Energie und Kosten sparen durch moderne Beleuchtung in Industrie und Gewerbe.

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1 Dr. Martin Streibel Energie und Kosten sparen durch moderne Beleuchtung in Industrie und Gewerbe. Potsdam, 3. November 2010

2 Agenda. Vorstellung der Deutschen Energie-Agentur GmbH (dena) und der Initiative Energieeffizienz. Politische, rechtliche und wirtschaftliche Rahmenbedingungen. Effizienz von Beleuchtungssystemen. Kosten senken durch energieeffiziente Beleuchtung. Anwendungsbeispiele. 2

3 Die Gesellschafter der Deutschen Energie-Agentur. dena Bundesrepublik Deutschland 50% KfW Bankengruppe 26% Vertreten durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Einvernehmen mit: Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung Allianz SE Deutsche Bank AG DZ BANK AG 8% 8% 8% Geschäftsführung Stephan Kohler Vorsitzender Andreas Jung 3

4 Der Aufsichtsrat der dena. Aufsichtsratsvorsitzender: Brüderle, Rainer, Bundesminister für Wirtschaft und Technologie Stellv. Aufsichtsratsvorsitzender: Dr. Nawrath, Axel, Vorstandsmitglied KfW Bankengruppe Aigner, Ilse, Bundesministerin für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Dr. von Heydebreck, Tessen, Vorstandsvorsitzender Deutsche Bank Stiftung Jung, Karl Ralf, Managing Partner Allianz Capital Partners GmbH Dr. Kloppenburg, Norbert, Vorstandsmitglied KfW Bankengruppe Macke, Hans-Theo, Vorstandsmitglied DZ BANK AG Dr. Ramsauer, Peter, Bundesminister für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung Dr. Röttgen, Norbert, Bundesminister für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit 4

5 Die Kompetenz- und Handlungsfelder der dena. 5

6 Initiative EnergieEffizienz - Angebote und Inhalte. Dachmarken-Kommunikation mit Entscheidungsträger aus Politik, Verbänden und Wirtschaft. Information, Motivation, Beratung und Service zu Technologien, Kauf- und Nutzerverhalten und Wirtschaftlichkeit für private Haushalte. Themen: Energieeffizienter Haushalt Haushaltsgeräte I&K-Technik (TV, PC & Co.) Beleuchtung Warmwasser/ Heizungspumpe Information, Motivation, Beratung und Service zu Technologien, Systemen und Wirtschaftlichkeit für Industrie & Gewerbe. Themen: Energiemanagement Querschnittstechnologien. (Druckluft, Pumpen, Lufttechnik, Kältetechnik, Förderung) Prozesswärme Beleuchtung Information, Motivation, Beratung und Service zu Technologien, Nutzerverhalten, Wirtschaftlichkeit und Beschaffung für Dienstleistungsunternehmen und öffentliche Einrichtungen. Themen: Energiemanagement Lüftung und Klimatisierung (Straßen-)Beleuchtung Bürogeräte, Rechenzentren Mitarbeitersensibilisierung Broschüren, Leitfäden, Handbücher, Auswahlhilfen, Datenbanken, Tools, Internet, Fachveranstaltungen, Schulungen, Aktions-/ Beratungstage, Ausstellungen, Wettbewerbe, Auszeichnungen, Referenzprojekte, Pressearbeit, Mediaschaltungen, Hotline, Mailings, Newsletter, Netzwerke, Umfragen, Marktanalysen. 6

7 Initiative EnergieEffizienz - Eine Partnerschaft für Energieeffizienz. Förderer der Initiative: Die Initiative EnergieEffizienz wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie. Partner der Initiative: Teilkampagnenmodule werden durch Unternehmen und Verbände mitfinanziert, z.b.: Projekte Leuchttürme energieeffizienter Pumpensysteme Energy Efficiency Award 2010 Energieberaterbroschüre Industrie & Gewerbe Lotse Kommunale Straßenbeleuchtung Beschaffung Green IT Kooperationspartner Grundfos, Sulzer, Wilo Deutsche Messe, DZ Bank KfW ZVEI, Forum Contracting Intel, Fujitsu, Microsoft 7

8 EnergieEffizienz lohnt sich. Aus vielen Gründen: Klima- und Umweltschutz Verordnungen und Gesetze Risiko steigender Energiepreise minimieren Image Betriebskosten senken Es gibt viele gute Gründe, die Energieeffizienz zu einem lohnenswerten Vorhaben machen. Welche Gründe hat Ihre Institution, sich mit Energieeffizienz zu beschäftigen? 8

9 Politische, rechtliche und wirtschaftliche Rahmenbedingungen.

10 Die energiepolitischen Ziele der Bundesregierung (I). Mit ihrem Energiekonzept formuliert die Bundesregierung Leitlinien für eine bis 2050 reichende Gesamtstrategie, die den Weg in das Zeitalter der erneuerbaren Energien beschreibt. Zentrale Zielsetzungen und Maßnahmen: Reduktion der Treibhausgasemissionen bis 2020 um 40% und bis 2050 um 80% (ggü. 1990). Senkung des Primärenergieverbrauchs um 20% bis 2020 und um 50% bis 2050 (ggü. 2008) sowie Ausschöpfung der Effizienzpotenziale in privaten Haushalten und im öffentlichen Bereich. Steigerung der Energieproduktivität um durchschnittlich 2,1% pro Jahr. Reduktion des Wärmebedarfs um 20% bis 2020 und um 80% bis Verdopplung der energetischen Sanierungsrate auf 2% zur Erreichung eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestands bis

11 Die energiepolitischen Ziele der Bundesregierung (II). Reduktion des Stromverbrauchs um 10% bis 2020 und um 25% bis 2050 (ggü. 2008). Elektrofahrzeuge in Deutschland: 1 Million bis 2020, 5 Millionen bis Steigerung des Anteils der erneuerbaren Energien am Bruttoendenergieverbrauch auf 18% bis 2020 und auf 60% bis Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien am Bruttostromverbrauch: 35% bis 2020 und 80% bis ca. 30% des Stromverbrauchs wird importiert. Beschleunigung des Ausbaus der Offshore-Windleistung auf 25 GW bis 2030 sowie Ausbau der Netzinfrastruktur (Nord-Süd-Trassen). Verlängerung der Laufzeiten von Kernkraftwerken um bis zu 14 Jahre. 11

12 Ökodesign-Richtlinie Beleuchtung im tertiären Sektor. Festlegung von Mindestanforderungen für Leuchtstofflampen ohne integriertes Vorschaltgerät und Hochdruckentladungslampen insbesondere für die Lichtausbeute, den Lampenlichtstromerhalt und den Lampenüberlebensfaktor. Festlegung von Mindestanforderungen an die Energieeffizienz von Vorschaltgeräten und Leuchten. Festlegung von Anforderungen zur Produktkennzeichnung für Leuchten. Dynamische Ausgestaltung: Gestufte Grenzwerte, Verschärfung der Anforderungen drei und acht Jahre nach Inkrafttreten der Durchführungsmaßnahme. 12

13 Das Aus für ineffiziente Leuchtmittel. Ineffiziente Leuchtmittel dürfen nach und nach nicht mehr in Verkehr gebracht werden. Restbestände dürfen weiter genutzt werden. Neu in Verkehr gebrachte Vorschaltgeräte müssen ebenfalls strengere Vorgaben erfüllen. Bei der Erneuerung von Leuchten ist darauf zu achten, dass sie für den Einsatz effizienter Vorschaltgeräte geeignet sind. 13

14 Effizienzpotenziale im Industriesektor. Quelle: Studie Kosten und Potenziale zur Vermeidung von Treibhausgasen in Deutschland, 2007 (McKinsey & Company, Inc. im Auftrag von BDI Initiativ Wirtschaft für Klimaschutz AG Industrie) 14

15 Wesentliche Instrumente für Energieeffizienz. Energieeffizienz Ordnungspolitik Förderung Marktinstrumente gesetzliche Anforderungen zur Energieverbrauchskennzeichnung Mindestenergieeffizienzstandards für energiebetriebene Produkte KfW-Programme für energieeffizientes Bauen und Sanieren Förderung von Energieberatung und investiven Maßnahmen in KMU Schaffung von Markttransparenz Informations- und Beratungsangebote Entscheidungshilfen f. Produkte + Systeme Qualifizierung von Fachleuten 15

16 Effizienz von Beleuchtungssystemen.

17 Verbrauch in Twh/Jahr Energieverbrauchswerte für Industrie, Gewerbe, Handel und Dienstleistung 2007 in Deutschland Industrie Gewerbe, Handel, Dienstleistung mechanische Energie ,3 Beleuchtung 11,4 32 Warmwasser 6,5 34,2 sonstige Prozesswärme 446,9 70 Raumwärme 55,3 150 Quelle: BMWi 2008 Endenergieverbrauch nach Anwendungsbereichen 17

18 TWh pro Jahr Stromverbrauch 2007 in stationären Anwendungen nach Sektoren Industrie Gewerbe, Handel & Dienstleistung Haushalte Raumwärme 0,8 8,1 17,1 Prozesswärme 58,6 20,4 27,7 Information und Kommunikation 9, ,5 Beleuchtung 11,4 31,8 11,4 mech. Energie 154,7 71,6 61,1 Quelle: BMWi 2008 Endenergieverbrauch nach Anwendungsbereichen 18

19 Hebel für Energieeffizienz in der Beleuchtung. Elektr. Energie Eingangsseite Lichtquellen Treiberelektronik Steuerungssysteme thermisches Management Lichtlenkende Optik Verkabelung Gehäuse Ausgangsseite Lichtstrom der Leuchte Leuchtdichte oder Beleuchtungsstärke auf der Arbeitsfläche Farbwiedergabe und Farbtemperatur weitere Einflussfaktoren gesellschaftliche und politische Diskussionen Klimawandel Einflussfaktoren Reflexionsgrad der raumbegrenzenden Flächen (Wände, Boden ) Reflexionsgrad der Fahrbahn subjektive Anwenderbewertung Quelle: Uni Darmstadt 19

20 Energieeffizienz von Leuchten. Die Energieeffizienz einer Leuchte ist das Produkt der Effizienz ihrer Bauteile. Effizienz des Leuchtmittels: Lichtausbeute in lm/w. Effizienz der Leuchte: Leuchtenwirkungsgrad in %. Effizienz des Vorschaltgeräts: Wirkungsgrad des Vorschaltgeräts in %. Ein effizientes System besteht demnach aus einem effizienten Leuchtmittel, einer effizienten Leuchte und einem effizienten Vorschaltgerät. 20

21 Lichttechnische Einheit: Lichtausbeute. Die Lichtausbeute gibt die Effizienz einer Lampe an: Wie viel der eingesetzten elektrischen Leistung wird in Licht umgesetzt. Einheit: Lumen pro Watt [lm/w]. Quelle: EnergieAgentur.NRW 21

22 Lumen/Watt Technologiestand Lichtausbeute im Verlauf der Zeit. Bei LEDs werden noch erhebliche Effizienzsteigerungen erwartet. Entwicklungsfortschritt in den nächsten 3-5 Jahre: ~ 150 lm/w. Quelle: Philips 22

23 Effizienz von Leuchten. Die Effizienz unterschiedlicher Leuchten ist stark abhängig von der jeweiligen Beleuchtungssituation. Es ist daher nicht möglich, pauschal Aussagen zur Effizienz zu treffen. Ziel sollte es sein, eine möglichst gute, gleichmäßige Ausleuchtung mit geringer Blendung zu erreichen. Beispiel für ineffiziente Beleuchtungssituation Beispiel für effiziente Beleuchtungssituation 23

24 Effizienz von Vorschaltgeräten. Für den Betrieb von Leuchten kommen unterschiedliche Vorschaltgeräte in Frage. Dabei bestehen erhebliche Unterschiede bei der Effizienz. Elektronische Vorschaltgeräte (EVG) betreiben die Lampe bei einigen Hertz. Verlustarmes Vorschaltgerät (VVG) sind eine Weiterentwicklung der KVG. Die VVG zeichnen sich durch eine geringere Verlustleistung aus. Konventionelle Vorschaltgeräte (KVG) betreiben die Lampe bei 50-Hertz. KVGs benötigen zusätzlich einen Starter. Energieeffizienz steigt 24

25 Tageslichtnutzung. Das effizienteste Licht ist Sonnenlicht. Zusätzlich zu einer Optimierung der Kunstlichterzeugung sollte daher auch das Tageslicht optimal genutzt werden. Lichtlenkende Jalousien, Oberlichter oder sogenannte "Solar- Röhren" sorgen für einen maximalen Tageslichtanteil. Lichtsensoren mit regelbaren Vorschaltgeräten (Regel-EVG) sorgen dafür, dass nur die zusätzlich zum Tageslicht benötigte Kunstlichtmenge zur Erzielung der notwendigen Beleuchtungsstärke erzeugt wird. 25

26 Einsparpotenzial im Bereich Bürobeleuchtung. 26

27 Anwendungsgebiete. Unterschiedliche Arbeitssituation stellen unterschiedliche Anforderungen an die Beleuchtung. Grobe Differenzierung für die Beleuchtung von Industrieanlagen: Produktionshallen Werkstätten Lagerhallen Außenbeleuchtung Je nach Art der verrichteten Arbeit muss bei der Beleuchtung weiter differenziert werden. Sowohl die Beleuchtungsstärke in Lux als auch die Farbwiedergabe in Ra müssen dabei genormte Vorgaben erfüllen (EN ). 27

28 Beispiel für die Anforderungen an die Beleuchtung. Chemische Industrie, Kunststoff- und Gummiindustrie Verfahrenstechnische Anlagen mit Fernbedienung Verfahrenstechnische Anlagen mit gelegentlichen manuellen Eingriffen Ständig besetzte Arbeitsplätze in Verfahrenstechnischen Anlagen Präzisionsmessräume, Laboratorien Geforderte Beleuchtungsstärke nach EN lux Ra = lux Ra = lux Ra = lux Ra = 80 Farbprüfung lux Ra = 90 Geforderter Farbwiedergabeindex nach EN Zuschneiden, Nachbearbeiten, Kontrollarbeiten 750 lux Ra = 80 28

29 Kosten senken durch energieeffiziente Beleuchtung. Anwendungsbeispiele.

30 Sensibilisierung für energieeffiziente Beleuchtung. Warum lohnt es sich, beim Kauf einer Beleuchtungsanlage auf Energieeffizienz zu achten? Es gibt deutliche Unterschiede im Stromverbrauch zwischen den einzelnen Leuchtmitteln, Leuchten und Vorschaltgeräten. Es gibt eine große Anzahl von Lampen in Betrieben, so dass sich die Kosten summieren. Über die Lebenszeit der Lampe betrachtet nehmen die Anschaffungskosten eine untergeordnete Rolle gegenüber den Stromkosten ein. Investitionen in effiziente Beleuchtungssysteme sind in der Regel sehr wirtschaftlich, oftmals mit zweistelligen Kapitalrenditen. 30

31 Wirtschaftlichkeitsvergleich von Glühlampen und ESL. Konventionelle Glühlampe Leistung: 60 Watt Lebensdauer: h Kaufpreis: 0,5 / Lampe 10 Lampen benötigt Stromverbrauch: 10*1000 h * 60 W = 600 kwh Stromkosten: 72,00 (12 ct/kwh) Gesamtkosten: 77,00 Energiesparlampe Leistung: 11 Watt Lebensdauer: h Kaufpreis: 10 1 Lampe benötigt Stromverbrauch: h * 11 W = 110 kwh Stromkosten: 13,20 (12 ct/kwh) Gesamtkosten: 23,20 Ersparnis: 53,80 31

32 Beleuchtungsoptimierung - ThyssenKrupp Steel AG. Energieeffizienzmaßnahmen: Austausch Quecksilberdampf-Leuchtmittel (152 Leuchten je 700 W) gegen Natriumdampf- Hochdruckleuchtmittel (72 Leuchten je 400 W und 72 Leuchten je 250 W). Reduzierung der Leuchtenzahl bei höherer Nennbeleuchtungsstärke. Ersetzen alter Tiefstrahler durch Hallenspiegelleuchten. Einsatz chipbasierter elektronischer Vorschaltgeräte für Hochdruckleuchtmittel. Tageslichtabhängiges automatisches Dimmen der Leuchten. Computergesteuerte Anpassung der Beleuchtung an wechselnde Anforderungen im Betrieb. Energiekosteneinsparung: /Jahr Stromeinsparung: kwh/jahr Prozentuale Stromeinsparung: 68% CO 2 -Reduzierung: 448 t/jahr Investitionen: Kapitalrendite: 73% 32

33 Beleuchtungsoptimierung - PMG. Energieeffizienzmaßnahmen: Neue Leuchten mit Reflektoren aus hochreflektierendem Aluminium. Ausrüstung der Leuchten mit elektronischen Vorschaltgeräten mit geringerer Leistungsaufnahme des Gesamtsystems (Vorschaltgerät und Lampe) im Vergleich zu den vorher installierten Komponenten. Tageslichtabhängige Regelung der Beleuchtung, teils ergänzt durch eine bewegungsabhängige Dimmung. Energiekosteneinsparung: /Jahr Stromeinsparung: kwh/jahr Prozentuale Stromeinsparung: 72% CO 2 -Reduzierung: 364 t/jahr Investitionen: Kapitalrendite: 55% 33

34 Bedarfsoptimierte Beleuchtung einer Schulsporthalle. Energieeffizienzmaßnahmen: Umrüstung der statischen Beleuchtungstechnik auf eine abgestufte, tageslichtabhängige und bedarfsoptimierte Beleuchtungsregelung. Einsatz von Rasterleuchten mit T8-Lampen. Energiekosteneinsparung: ca /a Stromeinsparung: kwh/jahr Prozentuale Stromeinsparung: 75% CO 2 -Reduzierung: ca. 40 t/a Investitionen: Kapitalrendite: 18% 34

35 Einsparcontracting in der Straßenbeleuchtung- Dormagen. Energieeffizienzmaßnahmen: Austausch von veralteten Lampen durch Natriumdampfhochdrucklampen. Ausstattung der Schaltstellen mit Spartransformatoren zur Stufenlosen Spannungsabsenkung. Austausch von Vorschaltgeräten. Leistungsreduzierter Betrieb der Leuchten (80% zwischen 20 und 22 Uhr; 50% zwischen 22 und 6 Uhr). Energiekosteneinsparung: /a Stromeinsparung: kwh/a Prozentuale Stromeinsparung: 45% CO 2 -Reduzierung: 826 t/a Investitionen: (durch den Contractor) Vertragslaufzeit: 5 Jahre, die Anlage verbleibt im Besitz der Kommune. 35

36 Kontakt: Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena) Energiesysteme und Energiedienstleistungen Chausseestr. 128a, Berlin Dr. Martin Streibel Tel. +49 (0)

37 EnergieEffizienz lohnt sich.