Energieeffizienzpotenziale im Gewerbe

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1 Energieeffizienzpotenziale im Gewerbe Dipl.-Ing. Gerd Marx Energieagentur Nordrhein-Westfalen Folie 1

2 Folie 2

3 Hintergründe zur aktuellen Energiepreisentwicklung Weltweiter Energiehunger wächst Beschaffungswettbewerb wird härter Preise für die Energieressourcen steigen Deutschland ist Importland Folie 3

4 Betriebliche Energieeinsparpotenziale Druckluft 33 % 14 TWh Elektromotoren 20 % 132 TWh Prozesswärme 20 % 265 TWh Raumwärme, Warmwasser 20 % 64 TWh Pumpen 20 % 27 TWh Ventilatoren 18 % 23 TWh Kälteanlagen 15 % 12 TWh Beleuchtung 15 % 11 TWh Quelle: Fraunhofer ISI Folie 4

5 Stufen eines betrieblichen Energiekonzeptes Bestandsaufnahme Energieerfassung kontinuierliches Energiemanagement Vergleich mit technischem Bestand Auswertung/Analyse Vergleich mit neuer Technologie Wirtschaftlichkeitsberechnung Ausführung Vergleich mit neuen Lieferkonditionen Erfolgskontrolle Folie 5

6 Energiekennzahlen Energieeffizienzpotenziale im Gewerbe ermöglichen eine Überwachung und einen Vergleich der Energieverbräuche bewerten den Energieverbrauch / die Energiekosten durch Bezug auf die Zeit z. B. Kosten pro Jahr [ /a] betriebswirtschaftliche Daten z. B. Verbrauch pro Umsatz [kwh/ ] die Produktion z. B. Energiekosten pro Tonne [ /t] die Gebäudefläche z.b. Energieverbrauch pro m² [kwh/ m²] Folie 6

7 Druckluftanlagen Folie 7

8 Kostenverteilung im 2-Schicht-Betrieb Wartung 9% Kapitaldienst 39% Energiekosten 52% Folie 8

9 Maßnahme Einsparpotenziale im Betrieb Umfang Invest. (0 3) Einsparpotenzial [%] Gewerbe (++,+,o,-,--) Industrie Substitution Neuanlage 3 bis Abwärmenutzung 2 bis 94 o ++ Drehzahlregelung 2 bis 30 o ++ Mehranlagensteuerung 2 bis 25 o ++ Druckabsenkung Leckagebeseitigung Druckverlustminimierung vorbeugende Wartung Verdichtertyp / größe 2 bis Druckluftaufbereitung Folie 9

10 Leckageverluste Untersuchungen der Energieagentur NRW in über 70 Unternehmen haben durchschnittliche Leckageverluste von ca. 24 % ergeben. Im Durchschnitt führte dies zu Verbräuchen von: kwh/a (Max.: kwh) Die entstandenen Kosten lagen im Schnitt bei: /a (Max.: /a) Die Leckageortung und behebung birgt die größten Einsparpotenziale bei Druckluftanlagen! Folie 10

11 Beispiel: Einsparung durch Wartung Luftfilterwechsel Der Druckverlust in einem verschmutzten Ansaugfilter liegt über dem 10-fachen eines Filters im Neuzustand Einsparpotenzial: 5 bis 10 Prozent Keilriemenwartung Der Wirkungsgrad eines gut gewarteten Keilriemens liegt bei 97 Prozent, der eines schlecht gewarteten bei 94 Prozent. Einsparpotenzial: 3 Prozent Folie 11

12 Wärmerückgewinnung an Kompressoren Die dem Kompressor zugeführte elektrische Energie wird zu 100 Prozent in Wärme umgewandelt. Gut 90 Prozent der Abwärme kann über die Kühlluft zur Hallenbeheizung genutzt werden Mehr als 70 Prozent der Wärme kann über Einspeisung in ein Heizungsnetz auf einem Temperaturniveau von 70 Grad Celsius zur Gebäudebeheizung oder als Prozesswärme genutzt werden. Folie 12

13 Probleme bei der Hallenbeheizung Hallenhöhe Warmluftpolster im Hallendach Luftwechsel Große Volumenströme Teilauslastung Unnötiger Energieverbrauch Aufheizzeiten Hoher Energieverbrauch Folie 13

14 Warmluftheizung Hallenbeheizungssysteme direkte oder indirekte Beheizung vorteilhaft bei hohen Luftwechselraten (mit WRG) Kombination mit Absauganlagen möglich Kühlung der Halle durch Außenluft auch für niedrige Hallen geeignet Fußbodenheizung Folie 14

15 Strahlungsheizung Hallenbeheizungssysteme geringe Wärmeverluste durch niedrige Raumtemperaturen kaum Temperaturschichtung auch bei hohen Hallen geringer Hilfsenergiebedarf kurze Aufheizzeiten, Teilbeheizung möglich vorteilhaft bei häufig geöffneten Hallentoren keine Zugerscheinungen, keine Staubaufwirbelung Hallenhöhe min. 5 m Folie 15

16 Kostenvergleich Warmluft-/Strahlungsheizung Hellstrahler Warmlufterzeuger Projekt: Industriehalle Fläche m2 Hallenhöhe 17 m ta= -12 C, n= 0.5/h Lufttemperatur 13 C Wärmebedarf 599 kw Lufttemperatur 19 C Wärmebedarf 762 kw Installierte Leistung 630 kw 846 kw Investition 26 Hellstrahler Installation u. Inbetriebnahme Total ,- 10 Warmlufterzeuger Installation u. Inbetriebnahme Total ,- KOSTEN Jährliche Kapitalkosten 20 Jahre / Zinsen 7 % 6.070,- /a 8.035,- /a Reparatur + Wartung 1.359,- /a 1.123,- /a Energiekosten Gaspreis [0.15 Ct/m 3 ] Strompreis [0.05 Ct/kWh] Gesamte jährliche Kosten 5963,- /a ,- /a 18,- /a 141,- /a ,- /a ,- /a Folie 16

17 Beleuchtung Folie 17

18 Maßnahmen zur Optimierung Austausch von Glühlampen gegen Kompaktleuchtstofflampen Einsatz von Dreibanden-Leuchtstoffröhren, effizienten Vorschaltgeräten und hocheffizienten Reflektoren und Leuchten Austausch von Hg-Lampen gegen Na-Lampen bzw. Halogen-Metalldampflampen Installation von Zeitschaltuhren, Bewegungsmeldern und Helligkeitssensoren an geeigneten Stellen, ggf. Spannungsabsenkung Folie 18

19 Wirtschaftlichkeit verschiedener Lampentypen Stromkosten [Euro/Monat] Lichtausbeute [lumen/watt] S tro m k o ste n [E u ro /M o n a t] L ic h ta u sb e u te [lu me n /W a t] Glühlampe Niedervolt- Halogenglühlampe Quecksilberdampflampe Kompakt- Leuchtstofflampe Standard- Leuchtstoffröhre (KVG) 3-Banden- Leuchtstoffröhre (EVG) Halogen-Metalldampflampe Natrium- Hochdruckdampflampe Natrium- Niederdruckdampflampe Folie 19

20 Kostenvergleich Industriehallenbeleuchtung Folie 20

21 Wärmerückgewinnung Folie 21

22 Möglichkeiten der Wärmerückgewinnung WRG aus Abgasen WRG aus Kühlanlagen WRG aus Abluft WRG zur Erwärmung/Vorwärmung von Betriebsstoffen WRG zur Erwärmung/Vorwärmung von Heiz- /Brauchwarmwasser WRG zur Luft- / Verbrennungslufterwärmung... Folie 22

23 WRG in Lüftungsanlagen Folie 23

24 Elektrische Antriebe Folie 24

25 Hintergründe Etwa 70 Prozent des elektrischen Verbrauchs in der Industrie entsteht durch elektrische Antriebe. 87 Prozent der Motoren sind Drehstrom-Asynchronmotoren, von denen gut ein Drittel im Leistungsbereich 0,75 7,5 kw liegt. Die durchschnittliche Auslastung der % Motoren liegt häufig bei nur 40 bis 60 Prozent P/ P N e n n Folie 25

26 Einsparpotenziale bei elektrischen Antrieben Elektromotoren sind mittlerweile mit Wirkungsgradkennzeichnungen versehen (eff1, eff2, eff3) Motoren mit der höchsten Effizienzklasse eff1 reduzieren die Energieverluste um ca Prozent (Einsatz ab h/a) eff1 % 85 Eff2-Motoren reduzieren 80 eff2 die Energieverluste um ca. 75 eff3 20 Prozent (Einsatz ab h/a) 1,1 2,2 4 7, PN [kw] Folie 26

27 Einsparpotenziale bei elektrischen Antrieben Bei Anwendungen mit stark wechselndem Leistungsbedarf kann die Drehzahlregelung mittels Frequenzumrichtern zu erheblichen Einsparungen führen Überdimensionierte Antriebe möglichst vermeiden Die Umschaltung zwischen Stern- und Dreieckschaltung kann insbesondere beim Anfahren für Energieeinsparungen sorgen Moderne Sanftanlasser bieten die gleiche Vorteile wie Stern- Dreieckschaltung ohne deren Nachteile Folie 27

28 Fazit Die betrieblichen Energieeinsparpotenziale sind vielfältig. Ein strukturiertes Vorgehen zu ihrer Erschließung ist angebracht. In Nordrhein-Westfalen steht die Energieagentur NRW mit Ihren unentgeltlichen Dienstleistungen zur Verfügung. Folie 28

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