Energieeffizienz Mehrwert durch externe Beratung?! (Einsparmaßnahmen Nutzeffekte)

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1 Energieeffizienz Mehrwert durch externe Beratung?! (Einsparmaßnahmen Nutzeffekte) Dipl.-Ing. Doris Grahn Fachtag Bau und Technik Köllitzsch, GICON 1

2 Standorte Deutschland GICON 2

3 Inhalt 1. Energiebedarf Nutztierhaltung 2. Effekte und Nutzen der Energieberatung 3. Mögliche Einsparmaßnahmen / Optimierungspotenziale a) Optimierung Energiebezug/ Energiekosteneinsparung b) Effizienzmaßnahmen Verbraucher/ Nutzungsverhalten c) Einsatz Erneuerbarer Energiequellen/BHKW 4. Förderung Beratung und Maßnahmen GICON 3

4 Energieverbrauch in der Nutztierhaltung Stromverbrauch Milchviehhaltung 3% 60% 35% 2% Fütterung Entmistung Milchgewinnung Beleuchtung Quelle: Arbeitsgemeinschaft für Elektrizitätsanwendung in der Landwirtschaft e.v. AEL GICON 4

5 Energieverbrauch in der Nutztierhaltung Sauenhaltung Stromverbrauch Gesamtenergieverbrauch 59% 4% 35% 2% Reinigung Beleuchtung Fütterung Lüftung 66% 1% 12% 1% 20% Reinigung Beleuchtung Fütterung Lüftung Heizung Quelle: Prof. Dr. W. Büscher, Institut für Landtechnik, Universität Bonn GICON 5

6 Energieverbrauch in der Nutztierhaltung Mastschweinehaltung Stromverbrauch Gesamtenergieverbrauch 74% 1% 16% 9% Reinigung Beleuchtung Fütterung Lüftung 33% 1% 11% 6% 49% Reinigung Beleuchtung Fütterung Lüftung Heizung Quelle: Prof. Dr. W. Büscher, Institut für Landtechnik, Universität Bonn GICON 6

7 Energieverbrauch in der Nutztierhaltung Stromverbrauch Stromkosten Quelle Sauenstall kwh/(tp*a) /(TP*a) Lüftung (ohne Abluftreinigung) bis 9,90 KTBL (2008) Lüftung mit Abluftreinigung 28,6 96,6 bis 17,39 DLG ( ) davon Pumpen bis 13,68 DLG ( ) Mehrverbrauch Abluftreinigung 25 bis 4,50 KTBL (2006) Beleuchtung bis 5,94 KTBL (2008) Fütterung/ Reinigung 5 7 bis 1,26 KTBL (2008) GICON 7

8 Energieberatung Worum geht es in der Energieberatung? Optimierung der energetischen Situation (Kosteneinsparungen) Nutzung neuer Technologien (Energiesparen mit erneuerbaren Energieträgern) Wirtschaftlichkeit (In welcher Zeit rechnet sich die Investition?) Information über Förderungen von Land/Bund/EU für Energie-Effizienz und erneuerbare Energien GICON 8

9 Energieberatung Schritt 0: Wo kann der Berater unterstützen? Individuelle Aufgabenstellungen Mitarbeit des Unternehmens Schritt 1: Detaillierte Bestandsanalyse Hauptverbraucher messtechnische Erfassung Analyse Energieeffizienz/ Anlagenauslastung Vorhandene Normen / Richtlinien Schritt 2: Ableitung von Optimierungsempfehlungen Besten Lösungen für meinen Betrieb? Maßnahmenliste mit Bewertung Wirtschaftlichkeit Schritt 3: Realisierung mit Ergebniskontrolle GICON 9

10 Detaillierte Bestandanalyse Spezialausstattung: mobile Messtechnik für vor-ort-messungen Ultraschall-Durchfluss- und Wärmemengenmessgerät für Flüssigkeiten Wärmebildkamera 3-Phasen- Leistungsmesser Luxometer Kältezähler Ultraschall- Lecksuchgerät Stromzähler Hutschiene GICON 10

11 Detaillierte Bestandsanalyse Beleuchtung Stromverbraucher 5 Beleuchtung Stromverbraucher 6 Wärmeverbraucher 2 Stromverbraucher 1 Stromverbraucher 1 Wärmeverbraucher 1 Stromverbraucher 3 Stromverbraucher 2

12 Detaillierte Bestandsanalyse Unternehmen Allgemeine Unternehmensdaten Energieträgerbezug (Strom, Erdgas, Heizöl, G) Unternehmen XYZ Beleuchtung Heizung Querschnittstechnologie Endenergieverbrauch(Strom, Wärme) Frageliste Maßnahmen und Kennzahlen Gesamtbewertung Einsparpotential durch den Berater Stall I Lüftung Anlage I.2 Stall II Reinigung Verbraucher Endenergieverbrauch(Strom, Wärme) Frageliste Maßnahmen und Kennzahlen Gesamtbewertung Einsparpotential durch den Berater Stall III Heizung Antrieb 1 Antrieb 2 Antrieb 3 Fütterung Maschine III.2.1 Maschine III.2.2

13 Energieeffizienzmaßnahmen (Beispiele) GICON 13 Lastmanagem entsystem Vorwärmung Zuluft Effiziente Beleuchtung Effiziente Antriebe Baulicher Wärmeschutz Optimale Heizungssysteme Optimierte Lüftungstechnik Ertüchtigung Biogasanlage Steuer- und Regelungstechnik Abwärmenutzung Minimierung Laufzeiten Effiziente Pumpen Effiziente Abluftreinigung BHKW Anlagennutzungsgrad Anlagenauslegung EC-Ventilator FU-Regelung Anlagenauslegung Baulicher Wärmeschutz Anlagennutzungsgrad Effiziente Antriebe Effiziente Beleuchtung EC-Ventilator Effiziente Pumpen Lastmanagem entsystem Wärmespeicher Kühlung Zuluft Wartung

14 Beispiele förderfähiger Effizienzmaßnahmen Einsatz hocheffizienter Elektromotoren Typische Bestandssituation: Motoren überdimensioniert, Betrieb in Teillast, geringe elektrische Wirkungsgrade Energieeinsparung durch angepasste Motorenauslegungund Einsatz hocheffizienter Motoren (IE 3 ist bei > 7,5 kw verbindlicher Standard!) je nach Leistungsgröße/ Baualter Energieeinsparungen zwischen 5 und 15% Amortisationszeit abhängig von der Nutzungszeit Fördersatz BEL- Programm ab 2016: 30 % Grafik: GICON 14

15 Beispiele förderfähiger Effizienzmaßnahmen Nachrüstung Drehzahlregelung (FU) Antriebsmotor Berechnungsbasis: Betriebsstundenzähler, Hochrechnung aus Gesamtverbrauch Empfehlung: Durchführung elektrische Leistungsmessungen an den Motoren (GICON) Angebotsabfrage auf Basis der Messdaten, Einsparberechnung Investitionsumfang: (2.850 mit Förderung) Einsparpotenzial: ca /a Amortisationszeit (ohne/mit Förderung): 4,2/3,0 Jahre GICON 7

16 Beispiele förderfähiger Effizienzmaßnahmen Einsatz hocheffizienter Pumpen (z.b. Brunnenpumpen, Vakuumpumpen) Typische Bestandssituation: Pumpen über- oder unterdimensioniert, geringe Gesamtwirkungsgrade, Bedarfsanpassung durch Eindrosseln Effizienzsteigerung durch angepasste Pumpenauslegung, Einsatz von FU und hocheffiziente Pumpen mit verbesserten Wirkungsgraden Investkosten: 9.800,- Beispiel: Grundwasserhebeanlage Förderung: 2.940,- IST: 17,8 kw el (Betriebspunkt: 20 m 3 /h, 120 m WS Auslegungspunkt, eta gesamt = 37%) bei Nutzungszeit von h - Einsparung 3.200,- SOLL: 12,2 kw el (Betriebspunkt 20 m 3 /h, 120 m WS = Auslegungspunkt, eta gesamt = 54%) Bei Nutzungszeit von h Einsparung 2.200,- Amortisation 2,2 Jahre Amortisation 3,2 Jahre Energieeinsparung: 32%, Amortisationszeit abhängig von Nutzungszeit Fördersatz BLE-Programm ab 2016: 30% GICON 16

17 Beispiele förderfähiger Effizienzmaßnahmen Einsatz frequenzgeregelter Vakuumpumpe Fördersatz BEL-Programm ab 2016: 30% Einsparung 40% im Vergleich aufgrund stufenloser Regelung Beispiel Pumpe l/ min. 5,5 kw Melkdauer [h/ d] 3 6 Strombedarf [kwh/ a] Konventionelle Vakuumpumpe Strombedarf [kwh/ a] Frequenzgesteuerte Vakuumpumpe Einsparung [kwh/a] Einsparung [ /a] ca. 480,- ca. 860,- Quelle: VdLWK(2009) GICON 17

18 Wärmebilanz Schweinestall Lüftungsverluste Wärmedämmung Wärmeerzeugung Wärmerückgewinnung Luft-Luft-Wärmetauscher/ Vorwärmung/ Kühlung Zuluft Wärmespeicher Wärmebilanz als Sankey-Diagramm Fördersatz BEL- Programm ab 2016: 30% GICON 18

19 Beispiel Effizienzmaßnahme Einsatz Dunkelstrahler für Heizung (Einhaltung der Mindesthöhe von 3 m) Typische Bestandssituation: Konvektionsheizung Energieeinsparung durch :Strahlungsheizungen mit gleichmäßige horizontale und vertikale Temperaturverteilung im Raum Lufttemperatur und der damit verbundene Wärmebedarf sind im Vergleich zu Warmlufterzeugern niedriger Kurze Aufheizzeit und gute Regelbarkeit je nach Nutzungszeit und Größe Einsparung bis ca. 20 % der eingesetzten Wärmeenergie GICON 19

20 Beispiele förderfähiger Effizienzmaßnahmen Stellgrößen Energieeinsatz Lüftung: Luftgeschwindigkeit: möglichst gering Luftführung: Gestaltung Zu- und Abluft/ 30 Winkel/ möglichst geradlinig Ventilator: Auslegung/ Wirkungsgrad/ Kombination Steuerung: Regelungen des Luftvolumenstromes Steuerung durch Zu- und Abschalten von Ventilatoren (Gruppenschaltung) Drosselregelung, d. h. Verringerung Abluftquerschnitt (Stellklappen, Sperrschieber) i.v.m. Messventilatoren Drehzahlregelung (Frequenzumrichter (Frequenzsteuerung), EC- Technik (Electronical Commutation) GICON 20

21 Beispiele Effizienzmaßnahmen GICON 21

22 Potenziale Erhöhung Energieeffizienz Lüftung + Abluftreinigungsanlagen 70,0 60,0 Energieverbrauch in kwh/(tp*a) Referenzverbrauch 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Konstruktive Maßnahmen Effiziente Maßnahmen Beeinflussung Betriebsverhalten GICON 22

23 Beispiel Effizienzmaßnahmen Ferkelstall GICON 23

24 Beispiel Effizienzmaßnahmen Stallbelüftung + Abluftreinigung Idee für Maßnahme Einheit Stall 2 Stall 3 Stall 4 Energieverbrauch Ventilatoren kwh/a Energieverbrauch Pumpen/Steuerung ARA kwh/a Reduzierung Druckverlust um 10 Pa durch automatische Steuerung Drosselklappen kwh/a /a Einsatz EC-Motoren(Erhöhung Systemwirkungsgrad) kwh/a /a Einsparung Zuluftkühlung (Abkühlung um 2 K) ohne Änderung Anlagengröße kwh/a /a Einsparung Reinigung von Teilströmen(80%) KWh/a /a GICON 24

25 Beispiele förderfähiger Effizienzmaßnahmen Beleuchtungsoptimierung/ Umstellung auf LED-Technik Beispiel: Lagerhalle, Lichtbänder im Deckenbereich IST: T8-Leuchtstoffröhren 58 W an KVG (gesamt ca. 70 W) SOLL: LED-Röhren an externe oder internen Betriebsgeräten, gesamt ca. 32 W Energieeinsparung: 55%, Amortisationszeit abhängig der Nutzungszeit Fördersatz BLE-Programm ab 2016: 15% GICON 25 15

26 Das Bild kann zurzeit nicht angezeigt werden. Energieeffiziente Ertüchtigung Biogasanlagen Optimierungspotenzial am Beispiel sächsischer BGA* > ca. 85% BGA mit weniger als Vbh/a * eigene Auswertung frei verfügbare mittlerer Betriebsdaten von sächsischer Biogasanlagen (nur 185 validierte/ plausible Datensätze von ca. 250), Quellen: energy-map.info (DGS e.v.), energieportal-sachsen.de (SAENA GmbH), biomasse-freiberg.de (Verein zur Förderung von Biomasse und nachwachsenden Rohstoffen Freiberg e.v. GICON 7

27 Marktpotenzial BGA-Optimierung/ Ertüchtigung Optimierungspotenzial am Beispiel sächsischer BGA* Mittlerejährliche Vollbenutzungsstunden des/ der BHKW Anteilausgewerteter BGA inkl. Anlagen mit Direktvermarktung Anteil ausgewerteter BGA ohne Anlagen mit Direktvermarktung > % 16% < % 84% < % 52% < % 22% < % 9% Nur ca. 15% der ausgewerteten sächsischen Biogasanlagen erreicht eine BHKW-Auslastung > 90%! * eigene Auswertung frei verfügbarer mittlerer Betriebsdaten von sächsischer Biogasanlagen (nur 185 validierte/ plausible Datensätze von ca. 250), Quellen: energy-map.info (DGS e.v.), energieportal-sachsen.de (SAENA GmbH), biomasse-freiberg.de (Verein zur Förderung von Biomasse und nachwachsenden Rohstoffen Freiberg e.v. GICON 8

28 Betriebsoptimierung BGA Optimierung Rührwerksbetrieb (organisatorische Maßnahme) Bestandssituation: elektr. Leistungsaufnahme/ Rührwerkslaufzeiten Bestand: 2 Fermenter mit je 3 Schnellläufer- + 2 Langsamläufer Schwachstelle: Schubeintrag zu > 70% über die energetisch ineffizienten Schnellläufer Langsamläufer (Großflügel-TMR) fast nie zeitgleich in Betrieb (Beckengrundströmung nicht optimal) Wesentliche Empfehlungen: gleichzeitiger, durchgängiger Betrieb der Langsamläufer Reduzierung Betrieb der Schnellläufer (Beibehaltungen summarischer Schubeintrag) Einsparpotenzial: bis zu 50% des Strombedarfs der Rührtechnik GICON 28

29 Betriebsoptimierung BGA Optimierung Betriebsweise Separation/ Feststoffdosierung Bestand: gewerbliche NawaRo-BGA 2,2 MW el Schwachstelle (Auswahl): Umlaufende Fugatmenge für Fest-Flüssig- Dosierung zu hoch Wesentliche Empfehlungen: Einsatz feinerer Siebeinsatz für Separator (Reduzierung TM-Gehalt Fugat) Reduzierung Rezirkulationsmenge Fugat Einsparpotenzial/ Mehrerlöse: bis zu (Gas- und Strommehrertrag, reduzierter Eigenstrombedarf) statische Amortisationszeit: > 0,5 Jahre GICON

30 Nutzen der Energieberatung Vorteile eines externen Beraters Unabhängigkeit von Liefer- und Provisionsinteressen! Synergieeffekte durch - Erfahrung aus anderen Branchen - Routine bei Formalien [Fördermittelbeantragung / Effizienz] - Nutzung eigener mobiler Messtechnik zur Datenerfassung Eigene Mess- und Analyseprogramm (z. B. BOP bei GICON) Nutzung kommerzieller Mess- und Analyseprogramme GICON 30

31 Fördermöglichkeiten Richtlinie zur Förderung von Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz in der Landwirtschaft und im Gartenbau vom 6. Oktober 2015 (BMEL), gültig ab (1) Förderung investiver Energieeffizienzmaßnahmen (2) Förderung qualifizierter Energieberatungen und die Erstellung von Energieeinsparkonzepten (3) Förderung des Wissenstransfers und der Informationsvermittlung durch Energieeffizienzstammtische GICON 31

32 Fördermöglichkeiten zu 1) Investitionsförderung für energieeffiziente Technologien Einzelmaßnahmen: 20% - 30% Förderung, Zuwendung ab 3.000,- LED-Beleuchtung: 15% Förderung Systemische Optimierung: 20 bis zu 30% Förderung, Zuwendung max zu 2) Beratungsförderung Nettohonorar unabhängiger gelisteter Berater: 80% bis max. 6. Eigenanteil Landwirt: 1.200,- GICON 32

33 Innovation beginnt im Kopf mit der kühnen Idee und dem Mut zum Risiko. Björn Engholm GICON 33