Energieeffizienz in Industrie und Gewerbe von der Erzeugung bis zum Verbraucher
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1 Energieeffizienz in Industrie und Gewerbe von der Erzeugung bis zum Verbraucher Vor dem Hintergrund hoher Energiepreise sowie den Anforderungen des Klima- und Umweltschutzes ist die Bedeutung des Faktors Energie in Industrie- und Gewerbebetrieben stark gestiegen. Energieeffizienz bedeutet hierbei die eingesetzten Energien von der Bereitstellung bzw. Erzeugung im Betrieb bis zum letzten Verbraucher optimal zu nutzen und damit den Energieverbrauch und die Energiekosten zu vermindern. Energieeinsparpotenziale lassen sich am wirkungsvollsten und auf Dauer auf der Grundlage verlässlicher ganzheitlicher Energieeinsparkonzepte erschließen und umsetzen. Hierzu gehört eine solide Bestandserfassung und Analyse der Gesamtprozesse und der Querschnittstechnologien im Betrieb sowie ein Maßnahmenkatalog als roter Faden für die Umsetzung. Häufige Ausgangssituation in Betrieben Die Ausgangssituation in Industrie- und Gewerbebetrieben stellt sich häufig wie folgt dar: Die Betriebe sind über viele Jahre gewachsen. Die Energie-, Versorgungs- und Gebäudetechnik stimmt teilweise nicht mehr mit den aktuellen oder auch künftigen Anforderungen der Produktion und der Gebäudenutzung überein. Die Energie-, Versorgungs- und Gebäudetechnik in den Betrieben ist teilweise veraltet, weist technische Mängel- und Schwachstellen auf und / oder ist überdimensioniert. Teilweise besteht auch erheblicher Sanierungsbedarf. Der Energieverbrauch erscheint hoch oder ist nicht bewertbar. Die Energieverteilung ist z. B. mangels geeigneter Messeinrichtungen nicht oder nur eingeschränkt bekannt. Mögliche Einzelmaßnahmen zur Energieeinsparung sind bekannt oder wurden bereits umgesetzt. Ein Gesamtkonzept zur Energieeinsparung mit Maßnahmenkatalog, Bewertung der Einsparpotenziale und Prioritäten liegt in den meisten Betrieben nicht vor. In vielen Betrieben sieht die Unternehmensleitung ihre Handlungsschwerpunkte häufig ausschließlich in der Produktion. Der Energie-, Versorgungs- und Gebäudetechnik mit ihren Einsparpotenzialen wird untergeordnete Bedeutung beigemessen. Wie zahlreiche Untersuchungen zeigen, bestehen in vielen Industrie- und Gewerbebetrieben erhebliche Energieeinsparpotenziale, die bisher nicht ausgeschöpft werden. Nachfolgende Darstellung gibt beispielhaft einen Überblick zu Energieeinsparmaßnahmen, die bei einer ganzheitlichen Energieeffizienzanalyse von 12 mittelständischen Betrieben festgestellt wurden.
2 Gebäude 6% 7% 1% 4% 6% 4% 2% BWW Dampf Fernwärme Heizung Druckluft 12% 3% 17% Beleuchtung Kälte Prozesswärme Prozesskälte 2% 3% 8% 25% Lüftung Regenerative Antriebe / Maschinen Abwasser Bild 1: Aufteilung der in 12 Betrieben festgestellten Energieeinsparmaßnahmen auf Einzelbereiche (insgesamt 178 Maßnahmen) Die Energieeffizienzanalyse und das ganzheitliche Energieeinsparkonzept Anhand einer Energieeffizienzanalyse können in einem Betrieb bestehende Energieeinsparpotenziale systematisch aufgedeckt und bewertet werden. Dadurch erhält der Betrieb ein ganzheitliches Energieeinsparkonzept mit Maßnahmenkatalog, Bewertung und Prioritäten. Dieser kann vom Betrieb sukzessive umgesetzt werden. Nachfolgende Aufstellung gibt einen Überblick zu Zielen und Nutzen von ganzheitlichen Energieeinsparkonzepten. Energie und Kosten sparen (Hauptziel) Ziele Identifizierung von Einsparpotenzialen Identifizierung von Mängeln und Schwachstellen Optimierung und Anpassung der Infrastruktur und Versorgungstechnik durch ganzheitliche Betrachtung
3 Kenntnis der Energieeinspar- und Optimierungspotenziale Nutzen Maßnahmenkatalog mit Bewertung und Prioritäten Sicherheit für Entscheidungen zur Umsetzung Bild 2: Ziele und Nutzen von Energieeinsparkonzepten Das ganzheitliche Energieeinsparkonzept und dessen Umsetzung können somit zur wirtschaftlichen Sicherung und Optimierung des Betriebes beitragen. Zugleich leistet der Betrieb damit einen Beitrag zu Ressourcenschonung, Luftreinhaltung und Klimaschutz. Dies kann ein Unternehmen auch zur Verbesserung seines Unternehmens- und Produktimages nutzen. Die Vorgehensweise bei der Erstellung und Umsetzung eines ganzheitlichen Energieeinsparkonzeptes zeigt die nachfolgende Abbildung.
4 Bestandsaufnahme Analyse Module Vorhandene Anlagentechnik Aufbau, Auslegung, Zustand und Betrieb Lasten / Bedarf Benchmarking Energiezentrale Gebäudeheizung Warmwasser Einsparkonzepte Verbräuche und Verbrauchskosten Abwärmepotenziale Anforderungen der Produktion Weiterentwicklung des Werkes Messungen Schwachstellen Gebäude Aufbau, Zustand Zustands- und Funktionsbewertung Energieeffizienz Auslastung / Reserven Normen / Richtlinien Herstellerangaben Prozesswärme Raumlufttechnik, Prozessluft Kälte, Kühlwasser Druckluft Vakuum Regelungstechnische Maßnahmen Baulicher Wärmeschutz Organisatorische Maßnahmen Bewertung Energieeinsparung Kosten Wirtschaftlichkeit Maßnahmenkatalog mit Prioritäten Maßnahmenplanung und Umsetzung Bild 3: Vorgehensweise bei ganzheitlichen Energieeinsparkonzepten Grundlage des Energieeinsparkonzeptes ist eine Bestandsaufnahme vor Ort im Betrieb. Durch eine ganzheitliche Analyse aller wesentlichen Bereiche der Energie-, Versorgungsund Gebäudetechnik unter Berücksichtigung der Abhängigkeiten zur Produktion und Gebäudenutzung sowie zwischen den Systemen werden die Energieeinsparkonzepte für alle Bereiche herausgearbeitet und bewertet. Dabei werden Sofortmaßnahmen, die nahezu ohne Investition mit geringem Aufwand sofort umgesetzt werden können, wie z. B. manche regelungstechnischen Maßnahmen sowie investive Maßnahmen, deren Umsetzung mit gewissem Kapitaleinsatz verbunden ist, festgestellt. Bei der Maßnahmenausarbeitung und - bewertung sind, neben Energieeinsparung, Kosten und Wirtschaftlichkeit, auch ohnehin notwendiger Sanierungsbedarf z. B. zur Aufrechterhaltung der Versorgungssicherheit zu berücksichtigen. Auf diese Weise können auch Synergieeffekte genutzt werden. Auf der Grundlage eines Maßnahmenkataloges mit Prioritäten kann der Betrieb anschließend über die weiteren Planung und Umsetzung von Maßnahmen und Konzepten entscheiden und diese Schritt für Schritt realisieren. Neben produktionsspezifischen Einsparpotenzialen im Betrieb, z. B. zur Abwärmenutzung, liegen wirtschaftliche Einsparpotenziale häufig in den Querschnittstechnologien Druckluft, Beleuchtung, Wärmeversorgung, Lüftungstechnik, Kälte und Kühlwasser. Auch durch einzelne organisatorische Maßnahmen, z. B. Anpassung der Anlagenbetriebszeiten, kann in Betrieben mit wenig Aufwand Energie eingespart werden.
5 Nachfolgende Darstellung zeigt beispielhaft als Auszug aus einem Maßnahmenkatalog Ergebnisse zur wirtschaftlichen Bewertung von Energiesparmaßnahmen in einem mittelständischen Betrieb payback 1 a Energiekosteneinsparungen in /a 2 a 3 a a 10 Wärmeerzeuger Lüftung Klimakälte Beleuchtung Antriebe Druckluft Maschinen /Anlagen Regenerative Energien Investition in Warmw asser Bild 4: Wirtschaftlichkeit von Energieeinsparmaßnahmen in einem Beispielbetrieb Erfahrungen aus durchgeführten Energieeffizienzanalysen zeigen, dass in mittelständischen Betrieben häufig Energieeinsparpotenziale in einer Größenordnung von ca % bei elektrischer Energie (Strom) und rund % bei thermischer Energie (Brennstoffe) möglich sind.
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