KEK Bericht Nr. 13. Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich. Maßnahmenanalyse und Potentiale in Graz. Günter Markowitz Karl Heinz Lesch

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1 KEK Bericht Nr. 13 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Maßnahmenanalyse und Potentiale in Graz Günter Markowitz Karl Heinz Lesch

2 Ein Konjunktur- und Umweltbelebungsprogramm für Graz KOMMUNALES ENERGIE KONZEPT GRAZ Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Maßnahmenanalyse und Potentiale in Graz Günter Markowitz Karl Heinz Lesch Magistrat Graz - Amt für Umweltschutz Referat für Energie und Klima September 1995 GRAZER Umweltamt ENERGIE VERWERTUNGSAGENTUR

3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Seite 1 Einleitung Situationsanalyse Referenzentwicklung Maßnahmen und Potentiale Effizientere Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser Maßnahmen um den Stromverbrauch zu reduzieren Prozeßwärme Kraft-Wärme-Kopplungen Organisatorische Maßnahmen Graue Energie - Optimierung der Stoffströme Einsparpotentiale - Überblick Szenarien Moderate Umsetzung Forcierte Umsetzung Zusammenfassung Literatur I -

4 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Tabellenverzeichnis Tab. 1: Branchenzuordnung der ÖSTAT-Kategorien...3 Tab. 2 Arbeitsstätten Österreich Tab. 3 Arbeitsstätten Graz Tab. 4: Endenergie in TJ der 3 Sektoren Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich im Jahr Tab. 5: Industriebetriebe in Graz...9 Tab. 6: Prozentuelle Endenergieanteile der Anwendungsbereiche an den Branchen...12 Tab. 7: Prozentuelle Endenergieanteile der Sektoren der verschiedenen Anwendungsbereiche...12 Tab. 8: Referenzentwicklung des Energieeinsatzes in TJ für Industrie und Gewerbe bzw. öffentlichen Bereich - Stützjahre: 1993, 2000 und Tab. 9: Referenzentwicklung des Energieeinsatzes für Industrie und Gewerbe bzw. öffentl. Bereich - Stützjahre: 1993, 2000 und 2010 relativ zu Tab. 10: Referenzentwicklung der CO2-Emissionen in Tonnen von Industrie und Gewerbe bzw. Gewerbe - Stützjahre: 1993, 2000 und Tab. 11: Referenzentwicklung der CO2-Emissionen von Industrie und Gewerbe - Stützjahre: 1993, 2000 und 2010 relativ zu Tab. 12 Stromverbrauch nach Nutzenergiearten Graz 1991 für die Industrie, das Gewerbe und den öffentlichen Bereich...21 Tab. 13 Stromverbrauch der Branchen in Graz im Jahr Tab. 14: Basisjahrpotentiale der Prozeßwärme für 2010 bezogen auf Tab. 15: Energiesparpotentiale Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich...36 Tab. 16: Entwicklung des Endenergieinsatzes im Szenario "moderate Umsetzung" nach Sektoren in TJ...40 Tab. 17: Entwicklung der CO2-Emissionen im Szenario "moderate Umsetzung" nach Sektoren...40 Tab. 18: Entwicklung der Energieträgerverteilung in Prozenten im Szenario moderate Umsetzung nach Sektoren...40 Tab. 19: Entwicklung der Energieträgerverteilung in TJ im Szenario moderate Umsetzung nach Sektoren II -

5 Inhaltsverzeichnis Tab. 20: Schadstoffemissionen für die Industrie, Gewerbe und den öffentlichen Bereich für das moderate Szenario...41 Tab. 21: Endenergieverminderung bezogen auf das Basisjahr 93 und Zieljahr 2010 im Szenario moderate Umsetzung...42 Tab. 22: CO 2 -Verminderung bezogen auf das Basisjahr 93 und Zieljahr 2010 im Szenario moderate Umsetzung...42 Tab. 23: Entwicklung des Endenergieinsatzes im Szenario "forcierte Umsetzung" nach Sektoren in TJ...44 Tab. 24: Entwicklung der CO2-Emissionen im Szenario"forcierte Umsetzung" nach Sektoren in t...45 Tab. 25: Entwicklung der Energieträgerverteilung in Prozenten im Szenario forcierte Umsetzung nach Sektoren...45 Tab. 26: Entwicklung der Energieträgerverteilung in TJ im Szenario forcierte Umsetzung nach Sektoren...46 Tab. 27: Schadstoffemissionen der Industrie, Gewerbe und des öffentlichen Bereiches für das forcierte Szenario...46 Tab. 28: Endenergieverminderung bezogen auf das Basisjahr 93 und Zieljahr 2010 im Szenario forcierte Umsetzung...47 Tab. 29: CO 2 -Verminderung bezogen auf das Basisjahr 1993 und Zieljahr 2010 im Szenario forcierte Umsetzung...47 Tab. 30: Zusammenfassung der Szenarien für den Endenergieeinsatz der drei Sektoren in TJ...50 Tab. 31: Zusammenfassung der Szenarien für den Endenergieeinsatz in Prozent bezogen auf die Referenzentwicklung...50 Tab. 32: Zusammenfassung der Szenarien für den Endenergieeinsatz in Prozent bezogen auf das Basisjahr Tab. 33: Zusammenfassung der Szenarien für die CO2-Emissionen in Tonnen...54 Tab. 34: Zusammenfassung der Szenarien für die CO2-Emissionen in Prozent bezogen auf die Referenzentwicklung...54 Tab. 35: Zusammenfassung der Szenarien für die CO2-Emissionen von Industrie und Gewerbe in Prozent bezogen auf das Basisjahr III -

6 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Abbildungsverzeichnis Abb.1: Arbeitsstätten Österreich 1991 (unselbstständig Beschäftigte)...4 Abb. 2: Arbeitsstätten Graz 1991 (unselbstständig Beschäftigte)...5 Abb. 3: Endenergiebedarf von Graz für 1993 in TJ nach Sektoren und Energieträgern Abb. 4: Endenergieträger der Sektoren Industrie, Gewerbe und öff. Bereich für Graz in Prozent für das Jahr Abb. 5: Energieträger im Sektor Industrie für das Jahr Abb. 6: Prozentuelle Verteilung der Energieträger im Gewerbe für das Jahr Abb. 7: Prozentuelle Verteilung der Energieträger im öffentlicher Bereich...10 Abb. 8: Erdgasverbraucher in Graz Abb. 9: KWK-Potential der Erdgasverbraucher...32 Abb. 10: KWK Potential in Graz...33 Abb. 11: Erdgaseinsatz zur Erzeugung der KWK-Energie...33 Abb. 12: Szenarien zum Endenergie-Einsatz im Gewerbe in TJ...48 Abb. 13: Szenarien zum Endenergie-Einsatz im öffentlichen Bereich in TJ...48 Abb. 14: Szenarien zum Endenergie-Einsatz in der Industrie in TJ...49 Abb. 15: Szenarien zum Endenergie-Einsatz in Industrie, Gewerbe und öff. Bereich in TJ...49 Abb. 16: CO 2 -Emissionsszenarien für das Gewerbe in t CO Abb. 17: CO 2 -Emissionsszenarien des öffentlichen Bereiches in t CO 2 pro Jahr...52 Abb. 18: CO 2 -Emissionsszenarien für die Industrie in t CO Abb. 19: CO 2 -Emissionsszenarien für die Industrie, Gewerbe und öffentlichen Bereich in t CO IV -

7 Einleitung 1 Einleitung In diesem Bericht werden für das Kommunale Energiekonzept der Stadt Graz die Potentiale und Maßnahmen für die Bereiche Industrie, Gewerbe und öffentlicher Dienst näher untersucht. Die Energie- und Emissionsbilanz für Graz 1 weist für die Industrie einen Endenergieanteil von 19 %, das Gewerbe einen Anteil von 15 % und den öffentlichen Bereich von 16 % aus. Die Abschätzung der Energiesparpotentiale in den Bereichen Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich sind allgemein äußerst schwierig, da nicht nur zwischen Betrieben der verschiedenen Branchen sondern auch innerhalb einer Branche sehr große Unterschiede auftreten können. In den Sektoren öffentlicher Bereich und Gewerbe ist die Nutzung der Energie zur Beheizung von Räumen und Bereitung von Warmwasser dominierend (1983 laut Nutzenergieanalyse des ÖSTAT ca. 80 %). Das bedeutet, daß der überwiegende Teil des Energieeinsatzes für die Erzeugung von Niedertemperaturwärme aufgewendet wird. Hier sind also Einsparungen wie im Bereich privater Haushalte zu erwarten. Diese Sektoren werden außerdem durch die Prognose der Beschäftigungsentwicklung für Graz (Simetzberger, A. 1995) in Zukunft noch wichtiger. Im Bereich der österreichischen Industrie liegen nicht unbedeutende Energiesparpotentiale vor. Will man diese Potentiale nutzen so bedeutet dies einerseits eine Erneuerung des industriellen Anlagenparks und andererseits punktuelle Maßnahmen organisatorischer oder technischer Natur. 2 Allerdings ist der österreichischen Industrie bereits in den letzten Jahren eine deutliche Verbesserung der Energieproduktivität gelungen. Wodurch die Steigerung des Stromeinsatzes in diesem Bereich in Graz 3 zu erklären ist. 1 Ahamer, Gaubinger, W., Rahmendaten Graz,

8 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Schon Mitte der siebziger Jahre erfolgte in der Industrie eine Entkopplung von Produktionswachstum und Energieeinsatz, die bis heute beibehalten wurde. Während zwischen 1980 und 1992 die Industrieproduktion um rund 32 % stieg, wurden der Energieeinsatz um 9 % und die CO 2 -Emissionen aus fossilen Brennstoffen im Endenergieeinsatz um 22 % verringert. Die Energieproduktivität der Industrie konnte seit 1980 kontinuierlich um mehr als 30 % verbessert werden. Selbst in den letzten 6 Jahren seit 1988 wurde das Tempo der Energieproduktivitätssteigerung beibehalten. In diesem Zeitraum wurde der Energieeinsatz pro Produktionseinheit um 13,6 % abgesenkt und das trotz einer beachtlichen Ausweitung der Produktion gewisser energieintensiver Produkte (z.b. Papierindustrie). Noch drastischer wurden die spezifischen CO 2 -Emissionen abgesenkt: Im Jahre 1992 emittierte die österreichische Industrie um 41 % weniger CO 2 pro Produktionseinheit als 1980 und immerhin um 18 % weniger als Die Steigerung der Energieproduktivität und Verminderung der CO 2 -Emissionen konnten vor allem durch folgende Maßnahmen erreicht werden: Effizienzsteigerung durch Einsatz neuer Technologien Fernwärmeauskopplung Brennstoffumstellung auf CO 2 -ärmere bzw. -neutrale Energieträger Trotz der bereits erreichten Energieproduktivitätssteigerung hilft eine weitere Effizienzsteigerung im Industrie- und Gewerbebereich den Betrieben, zu den auf der Hand liegenden ökologischen Vorteilen auch wirtschafts- und beschäftigungspolitische Aspekte einfließen zu lassen : Energiesparende - und Umweltschutzmaßnahmen haben einen positiven Nettobeschäftigungseffekt. Ein unnötig hoher Energieeinsatz ist keine Wachstumstriebkraft und kein Arbeitsplatzbeschaffer. Großkraftwerke und andere angebotsseitige Optionen schaffen nicht mehr Arbeitsplätze als bedarfsseitige Maßnahmen und alternative Energiesysteme 4. 4 Schmidt, Helmut,

9 Einleitung Aus den oben angeführten Gründen sollen auch im Rahmen des Kommunalen Energiekonzeptes Graz Anstrengungen zur Effizienzsteigerung im Industrie- und Gewerbebereich unternommen werden, obwohl von vorneherein klar sein muß, daß die erzielbaren Einsparungen bzw. Emissionsreduktionen nicht so groß sein können wie z.b. im Raumwärmebereich. Für die übersichtlichere Darstellung wurden die Branchen aus der Energie- und E- missionsbilanz für die drei Sektoren zusammengefaßt, und die langen ÖSTAT- Begriffe mit entsprechenden Kurzbezeichnungen versehen (siehe Tab. 1). Der Anteil der Nachrichtenübermittlung und Telekommunikation im Verkehrsbereich der ÖSTAT-Kategorie wurde mit 10 % angesetzt und im Industrie- und Gewerbebereich dargestellt. Energie Steine prod. G. & I. Bauwesen Handel Gastronomie Transport Dienstleistungen Öffentlicher Bereich 1 Energie und Wasserversorgung 2 Bergbau Steine und Erdengewinnung Verarbeitendes Gewerbe Industrie 6 Bauwesen 7A Handel Lagerung 7B Beherbergungs und Gaststättenwesen 8 Verkehr Nachrichtenübermittlung 9A Geld Kreditw. Privatvers. Wirtschaftsd. 9B Persönliche soziale u.öffentl.dienste Tab. 1: Branchenzuordnung der ÖSTAT-Kategorien Der Sektor Industrie umfaßt somit die Branchen Energie, Steine, produzierendes Gewerbe und Industrie, Bauwesen und Transport. Der Sektor Gewerbe besteht aus den Branchen Handel, Gastronomie und Dienstleistungen. Der Sektor Öffentlicher Bereich wurde schon laut ÖSTAT gesondert ausgewiesen. Um einen besseren Einblick in die verschiedenen Branchen zu bekommen wird nun die Branchenstruktur anhand der Arbeitsstättenzählung zuerst für Österreich und dann für Graz dargestellt

10 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Betriebsstruktur Österreich 5 : Die nachfolgende Tabelle 2 und die Abbildung 1 zeigen den Arbeitnehmeranteil der einzelnen Branchen in Österreich. Die Branchen sind laut Tabelle 1 gegliedert, wobei hier die Branche 4 um die Unterbranche 2.7 erweitert wurde und damit die Branche 2 gänzlich weggelassen werden konnte. Branchen > Gesamt A B A B Tab. 2 Arbeitsstätten Österreich 1991 (unselbstständig Beschäftigte) Angestellte (Tausender) A 7B 8 9A 9B Branchen Abb.1: Arbeitsstätten Österreich 1991 (unselbstständig Beschäftigte) 5 Gross,

11 Einleitung Betriebsstruktur Graz Die nachfolgende Tabelle 3 und die Abbildung 2 zeigt den Arbeitnehmeranteil der einzelnen Branchen in Graz 6. Branchen > Gesamt A B A B Tab. 3: Arbeitsstätten Graz 1991 (unselbstständig Beschäftigte) Angestellte (Tausender) A 7B 8 9A 9B Branchen Abb. 2: Arbeitsstätten Graz 1991 (unselbstständig Beschäftigte) 6 Gross,

12 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Die Tabelle 3 und die Abbildung 5 zeigen somit deutlich die unterschiedliche Anzahl der Beschäftigten in den verschiedenen Branchen. Herausragend ist in Graz der öffentliche Bereich mit ca. 33 %, der Handel mit ca. 20 % und die Dienstleistungen mit ca. 12 % der Beschäftigten. Die restlichen Branchen liegen unter der 10 %-Marke. 2 Situationsanalyse Um Energiesparpotentiale abschätzen zu können und Maßnahmen zur Erreichung dieser Ziele zu formulieren sollte erst ein allgemeiner Überblick über die Verteilung der Endenergieträger in den verschiedenen betrachteteten Sektoren gegeben werden. Deshalb wird in diesem Kapitel die spezifische Aufteilung der drei Sektoren in Graz, die insgesamt 50 % des Grazer Endenergieverbrauches (lt. G. Ahamer 1995) ausmachen, näher untersucht. Sektor öffentlicher Bereich Gewerbe Industrie Summe Prozent Strom % Kohle % Erdöl % Gas % Fernwärme % Holz/Abfälle % Gesamt % Prozent 34% 30% 36% 100% Tab. 4: Endenergie in TJ der 3 Sektoren Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich im Jahr

13 Situationsanalyse Energieträger in Industrie, Gewerbe und öff. Bereich Strom Kohle Erdöl Gas Fernwärme Holz/Abfälle öffentl. Bereich Kleinverbr. Industrie Abb. 3: Endenergiebedarf von Graz für 1993 in TJ nach Sektoren und Energieträgern 1 Auffallend ist hier der hohe Erdölanteil im Sektor Kleinverbraucher (45 %) und der relativ hohe Kohleanteil in der Industrie mit 11 %. Insgesamt gesehen sind in den 3 Sektoren laut Abb. 4 die Energieträger Erdöl mit 35 %, Strom mit 24 % und Gas e- benfalls mit 24 % die bedeutendsten Anteilnehmer. Weiters auffällig ist der nahezu verschwindende Anteil von Biomasse mit einem Anteil von insgesamt nur 1 %. Die einzelnen Bereiche werden nun genauer betrachtet: Die Aufteilung der Endenergie auf die verschiedenen Energieträger ist in der nun folgenden Abbildung 4 dargestellt. 1 Ahamer, Gilbert,

14 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Gas 24% Fernwärme 10% Holz/Abfälle 1% Strom 24% Kohle 6% Abb. 4: Endenergieträger der Sektoren Industrie, Gewerbe und öff. Bereich für Graz in Prozent für das Jahr 1993 Erdöl 35% Bereich Industrie: In der Industrie teilt sich die Endenergie folgendermaßen auf die Energieträger auf: Gas 27% Holz/Abfälle 3% Strom 31% Erdöl 28% Kohle 11% Abb. 5: Energieträger im Sektor Industrie für das Jahr 1993 Hier ist der hohe Stromanteil mit 31 % und der Erdölanteil mit 28 % herausragend, diese kommen durch die hohen Anteile der Prozeßenergie und der mechanischen Arbeit in der Industrie zustande. Durch den Wechsel von der Kohle und vom Erdöl hin zu Fernwärme und Erdgas sind im Industriesektor noch hohe CO 2 - Reduktionspotentiale erzielbar. Nach der Nutzenergieanalyse 1988 verteilen sich die gesamten Endenergiemengen Österreichs in der Industrie auf Dampferzeugung 29 %, Industrieöfen 58,5 % und Raumwärme 12,5 %

15 Situationsanalyse Im Industriebereich wird also der Schwerpunkt auf der Prozeßwärme liegen, jedoch ist der Raumwärmeanteil mit 12,5 % nicht unbedeutend In der nun folgenden Tabelle soll ein Überblick der größeren Industriebetriebe gegeben werden. Diese Tabelle hat keinen Anspruch auf Vollständigkeit und stellt nur eine grobe Abschätzungen dar. Die Summe dieser 10 Stromverbraucher liegt nach diesen Abschätzungen somit bei ca. 265 GWh/a. Rangfolge nach Stromverbrauch Bezeichnung des Betriebes 1 Marienhütte 2 Steyer-Daimler-Puch 3 Eurostar 4 Linde Gas 5 ELDRA Fuchs & Co 6 Maschinenfabrik Andritz 7 Waagner Biro 8 SGP 9 ELBAK 10 Murchemie Tab. 5: Industriebetriebe in Graz Wobei die Marienhütte mit ca. 140 GWh den weitaus größten Stromeinzelverbrauch in Graz hat. Dieser Verbrauch entspricht somit ca. 58 % des gesamten Stromverbrauches der Grazer Industrie von 345 GWH (1993). Die zehn größten oben angeführten industriellen Stromverbraucher haben einen Anteil von 77 % des gesamten Industriestromes

16 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Bereich Gewerbe/Kleinverbraucher und öffentlicher Bereich: Das Gewerbe hat am Endenergieeinsatz in Graz einen Anteil von 15 % und der öffentliche Bereich von 16 %. Heute noch wächst hier der Endenergieeinsatz laut Beschäftigungsprognosen tendenziell stärker als jener der Industrie bzw. des Verkehrs. Die Aufteilungen der Energieträger sind in den beiden Abbildungen 6 und 7 dargestellt. Gas 14% Fernwärme 14% Holz/Abfälle 0% Strom 22% Kohle 5% Erdöl 45% Abb. 6: Prozentuelle Verteilung der Energieträger im Gewerbe für das Jahr 1993 Im Gewerbe ist der Erdölanteil mit 45 % des Gesamtenergieeinsatzes noch sehr hoch. Hier wären durch die Umstellung auf Fernwärme oder Erdgas erhebliche CO 2 - Reduktionspotentiale möglich. Zur Veranschaulichung wird der Stromverbrauch zweier gewerblicher Großverbraucher angeführt: Firma: Kastner & Öhler : Interkauf Citypark Energieverbrauch ca. 7 GWh/a ca. 6 GWh/a Fernwärme 19% Holz 0% Strom 22% Kohle 3% Gas 24% Erdöl 32% Abb. 7: Prozentuelle Verteilung der Energieträger im öffentlicher Bereich

17 Situationsanalyse Aufgrund des sehr hohen Anteils leitungsgebundener Energieträger im öffentlichen Sektor ergeben sich in Summe verhältnismäßig geringere Emissionsmengen als im Gewerbe und der Industrie. Dieser Umstand ist durch die bereits in den letzen Jahren erfolgte Umstellung der Heizungsanlagen auf Fernwärme bzw. Gas erklärbar. Von den öffentlichen Gebäuden bzw. Einrichtungen haben in Graz den größten E- nergiebedarf (Umwelt-Sachprogramm, 1992): LKH Graz Leistung 34 MW Verbrauch ca. 70 GWh / Jahr LSKH Leistung 6,7 MW Verbrauch ca. 30 GWh / Jahr Alle anderen Einrichtungen liegen wesentlich darunter. LKH und LSKH zusammen haben damit beim Energieverbrauch einen Anteil von ca. 17 % aller öffentlichen Gebäude in Graz. Da bereits Abschätzungen und Maßnahmen für die verschiedenen Anwendungsbereiche in der Literatur vorhanden sind wurde in diesem Bericht die Aufteilung der Endenergie laut ÖSTAT vorgenommen. Es können laut ÖSTAT folgende Anwendungsgebiete unterschieden werden: Raumwärme (einschließlich Warmwasserbereitung, Klimaanlagen, Kühlung etc. ) Prozeßwärme: Mechanische Arbeit Beleuchtung und ADV Elektrochemie - Dampferzeugung - Industrieöfen Mobilität (Fahrzeugmotoren) Der Bereich Fahrzeugmotoren wird im Rahmen dieser Maßnahmenanalyse jedoch nicht betrachtet, da dieser Bereich dem Verkehr zugeordnet werden kann

18 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Laut ÖSTAT 1988 teilen sich die verschiedenen Anwendungsbereiche folgendermaßen (Tab. 6) auf die verschiedenen Branchen Österreichs auf: Sektor Industrieöfen Mechanische Arbeit Raumheizung Dampferzeugung Beleuchtung / ADV Summe minus Elektrochemie Energie 15% 0% 0% 72% 13% 100% Steine 5% 22% 57% 16% 0% 100% prod. G. & I. 22% 23% 22% 28% 3% 98% Bauwesen 30% 0% 16% 49% 5% 100% Handel 76% 0% 0% 8% 16% 100% Gastronomie 81% 0% 0% 11% 8% 100% Transport 53% 0% 0% 37% 10% 100% Dienstleist. 77% 5% 1% 11% 6% 100% öffentl. Bereich 75% 1% 4% 4% 16% 100% Tab. 6: Prozentuelle Endenergieanteile der Anwendungsbereiche an den Branchen Zur Elektrochemie ist hier anzumerken, daß diese nur einen sehr geringen Anteil des Industriesektors (nur ca. 2 % der Branche produzierendes Gewerbe und Industrie) ausmacht und deshalb nicht eigens dargestellt wurde. Diese Branchenanteile wurden mit den Grazer Anteilen verknüpft und ergeben somit folgende Endverteilung für Graz: Sektor öffentl. Bereich Kleinverbr. Industrie Raumwärme 75% 78% 25% Prozesswärme 5% 1% 39% Mechanische Energie 4% 9% 31% Beleuchtung/ADV 16% 12% 5% Summe 100% 100% 100% Tab. 7: Prozentuelle Endenergieanteile der Sektoren der verschiedenen Anwendungsbereiche Zu diesen Werten ist anzumerken, daß es sich hier nur um eine grobe Abschätzung zur Orientierung handelt. Dies deshalb, weil von einer österreichweiten Statistik Werte übernommen wurden und nur mengenmäßig an die Grazer Verhältnisse angepaßt wurden

19 Referenzentwicklung Durch diese prozentuelle Aufteilung der Endenergie können nun die Potentiale und Maßnahmen der einzelnen Anwendungsbereiche besser abschätzt bzw. die bestehenden Abschätzungen aus anderen KEK-Berichten übernommen werden. 3 Referenzentwicklung Die in Tab. 8 dargestellte Referenzentwicklung des Energieeinsatzes 7 geht von der Beschäftigungsprognose 8 und einem gleichbleibenden Energieeinsatz pro Beschäftigten 9 aus. Branche Energie Steine prod. G. & I Bauwesen Handel Gastronomie Transport Dienstleistungen Öffentlicher Bereich Gesamtergebnis Tab. 8: Referenzentwicklung des Energieeinsatzes in TJ für Industrie und Gewerbe bzw. öffentlichen Bereich - Stützjahre: 1993, 2000 und 2010 Diese Referenzentwicklung geht somit von einem Zuwachs von 1193 TJ von 1993 bis 2010 aus. Dies entspricht in der Summe einer Steigerung von 10 %, bezogen auf Die Referenzentwicklung wurde mit konstanten Energieeinsätzen pro Beschäftigten berechnet, sie gilt deshalb als obere Grenze des Energieeinsatzes und stellt 7 Ahamer, Gilbert, O.A., 1995a 8 Simetzberger, Eberhard, Ronald,

20 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich nicht den Trend dar. Weitere Effizienzsteigerungen sind daher in allen Bereichen möglich und wahrscheinlich. Die Zahlen für das Jahr 1993 wurden ebenso wie die hier nicht dargestellten Daten für das Jahr 1987 nicht aus Erhebungen ermittelt, sondern mit Kennzahlen aus einer österreichweiten Studie 10 hochgerechnet. Durch den Abgleich dieser Daten mit den realen Verbrauchswerten ergaben sich zwischen den Jahren 1987 und 1993 unrealistische Energieverbrauchssteigerungen. Diese rein rechnerischen Zuwachsraten werden deshalb im folgenden Bericht nicht dargestellt. Branche Energie 100% 93% 85% Steine 100% 93% 85% prod. G. & I. 100% 93% 85% Bauwesen 100% 98% 96% Handel 100% 105% 111% Gastronomie 100% 109% 120% Transport 100% 110% 123% Dienstleistungen 100% 110% 123% Öffentlicher Bereich 100% 110% 123% Gesamtergebnis 100% 105% 110% Tab. 9: Referenzentwicklung des Energieeinsatzes für Industrie und Gewerbe bzw. öffentl. Bereich - Stützjahre: 1993, 2000 und 2010 relativ zu 1993 Die durch die verschiedenen Beschäftigungsentwicklungen in den einzelnen Bereichen vorgegebene Strukturänderungen in Graz ist auch in der prozentuellen Entwicklung des Energieeinsatzes für die einzelnen Bereiche deutlich erkennbar. Während der Energieeinsatz in den ersten 3 Bereichen von 1993 bis 2010 deutlich rückläufig ist, steigt er besonders im Dienstleistungsbereich und im öffentlichen Bereich, während dieses Zeitraumes um über 20 % an. Im Referenzszenario wurde der prognostizierte rechnerische Zuwachs an Kohle der Industrie und des Gewerbes auf Öl, bzw. des öffentlichen Bereiches zu 50 % auf Gas 10 Eberhard, Roland,

21 Referenzentwicklung und 50 % auf Fernwärme bereits einkalkuliert. Diese Tatsache ist bei der Interpretation der Ergebnisse unbedingt zu berücksichtigen. Branche Energie Steine prod. G. & I Bauwesen Handel Gastronomie Transport Dienstleistungen Öffentlicher Bereich Gesamtergebnis Tab. 10: Referenzentwicklung der CO 2 -Emissionen in Tonnen von Industrie und Gewerbe bzw. Gewerbe - Stützjahre: 1993, 2000 und 2010 Bei den nach der Referenzentwicklung berechneten CO 2 -Emissionen steigen diese für den Bereich Industrie und Gewerbe von 1993 bis zum Jahre 2010 um ca t (siehe Tab. 10). Es zeigt sich aber, daß im Unterschied zum Endenergieeinsatz, durch den Übergang auf CO 2 -ärmere Energieträger in vier Bereichen (Energie, Steine, produzierendes Gewerbe und Industrie und Bauwesen), bezogen auf 1993, schon in der Referenzentwicklung ein absoluter Rückgang der CO 2 -Emissionen zu erwarten ist. Insgesamt beträgt der Zuwachs jedoch ca. 9 %

22 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Branche Energie 100% 93% 85% Steine 100% 93% 85% prod. G. & I. 100% 93% 85% Bauwesen 100% 98% 96% Handel 100% 105% 111% Gastronomie 100% 109% 120% Transport 100% 110% 123% Dienstleistungen 100% 110% 122% Öffentlicher Bereich 100% 110% 122% Gesamtergebnis 100% 104% 109% Tab. 11: Referenzentwicklung der CO 2 -Emissionen von Industrie und Gewerbe - Stützjahre: 1993, 2000 und 2010 relativ zu 1993 Die in den Tabellen 8 bis 11 dargestellte Referenzentwicklung für die Industrie, Gewerbe und den öffentlichen Bereich stellt die Voraussetzung für die weiteren Abschätzungen und Berechnungen dar. 4 Maßnahmen und Potentiale Dieses Kapitel befaßt sich mit der Auslotung der Potentiale in den verschiedenen Anwendungsbereichen und der Erstellung von Maßnahmenkatalogen. Die Potentiale und Maßnahmen wurden dabei größtenteils aus bestehenden Berichten (Raumwärme, Strom etc.) übernommen. Für das Energiesparpotential gibt es verschiedene Definitionen, nämlich ob sich das Sparpotential auf den heutigen oder einen zukünftigen Basiswert bezieht auf welchen Anwendungsbereich es sich bezieht ob es sich um theoretische, technische, ökonomische oder reale Potentiale handelt

23 Maßnahmen und Potentiale Weiters ist hier das Nutzerverhalten noch nicht berücksichtigt, dieses sogenannte Nutzersparpotential unterteilt sich folgend: Technisches Nutzersparpotential durch optimalen Einsatz, Bedienung und Wartung Vermeidung von unnötigem Energieverbrauch (Vermeidungspotential) : Vermeidung von unnötigem Betrieb von Geräten und Anlagen Energiesparen durch Konsumverzicht (Verzichtspotential) Bezüglich der Realisierung von Energieeinsparpotentialen soll auf folgende Gesichtspunkte hingewiesen werden: 11 Große Transmissionsverluste: Die Verbesserung der Gebäudehülle wird im Industriebereich oft als nicht wirtschaftlich erachtet Die Dämmung von einzelnen Anlagen bzw. Leitungen: Punktuell gibt es hier oft relativ große Einsparpotentiale bei geringen Investitionskosten. Die Motivation der Mitarbeiter zum Energiesparen Betrieb eines BHKW: Parallele Nutzung von Strom und Wärme ist technisch sehr oft möglich und sinnvoll; die Amortisationszeiten liegen an der Grenze zur Wirtschaftlichkeit. Vielfach fehlende Zuständigkeiten für den Bereich Energie (keine organisatorische Eingliederung). Die Beleuchtung in den Betrieben ist noch nicht auf dem Stand der Technik Druckluft: Großes Potential, das vielfach schon allein durch bewußtseinsbil- dende Maßnahmen unter den Mitarbeitern ausgeschöpft werden kann. Leckage-Verluste oft größer als 30 %. Keine Abwärmenutzung, obwohl ca. 90 % der eingesetzten Energie in Wärme umgewandelt wird. Unsachgemäße Verwendung der Druckluft (z.b. für Reinigung oder Kühlung) Abwärmenutzung ist aufgrund der niedrigen Energiepreise oft nicht wirtschaftlich und wird daher größtenteils nicht durchgeführt, meist auch dann nicht, wenn Abwärme auf relativ hohem Temperaturniveau vorliegt (großes Potential). 11 Wohinz, Josef, W.,

24 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Die Maßnahmen wurden folgendermaßen gegliedert: 3.1 Raumwärme und Warmwasser 3.2 Maßnahmen um den Stromverbrauch zu reduzieren 3.3 Prozeßwärme 3.4 Kraft-Wärme-Kopplung 3.5 organisatorische Maßnahmen 3.6 Graue Energie - Optimierung der Stoffströme 4.1 Effizientere Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser Folgende Ausführungen wurden größtenteils dem Bericht Raumwärme 12 entnommen. Für Raumheizung und Warmwasser werden ca. 40 % des österreichischen Endenergieeinsatzes benötigt. Mit ca. 75 % im öffentlichen Sektor und 78 % im Gewerbe sowie 25 % in der Industrie stellt dieser Bereich das wichtigste Handlungsfeld dar. Jedoch ist die derzeitige Regelung der einschlägigen bautechnischen Richtlinien infolge der Länderkompetenzen durch eine hohe Inhomogenität gekennzeichnet. Die k-werte werden beispielsweise in mindestens 19 unterschiedlichen Vorschriften behandelt Moderne Regeltechnik Mit moderner Regeltechnik kann bei konstantem Komfort die Nachfrage nach Energiedienstleistungen reduziert werden. Damit ist die Vermeidung der Bereitstellung von nicht benötigten Energiedienstleistungen durch den Einsatz moderner Regeltechnik gemeint. Durch den Einsatz von Maßnahmen wie Wochen- oder Kalenderprogrammen soll die Energiedienstleistung an Wochenenden und an Feiertagen stark reduzieret werden. Konkrete Beispiele: Schaltuhren mit Wochenprogramm für die Warmwasserbereitung Einzelraumregelung für Gebäude in denen nicht alle Räume gleichzeitig genutzt werden (z.b. Schulen, Verwaltungsgebäude, Betriebe etc.) 12 Rohracher u.a.,

25 Maßnahmen und Potentiale Nacht- und Wochenendabsenkung bei der Raumheizung Nach Aussagen der Hersteller können moderne Regeltechniksysteme den Nutzenergiebedarf im Bereich regelbare Zentralheizungen um 25 % senken (Honeywell 1993). Eine durchschnittliche Endenergie- und CO 2 -Verminderung kann mit 8 % angegeben werden Optimierung der thermischen Gebäudeeigenschaften Im Zuge eines energetisch optimierten Bauens und Sanierens sind zwei Bereiche ins Kalkül zu ziehen: 1. Wärmedämmung, 2. Passive Sonnenenergienutzung Eine Verbesserung der thermischen Eigenschaften des Gebäudes wird durch eine Kombination vieler technischer Maßnahmen erreicht, wobei das Spektrum der Möglichkeiten für Althaussanierungen geringer als für den Neubaufall ist. Maßnahmen wie die Dämmung der obersten Geschoßdecke, der Fassade, der Kellerdecke und des Daches, Einbau von Wärmeschutzverglasungen, Einsatz von Speichermassen, Raumaufteilung nach Temperaturzonen, Kontrollierte Lüftung mit Luft- Luft-Wärmerückgewinnung etc. stellen nur die wichtigsten Möglichkeiten dar. Durch den Einsatz dieses Maßnahmenbündels kann der spezifische Nutzenergiebedarf eines Gebäudebestandes durch wirtschaftlich sinnvolle Sanierungen bezogen auf die Nutzfläche um 52 % reduziert werden 13. Längerfristig liegt das Reduktionspotential des spezifischen Nutzenergieeinsatzes - unter Berücksichtigung besonders energiesparender Neubauten - bei ca. 70 % Rohracher,

26 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Verbesserung der Heiz- und Warmwasseranlagen Damit wird eine Verringerung der Umwandlungsverluste Endenergie/Nutzenergie erreicht. Für diese Verbesserungen sind eine Reihe von technischen Maßnahmen notwendig: Kesseltausch Umstellung von Einzelofen auf Zentralheizungen Neuaustattung bzw. Optimierung in der Heizungsregelung Thermostatventile Dämmung der Heizungsrohre Rauchfangsanierung Trennung der Warmwasserbereitung vom Kessel (außerhalb der Heizperiode) Absenken der Boilertemperatur Stillegung der Zirkulationsleitungen in der Nacht Pufferspeicher für Solaranlagen, Festwertbrennstoffkessel und Wärmepumpen Niedertemperaturheizsystem Hydraulische Einregulierung Brennwertkessel Brennstoffwärmepumpe Durch den Einsatz dieses Maßnahmenbündels kann der Endenergiebedarf bezogen auf eine konstante Nutzfläche um ca. 20 % gegenüber einer Altanlage reduziert werden Fuel-Switching im Bereich Endenergie Darunter versteht man den Ersatz von Endenergieträgern mit hohen spezifischen CO 2 -Emissionen durch Endenergieträger mit niedrigen spezifischen CO 2 - Emissionen. Vor allem sind die elektrischen Widerstandsheizungen und die fossilen Brennstoffe durch Fern/Nahwärme, Holz und Erdgas zu ersetzen. Beim Einsatz dieses Maßnahmenbündels bleibt der Endenergiebedarf annähernd konstant, es ergibt sich aber ein großes CO 2 -Reduktionspotential

27 Maßnahmen und Potentiale 4.2 Maßnahmen um den Stromverbrauch zu reduzieren 14 Folgende Tabellen und Aussagen wurden dem Strombericht 1995 für Graz entnommen. Da der elektrische Strom mit 25 % der Endenergieverbräuche der drei Sektoren beteiligt ist sollte hier genauer auf diesen Bereich eingegangen werden. Mit folgenden Tabellen soll ein Überblick über den Stromverbrauch nach Nutzenergiearten in Graz gegeben werden. Verwendungsart Stromverbrauch in MWh Anteil Raumheizung % Dampferzeugung % Industrieöfen % Mechanische Arbeit % Fahrzeugmotoren % Beleuchtung / ADV % Elektrochemie % Summe % Tab. 12: Stromverbrauch nach Nutzenergiearten Graz 1991 für die Industrie, das Gewerbe und den öffentlichen Bereich Der hohe Anteil der mechanischen Arbeit mit 46 % und der Beleuchtung / ADV mit 27 % fällt in diesen Bereich auf. Tabelle 13 zeigt nun den Stromverbrauch aufgeteilt auf die Branchen bzw. Branchengruppen. Die Gruppen Papier /Glas/Chemie und Banken /öffentl.dienst, sind laut Tabelle 13 mit jeweils 22 % die größten Verbraucher. 14 Gross,

28 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Branchennr. Branchenbezeichnung Stromverbrauch MWh Anteil 1 Energieversorgung % 3 Holz / Textilien / Nahrungsmittel % 4 Papier / Glas % 5 Metall % 6 Bauwesen % 7A,7B Handel-Lagerung / Beherbergung- Gaststätten % 8 Verkehr % 9A,9B Banken-Versicherungen / öffentlicher Dienst % Summe % Tab. 13: Stromverbrauch der Branchen in Graz im Jahr Mechanische Arbeit Mit 46 % des Stromverbrauches ist der Bereich "Mechanische Arbeit", also der Betrieb von Elektromotoren, der mit Abstand größte Verbraucher. Dies umschreibt eine Vielzahl von Anwendungen; von Kühlgerätekompressoren über Werkzeugmaschinen, Pumpen, Lüftungssystemen, Aufzügen hin zu prozssorgesteuerten Antriebssystemen. Je nach Branche sind sehr unterschiedliche Einsatzzwecke gegeben. Entsprechend unterschiedlich erfolgt auch die Schätzung der Sparpotentiale bzw. deren Bandbreite. Es können hier zwei Bereiche unterschieden werden: 1.) Die Organisation des Produktionsablaufes, somit verbesserte Anlagenausnützung und Vermeidung von Leerlauf. Laut Gross 15 kann bis zu 60 % der elektrischen Energie durch die Optimierung des Arbeitsablaufes an Werkzeugmaschinen eingespart werden. Im Bereich von gewerblichen Kühlmöbeln können bis zu 55 % des Stromverbrauches eingespart werden (Kühlstellenregelung, verbesserte Kälteanlagen, Pflege/Wartung). 15 Gross u.a.,

29 Maßnahmen und Potentiale Anmerkungen zu Kühlanlagen 16 : Bei diesen Anlagen sind 10 %-ige Stromeinsparungen sogar durch folgende kostenlose Einsparmaßnahmen möglich. Ein Grad Temperaturerhöhung der Lagertemperatur bewirkt eine Einsparung von ca. 4 %. Gefrierräume sollten zwischen -20 C und -22 C, Kühlräume zwischen 0 C und 4 C nicht unterschreiten. Regelmäßige Reinigung des Verflüssigers gute Auslastung der Räume Bei gewerblichen Kühlanlagen kann ab ca. 10 KW Gesamtkälteleistung mit einer wirtschaftlichen Abwärmenutzung gerechnet werden. Hierfür muß allerdings das erzeugte Warmwasser auch genutzt werden können. Aus Sicherheitsgründen darf jedoch in diesem Bereich auf eine externe Kühlung nicht verzichtet werden. 2.) Durch technische Maßnahmen wie die Vermeidung der Überdimensionierung, die Anpassung an Arbeitsmaschinen, die Reduzierung der Verluste der Arbeitsmaschine und der mechanischen Übersetzung sind % des industriellen Stromverbrauches einsparbar. Durch eine Drehzahlregelung von Pumpen läßt sich ebenfalls ein erhebliches Sparpotential realisieren. Groß sind auch die Sparpotentiale bei Lüftungen, welche ca % des motorischen Stromverbrauches ausmachen. Die Reduktion des Luftstromes, Anpassung der Betriebszeiten an die Nutzungszeiten, Verringerung der Druckverluste in den Lüftungskanälen etc. sind weitere Möglichkeiten diese Potentiale auszunützen Beleuchtung / ADV Der zweitgrößte Stromverbraucher ist der Bereich Beleuchtung / ADV mit rund 27 % des Stromverbrauches. Dies ist vor allem darin zu sehen, daß in Graz der Anteil der Dienstleistungsbetriebe deutlich größer ist als der österreichische Durchschnitt. Der Löwenanteil ist hier der Beleuchtung zuzurechnen, weniger der Datenverarbeitung. Alleine durch den Übergang von Glühlampen auf Kompaktleuchstoffröhren mit elektronischen Vorschaltgerät lassen sich rund 80 % des Stromes einsparen. Die optimale 16 ASEW,

30 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Ausnützung des Tageslichts, Abschalten bei Nichtbenötigung, Anpassen der Beleuchtungsstärke an die Erfordernisse etc. stellen zusätzliche Maßnahmen zur Einsparung an elektischer Energie dar. 4.3 Prozeßwärme Mit 39 % im Industriesektor stellt die Prozeßwärme einen bedeutenden Anteil dar, der nun näher untersucht werden sollte. Die Prozeßwärme ist das komplexeste Gebiet und daher nur schwer zu behandeln. Es gibt einige Potentialabschätzungen der österreichischen Industrie und Abschätzungen aus verschiedenen anderen Ländern (BRD, Dänemark etc.). Im Bereich der Prozeßwärme, welche sowohl aus Dampfkesseln als auch aus Industriefeuerungen bereitgestellt wird, ist der wesentlichste Faktor für die Energieeinsparung durch die Verwendung "bester Technologien" gegeben. Die Verwendung sogenannter "bester Technologien" involviert sowohl energiesparende Verfahrenstechniken, als auch die optimale Auslegung, Regelung und Steuerung der verfahrenstechnisch notwendigen Anlagenkomponenten. Als weitere technologische Maßnahmen bei bestehenden Anlagen und Verfahren ist die umfassende Reduktion von Wärmeverlusten durch z.b. Dämmung von Rohrleitungen, sowie die Nutzung vorhandener Abwärmeströme zu sehen. Große Bedeutung im Umfeld der Abwärmenutzung besitzt dabei, im Sinne der optimalen Nutzung von Abwärme verschiedener Temperaturniveaus der Einsatz von Wärmepumpen. Z.B. unter Zuhilfenahme der "Pinch-Verfahren" ist es möglich, eine technische und ökonomisch optimale Anordnung von Wärmetauschern, Wärmekraftmaschinen und Wärmepumpen zur Wärmerückgewinnung zu ermitteln

31 Maßnahmen und Potentiale Beste verfügbare Technologie: Die Merkmale der "besten, verfügbaren Technologie" können folgendermaßen zusammengefaßt werden: Energie- und rohstoffsparende Verfahrenstechnik Anlagenoptimierung mit Prozeßintegration Optimierte Apparateauslegung Optimierte Regelung und Steuerung Auslegungsoptimierung von Nebenanlagenteilen Verminderung von Abstrahlverlusten durch Wärmedämmung Interne Recyclierung von Abfallstoffen Durch den Einsatz bester Technologien, Wärmepumpeneinsatz sowie intensive Nutzung der anfallenden Abwärmen, bzw. Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen sind laut Gaubinger 17 insgesamt bis zu 32 %-ige Einsparungen im Bereich der Industrie möglich. Im gewerblichen und öffentlichen Bereich sind ca. 9 % Einsparungspotential möglich Wärmepumpeneinsatz und int. bzw.ext. Verwendung von Abwärme Für den Einsatz von Wärmepumpen und die Abwärmenutzung intern oder extern kann das Einsparpotential mit insgesamt rund 8,9 % 18 des Endenergieeinsatzes angegeben werden, das wirtschaftliche Potential liegt bei ca. 6 %. In den energieintensiven Bereichen kann mit opimaler Abwärmenutzung 19 ein Potential bis zu 25 % eingesetzt werden. In Graz kann mit einem Abwärmepotential von ca. 30 GWh in der Industrie laut Umweltsachprogramm 20 gerechnet werden. 17 Gaubinger, Energiesparpotentiale für Österreich, Gaubinger, Wolfgang, Umweltsachprogramm,

32 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Am Beispiel der Abwärmenutzung der Marienhütte durch die Grazer Stadtwerke AG wird nun kurz ein erfolgreiches Abwärmenutzungsprojekt in Graz vorgestellt: Durch den Einbau eines Abhitzekessels wurden die Abwärmen des Abgasstromes der Stoßofenanlage genutzt und so konnten seit April 1993 ca MWh ins Fernwärmenetz eingespeist werden 21. Die prozentuellen Einsparpotentiale für die Prozeßwärme, bezogen auf das Basisjahr 1993, sind in der Tabelle 14 zusammengefaßt dargestellt. Branche beste Technik org. Maßnahme WP und Abwärme-nutzung Summe Energie 8 % 3 % 6 % 17% Steine 29 % 3 % 7 % 39 % prod. G. & I. 22 % 3 % 12 % 37 % Bauwesen 25 % 3 % 10 % 38 % Handel 9 % 3 % 6 % 18 % Gastronomie 9 % 3 % 6 % 18 % Transport 9 % 3 % 6 % 18 % Dienstleistungen 9 % 3 % 6 % 18 % öffentl. Bereich 9 % 3 % 6 % 18 % Gewerbe gesamt: 18% Öffentlicher Bereich gesamt: 18% Industrie gesamt: 30% Tab. 14: Basisjahrpotentiale der Prozeßwärme für 2010 bezogen auf 1993, Quelle: Gaubinger, W Für die Bereiche Steine und Erden, produzierendes Gewerbe und Industrie, und Bauwesen stammen die Zahlen aus Gaubinger Amt für Umweltschutz, KEK Bericht Nr. 5,

33 Maßnahmen und Potentiale Laut Tabelle 14 ergeben sich somit beachtliche Einsparpotentiale im Bereich der Prozeßwärme für das Gewerbe und den öffentlichen Bereich von 18 % und in der Industrie von 30 % Verfahrenstechnische Prozesse Anhand einiger Beispiele aus der Verfahrenstechnischen Industrie soll nun ein näherer Einblick in die verschiedenen prinzipiellen Energiesparmöglichkeiten einiger verschiedener Branchen gegeben werden 22 Bei verfahrenstechnischen Prozessen gibt es eine Unzahl von vernetzten Parametern, man kann aber prinzipiell drei Systemgruppen unterscheiden: Chemische Umwandlung Rohmaterialien werden in Endprodukte umgewandelt besteht aus Reaktoren, Destillationskolonnen, Extraktoren, Trocknern etc. Wärmerückgewinnung un Wärmeversorgung Bei den einzelnen Prozeßschritten muß oft Wärme zu- oder abgeführt werden. Durch das Zusammenschalten von heißen und abkühlenden Prozeßströmen in Wärmetauschern wird das Wärmerückgewinnungspotential des Prozesses genutzt. Energieversorgung Dazu gehören im allgemeinen eine mit Öl oder Gas betriebene Kesselanlage zur Erzeugung von Dampf und Kompressoren zur Erzeugung von Druckluft, wie ters Kälteanlagen, Wärmepumpen, Gasturbinen, Dieselgeneratoren etc. Diese drei Teilsysteme liefern elektrische und mechanische Energie für den Prozeß und Wärmeenergie in Form von heißen und kalten Betriebsmitteln. Primärenergieeinsparungen sind bei verfahrenstechnischen Prozessen durch folgende generelle Maßnahmen möglich: - Reduzierung der äußeren Exergieverluste - Reduzierung der inneren Exergieverluste 22 Halozan, Hermann,

34 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich - Reduzierung des Energiebedarfs für Kraftzwecke - Energie- und rohstoffmäßige Nutzung von Abfällen - Energieeinsparungen durch verfahrenstechnische Maßnahmen - sonstige Maßnahmen Reduzierung der äußeren Exergieverluste Durch Reduzierung von Abgasen, Abwässern, Konvenktion und Strahlung hochtemperierter Oberflächen, etc. Eine weitgehende inner- oder außerbetriebliche Nutzung von Verlustwärmen durch z.b. Heizung benachbarter Objekte, Aufbereitung von Brauchwasser, Kraft-Wärme-Kopplung mit Elektrizitätseinspeisung ins öffentliche Netz. Maßnahmen zur Verringerung des Exergieverlustes: - Verwendung hochwertiger Isoliermaterialien (für Rohrleitungen und Anlagen) - Intensive Nutzung aller Abwärmen, Abgase und Produktionsabwässer - Substitution von Verbrennungsprozessen (Wärmerecycling) - Niedertemperatur-Wärmepumpen zur Warmwasseraufbereitung (Produktionswasser, Raumheizung, etc.) - Kraft-Wärme-Kopplung mit elektr. Einspeisung ins öffentliche Netz - Reduzierung des Energiebedarfes bei Trocknungsprozessen durch : Vermeid. von Frischlufttrocknung Vorwärmen der Zuluft durch Abwärmenutzung - Einsatz von Gasturbinen bei Trocknungsprozessen, GT-WKK - Reduzierung der Wärmeverluste der Hallen Reduzierung der inneren Exergieverluste durch folgende Maßnahmen: - weitgehende Substitution bestehender Verbrennungsprozesse durch intensive Abwärmenutzung - Rationalisierung der Produktionsabläufe und Verfahrenstechniken: - Verbesserung der Wärmeübertragungsvorgänge (z.b. durch Rührwerke etc.)

35 Maßnahmen und Potentiale - Verringerung der Stillstands- und Warmhaltezeiten bei Industrieöfen - zeitoptimale Beschickung der Anlagen - Für die Gebäudebeheizung sollte nur Warmwasser verwendet werden (kein Dampf oder Heißwasser) - Einsatz von Prozeßrechnern zur Erhöhung der Produktionsmengen und Reduzierung des spezifischen Energieverbrauches Reduzierung des Energiebedarfes für Kraftzwecke Durch Vermeidung von : - überdimensionierten Pumpen und Gebläse - Falschluftanteile bei Saugzuggebläsen etc. - zu klein dimensionierten Rohrleitungen und Luftkanälen - Mengenregelung durch Drosselorgane (besser drehzahlger. Pumpen etc.) - diskontinuierliche Fahrweise - unnötig hohe Mengen an Produktions, Wasch- und Kühlwässern - pneumatische Förderanlagen (besser mech. Anlagen oder mit drehzahlger. Gebläse) - Anlagen mit ungenügender Blindstromkompensation Energie- und rohstoffmäßige Nutzung von Abfällen Durch die prozeßtechnische Nutzung von Abfällen innerhalb eines Betriebes (Abfallverfeuerung und Rohstoffrückgewinnung) reduziert sich einerseits der Energiebedarf und es entsteht ein volkswirtschaftlicher Nutzen durch z.b. Einsparung der Aufbereitungsenergie. Verfahrenstechnische Maßnahmen Damit sind potentiell größere Mengen an Energie einzusparen als durch Energierückgewinnung. Es sollten Prozeßtechnologien mit einem günstigeren spezifischen Energiebedarf in Zukunft eingesetzt werden. Diese Maßnahmen sind jedoch zumeist nur bei Neuanlagen wirtschaftlich

36 Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich 4.4 Kraft-Wärme-Kopplungen Viele Betriebe brauchen Kraft und Wärme, aber oft nicht in dem Verhältnis und in dem zeitlichen Profil, wie sie von Industriekraftwerken bereitgestellt werden. Oft wird deshalb nur Prozeßwärme im Betrieb erzeugt und Strom zugekauft. Hier sollten im Zuge der Erneuerung der Dampfkesselanlagen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen zum Einsatz kommen. Die kombinierte Erzeugung thermischer und elektrischer Energie im Kleinabnehmerbereich (Hallenbäder, Krankenhäuser, Wohnbauten, Supermärkten, Kläranlagen, Kasernen, öffentl. Gebäuden etc.) sind heute noch unüblich. Die Weiterentwicklung der BHKW-Technik für diese Anwendungsbereiche der letzen Jahre hat aber eine gute Voraussetzung für einen zukünftig verstärkten Einsatz geschaffen. Besonders BHKW in Verbindung mit Absorptionskältemaschinen (Büros, Krankenhäuser, Kaufhäuser, etc.) bieten sich heute als geeignete Einsatzbereiche an. Diese Anlagen erzeugen im Winter Wärme, im Sommer indirekt Kälte und kommen so auf 7000 Jahresbetriebsstunden. Somit wird die Wirtschaftlichkeit dieser Anlagen auch erreicht. Bei den Krankenhäusern ist eine ununterbrochene Stromversorgung (USU) immer vorzusehen. Hier kann das BHKW als Notstromaggregat fungieren und stellt somit auch eine Investitionseinsparung dar. Im Industriebereich sollte eine Dimensionierung nach dem Strombedarf vorgenommen werden, da die Heizwärme betriebswirtschaftlich eine untergeordnete Rolle spielt. Bei der Anlagenkonzeption ist darauf zu achten, daß das BHKW in erster Linie den Prozeßwärmebedarf mit geringem Temperaturniveau (< 100 C) versorgt. Leistungsbereich und Lebensdauer: Der übliche Leistungsbereich liegt bei 0,5 bis 3 MW el -Anlagen mit ca. 15 bis 20 Jahren Nutzungsdauer Energiesparpotential KWK: Dieses wurde bisher nur teilweise untersucht und quantifiziert

37 Maßnahmen und Potentiale Für den Bereich Industrie gehen Schätzungen über Einspeisepotentiale von rund 1000 MW el für Österreich aus. Für Graz ergab eine neue Studie 23, die im Oktober als eigener KEK - Bericht publiziert wird, zur Potentialabschätzung von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen folgende Ergebnisse: Ausgangsmenge der Potentialabschätzung: Als Ausgangsmenge für die Potentialabschätzung werden alle Erdgasverbraucher in Graz herangezogen. Die Potentiale für die Ölverbraucher werden im Bericht von Reiner 23 nur grob abgeschätzt und sind zur Zeit noch nicht bekannt. Deshalb wird das KWK-Potential auch bei den Szenarien nicht eigens berücksichtigt. Ausgangsmenge: Erdgasverbraucher in Graz 1993 Gesamtverbrauch: 1066,8 GWh Verbr. 553,2 [GWh] Ferngas 48% 12 Verbr. 513,6 [GWh] 1066,8 GWh Stadtwerke 52% Abb. 8: Erdgasverbraucher in Graz 1993 Die Menge von Erdgasverbrauchern mit einem Gesamtverbrauch von 1066,8 GWh Erdgas ist die Ausgangsmenge für die weiteren KWK-Potentialabschätzungen. Durch die Verwendung der bestimmenden Kriterien für die Anwendbarkeit von KWK- Technologien, reduziert sich die Ausgangsmenge um jene Gasabnehmer, die diesen Kriterien nicht entsprechen. So verkleinert sich die Ausgangsmenge schrittweise zum Endpotential. 23 Rainer,