anteil*. % - einschalig mit Zusatzdämmung Anteil*. % - mehrschalig ohne Zusatzdämmung Anteil*. % - mehrschalig mit Zusatzdämmung Anteil*. % - Sonstige Anteil*. % Wandstärke (gesamt) - unter 25 cm Anteil*. % cm Anteil*. % cm Anteil*. % - über 45 cm Anteil*. % - Dämmstoffdicke. cm Dämmung Sockel - keine O - mit O. cm Joachim Matthias 23

24 Ausstattung Mastschweinestall (5) Dämmung Dach- bzw. - ohne Dämmung O Deckendämmung - mit Dämmschicht bis 5 cm O - mit Dämmschicht über 5 cm O gedämmter Bereich O O Fenster - Verglasung einfach O - Verglasung zweifach O - Veglasung dreifach O Außentüren - ungedämmt O - gedämmt O Futteraufbereitung Mahlen - Hammermühle (Trockenvermahlung) O. kw - Hammermühle (Nassvermahlung) O. kw - Walzenmühle O. kw - Scheibenmühle O. kw Joachim Matthias 24

25 Kostenvergleich Hammermühlen Gebläselose Hammermühle 09 kwh/to Gebläsehammermühle 14 kwh/to Beispiel: Selbstmischer 75 % Getreide in der Mischung, 1000 MP 730 to Futter * 75 % 550 to zu mahlendes Getreide 550 to * 9 kwh/to * 0,18 /kwh Mahlkosten 550 to * 14 kwh/to * 0,18 /kwh Mahlkosten Differenz: Auslauf Auslauf 45 in Trogschnecke* in Rohrschnecke* Auslauf in Spiralförderer* Gebläsehammermühle Gebläselose Hammermühlen Quelle: * Buschhoff, Mahl- und Mischtechnik LWK NS, Ley Maschinen GmbH

26 Ausstattung Mastschweinestall (6) Futteraufbereitung Mischen - Trockenfuttermischer O. kw - Feuchtgetreidemischer O. kw - Lohnmischer O - kein Mischen (Fertigfutter) O Fütterung Anlage - zentral (für Gesamtbetrieb) O. kw - dezentral (jeder Stall gesondert) O. kw Verteilung - Trockenfütterung von Hand O - Trockenfütterung mechanisch O. kw - Breifütterung O. kw - Flüssigfütterung O. kw Entmistung Festmist - mechanischer Schieber O. kw - Schlepper / Lader O Gülle - freier Abfluss O - mit Pumpe (Schlepperantrieb) O - mit Pumpe (E-Motor) O. kw Aufrühren (im Lager) Gülle - Rührwerk mit Schlepperantrieb O - Rührwerk mit E-Motorantrieb O Stallreinigung - ohne Einweichanlage O - mit Einweichanlage O HD-Reiniger - mobil O. kw - stationär O. kw Joachim Matthias 26

27 Kostenvergleich Maststall; 2,7 Durchgänge; 90 kg Zunahme; Futterverwertung 3:1 Geförderte Futtermenge: Mastplätze * 2,7 Durchgänge * 90 kg Zunahme/Tier * 3 kg Futter/kg Zunahme kg Futter Förderart Futtermenge (kg) Stromverbrauch (Wh/kg) Stromverbrauch (kwh gesamt) Strompreis ( /kwh) Stromkosten ( gesamt) Druckluft ,81* , Flüssigfütterung ,97* , Seilförderer ,08* , Spiralförderer ,25* , * Quelle: G.Schmitt-Pauksztat, W. Büscher, Bonn Joachim Matthias 27 Quelle: Hoffrogge

28 für die Identifizierung von Sparpotenzialen ist der Weg beschrieben. für die Entwicklung von neuen Energieversorgungskonzepten und die Abschätzung möglicher Substitutionen durch regenerative Energien muss die Betrachtung noch differenzierter werden. Dr. Joachim Matthias 28

29 Jahresgang des Heiz-Energieverbrauches 120 kw 15 kw Quellen:B. Feller, LWK NRW Bernhard Pex, CARMEN Dr. Joachim Matthias 29

30 Alternative Energie und Energie Alternativen zur Erzeugung von Wärme und/oder Strom: - Biogas - Biomasse - Solarthermie - Wasserkraft - BHKW - Wärmepumpe - Windkraft - Photovoltaik Dr. Joachim Matthias 30

31 Energielehrschau seit 2006 auf Haus Düsse Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dr. Joachim Matthias 31