Energieeffizienz und Flexibilität in der Industrie

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1 Energieeffizienz und Flexibilität in der Industrie FfE Fachtagung am 7. April 2017 Bayerische Akademie der Wissenschaft 1

2 Agenda 1 Erfolge der Energieeffizienz-Netzwerke der FfE 2 Zukünftige Entwicklung: von der Energieeffizienz zur Flexibilität 3 Nutzung industrieller Flexibilitäten 4 Zusammenfassung und Fazit 2

3 Initiierung und erfolgreicher Abschluss der FfE-Netzwerke Historische Entwicklung der Netzwerkaktivitäten Jan. 2007: Start Energie- effizienz- Initiative Unterfranken Jan. 2010: Start EEN München- Oberbayern März 2011: Start EEN Südbayern April 2012: Start EEN Vorarlberg I Juni 2012: Start EEN Chiemgau- Rupertiwinkel Feb. 2013: Start Energieeffizienzkooperation Bayerngas Juli 2013: Start 1. Fortführung EEN München- Oberbayern Mai 2014: Start EEN Vorarlberg II Okt. 2014: Start Eco- Net Verbund Juni 2009: Abschluss Energieeffizienz- Initiative Unterfranken Juni 2013: Abschluss EEN München- Oberbayern Sept. 2014: Abschluss EEN Südbayern Jun. 2015: Start LEEN Ettlingen Sept. 2015: Start Fortführung EEN Südbayern Mai 2016: Start EEN Franken vernetzt sich Nov. 2016: Start EEN Vorarlberg III Dez. 2016: Start EEN Impuls für Bayern Mai 2017: Start 2. Fortführung EEN München- Oberbayern & EEN Region April 2015: Abschluss EEN Chiemgau- Rupertiwinkel Juni 2015: Abschluss EEN Vorarlberg I Juni 2016: Abschluss 1. Fortführung EEN München-Oberbayern

4 Teilnehmer der Energieeffizienz-Netzwerke Informationen zu den Netzwerkteilnehmern inkl. Größtverbraucher 11 Energieeffizienz-Netzwerke mit je 6 bis 14 Teilnehmern 118 Netzwerkteilnehmer aus unterschiedlichen Branchen 4

5 Branche Branche Brancheneinteilung der Netzwerkteilnehmer Informationen zu den Netzwerkteilnehmern ohne Größtverbraucher Ernährung und Tabak Maschinenbau, Fahrzeugbau Glas, Keramik, Steine, Erden Gummi- & Kunststoffwaren Chemie (NE-)Metallerzeugung und -bearbeitung Papier Sonstige Wirtschaftszweige GHD EVU FfE _ Betriebe je Branchengruppe Ernährung und Tabak Maschinenbau, Fahrzeugbau Glas, Keramik, Steine, Erden Gummi- & Kunststoffwaren Chemie (NE-)Metallerzeugung und -bearbeitung Papier Ø Verbrauch pro Betrieb MWh/a Strom MWh/a Brennstoffe Sonstige Wirtschaftszweige GHD EVU Brennstoffe Strom Verbrauch in GWh/a FfE _

6 ? Wie hoch sind die Energieeffizienz- Potenziale?? 6

7 Energieeffizienzpotenziale in den Unternehmen Auswertung der Maßnahmenüberblicke der Netzwerkteilnehmer ohne Größtverbraucher Ausgewertete Netzwerke 7 (93 Betriebe) Identifizierte Maßnahmen (Ø 12 Maßnahmen pro Betrieb) Quantifizierte Maßnahmen Wirtschaftliche Maßnahmen 763 Energieeinsparpotenzial MWh/a CO 2 -Minderung t/a Investition ca. 40 Mio. Ø interne Verzinsung 58 % Ø Amortisationszeit 2,4 Jahre Ø pro Betrieb Energieeinsparpotenzial MWh/a CO 2 Minderung 600 t/a Energiekosteneinsparung /a Investition

8 Analyse der wirtschaftlichen Maßnahmen Auswertung der Maßnahmenüberblicke der Netzwerkteilnehmer ohne Größtverbraucher nach Maßnahmenkategorien WRG / Mehrfachnutzung Energie Vermeidung unnötigen Verbrauchs Umstellung auf KWK Sonstiges Regelungstechnische Maßnahmen Prozessoptimierung Organisatorische Maßnahmen Installation effizienter Technik Energieträgerwechsel Energet. Gebäudesanierung Aufbau / Optimierung Energiemonitoring FfE _ Anzahl Maßnahmen je Kategorie Bewusstsein schaffen: Jede eingesparte kwh muss nicht erzeugt werden. WRG / Mehrfachnutzung Energie Vermeidung unnötigen Verbrauchs Umstellung auf KWK Sonstiges Regelungstechnische Maßnahmen Prozessoptimierung Organisatorische Maßnahmen Installation effizienter Technik Energieträgerwechsel Energet. Gebäudesanierung Aufbau / Optimierung FfE _ Veränderung Energiebezug in MWh/a 8

9 Analyse der wirtschaftlichen Maßnahmen Auswertung der Maßnahmenüberblicke der Netzwerkteilnehmer ohne Größtverbraucher nach Technologien Sonstiges Raumwärme Prozesswärme Prozesskälte Lüftung Am häufigsten wurden Maßnahmen in den Bereichen Beleuchtung, Druckluft und Raumwärme quantifiziert Klimakälte Energieträgerwechsel Elektro Druckluft Beleuchtung FfE _ Anzahl Maßnahmen je Technologie Sonstiges Raumwärme Prozesswärme Prozesskälte Brennstoffe Strom Lüftung Klimakälte Energieträgerwechsel Größte Einsparpotenziale in den Bereichen Lüftung und Eigenerzeugung Elektro Druckluft Beleuchtung FfE _ Veränderung Energiebezug in MWh/a 9

10 Analyse der wirtschaftlichen Maßnahmen Auswertung der Maßnahmenüberblicke der Netzwerkteilnehmer ohne Größtverbraucher nach Branchen Ernährung und Tabak Maschinenbau, Glas, Keramik, Steine, Erden Gummi- & Kunststoffwaren Chemie (NE-)Metallerzeugung und Papier Sonstige Wirtschaftszweige GHD EVU Anzahl Maßnahmen je Betrieb einer Branchengruppe Größte Veränderungen in den Bereichen Maschinen-/ Fahrzeugbau und Ernährung (Ursache: KWK) FfE _00246 Ernährung und Tabak Maschinenbau, Fahrzeugbau Glas, Keramik, Steine, Erden Gummi- & Kunststoffwaren Chemie (NE-)Metallerzeugung und -bearbeitung Papier Sonstige Wirtschaftszweige GHD EVU Brennstoffe Strom FfE _ Veränderung Energiebezug in MWh/a 10

11 ? Wie hoch ist die bereits erzielte Energieeffizienzsteigerung?? 11

12 Analyse der umgesetzten Maßnahmen Auswertung der Monitoringergebnisse der Netzwerkteilnehmer ohne Größtverbraucher nach Technologien Sonstiges Raumwärme Prozesswärme Prozesskälte Lüftung Am häufigsten wurden Maßnahmen in den Bereichen Beleuchtung, Druckluft und Raumwärme umgesetzt Klimakälte Energieträgerwechsel Elektro Druckluft Beleuchtung FfE _ Anzahl Maßnahmen je Technologie Sonstiges Raumwärme Prozesswärme Prozesskälte Brennstoffe Strom Lüftung Klimakälte Energieträgerwechsel Größte Einsparungen in den Bereichen Raum- und Prozesswärme sowie Lüftung Elektro Druckluft Beleuchtung FfE _ Veränderung Energiebezug in MWh/a 12

13 Analyse der umgesetzten Maßnahmen Auswertung der Monitoringergebnisse der Netzwerkteilnehmer ohne Größtverbraucher nach Branchen Ernährung und Tabak Maschinenbau, Fahrzeugbau Glas, Keramik, Steine, Erden Gummi- & Kunststoffwaren Chemie (NE-)Metallerzeugung und - Papier Sonstige Wirtschaftszweige GHD EVU Anzahl Maßnahmen je Betrieb einer Branchengruppe Größte Einsparungen in den Branchen Maschinen-/ Fahrzeugbau, Papier und sonstige Wirtschaftszweige FfE _00251 Ernährung und Tabak Maschinenbau, Fahrzeugbau Glas, Keramik, Steine, Erden Gummi- & Kunststoffwaren Chemie (NE-)Metallerzeugung und -bearbeitung Papier Sonstige Wirtschaftszweige GHD EVU Brennstoffe Strom FfE _ Veränderung Energiebezug in MWh/a 13

14 Verbund Eco-Net EEN Vorarlberg II EEN Vorarlberg EEN Chiemgau EEN Südbayern EEN München Erzielte Energieeffizienzsteigerung in den Unternehmen Auswertung der Monitoringergebnisse der Netzwerkteilnehmer ohne Größtverbraucher Potenzial Ausgewertete Netzwerke 7 (93 Betriebe) Identifizierte Maßnahmen Umgesetzte Maßnahmen Energieeinsparung MWh/a Ø pro Betrieb Energieeinsparung MWh/a Anzahl Maßnahmen 12 Erzielte Einsparung 6 (68 Betriebe) MWh/a MWh/a 15 Zielwert Istwert Zielwert / Istwert /15 Zielwert Es wurden deutlich höhere Einsparungen erzielt als prognostiziert Istwert Zielwert Istwert Zielwert Istwert 2015 Zielwert Istwert FfE _ ,0 % 2,0 % 4,0 % 6,0 % 8,0 % 10,0 % 12,0 % 14,0 % 16,0 % Energieeffizienzsteigerung

15 ? Zukünftige Entwicklung der Energieeffizienzsteigerung? 15

16 Hebung weiterer Energieeffizienzpotenziale in den Unternehmen Zukünftige Entwicklung der Energieeffizienzsteigerung Energieeffizienz- Netzwerke Energieeffizienz- Netzwerke 2.0 Energieeffizienz- Netzwerke 3.0 Energieeffizienz- Netzwerke 4.0 > Fokus auf Querschnittstechnologien > Komplexere Maßnahmen (Querschnittstechnologien) > Stärkere Einbeziehung von Prozessoptimierungen > Zusätzlicher Fokus auf Flexibilität 16

17 Dynamis Energieeffizienz bei industriellen Prozessen Dynamische und intersektorale Maßnahmenbewertung zur kosteneffizienten Dekarbonisierung des Energiesystems Energiebedingte Emissionen je Branche Emissionen je Prozess in der Glasindustrie Technisches Reduktionspotenzial Maßnahme: Energieträgerwechsel der Schmelze ~2,2 Mt CO 2,äqui 18% 7% 7% 7% Gesamt 242 Mt CO 2äqui 5% 5% 5% 3% 9% 21% Gesamt ~6,5 Mt CO 2äqui 34% 0,4 1,8 16% 8% 26% 28% 17 Metallerzeugung Fahrzeugbau Hohlglas Grundstoffchemie Metallbearbeitung Flachglas Papiergewerbe NE-Metalle, -gießereien Sonstiges Glas Ernährung und Tabak Glas- und Keramik Glasfasern Verarbeitung v. Steine u. Erden Sonstige Keramik *Quellen: AGEB Energiebilanzen 2014; Energieverbrauch und CO 2 -Emissionen industrieller Prozesstechnologien (ISI) Technisches THG-Vermeidungspotenzial

18 Leistung in MW Industrielle Flexibilitäten Anlagen und Potenziale Stromintensive Prozesse Querschnittstechnologien Potenziale Aluminiumelektrolyse Elektrolichtbogenofen Holzschleifer / Refiner Roh- / Zementmühlen Chlorelektrolyse Lüftungsanlagen Kälteerzeugung und -verteilung Pumpen Beleuchtungssysteme Druckluft Wärmeerzeugung und -verteilung Stromintensive Prozesse ca MW Querschnittstechnologien ca MW über 1 Stunde Pumpen Lüftung Kälte Beleuchtung Druckluft 0 Minuten Minuten Stunde Stunden Stunden mittlere Last abschaltbare Last Zeitdauer FfE BMWi-17#P MOS-DRInd_mbH_

19 Leistung in MW Industrielle Flexibilitäten Anlagen und Potenziale Pumpen Lüftung Kälte Beleuchtung Druckluft Minuten Minuten Stunde Stunden Stunden 19 mittlere Last abschaltbare Last Zeitdauer FfE BMWi-17#P MOS-DRInd_mbH_00174

20 Industrielle Flexibilitäten Regionalisierung Regionalisierung 20

21 SynErgie Detailanalyse von Prozessen der Grundstoffindustrie SynErgie Synchronisierte und energieadaptive Produktionstechnik zur flexiblen Ausrichtung von Industrieprozessen auf eine fluktuierende Energieversorgung Definition von Referenzprozessen Heutiges und zukünftiges Potenzial Flexibilitätspotenzial Typischer Betriebspunkt Spezifischer Verbrauch Flexibilisierbare Leistung Abrufdauer Abrufhäufigkeit Nichtverfügbarkeit Vorankündigung Sperrzeiten Kosten für Implementierung und Betrieb Flexibilitätsperspektive Typischer Betriebspunkt Spezifischer Verbrauch Flexibilisierbare Leistung Materialspeicher (Rohstoff / Produkt) Energiespeicher Hybridisierung Neuanlagen Anforderungsprofile 21

22 Berücksichtigung der Anforderungen des Energiesystems Anforderungsprofile Kurzzeitige Anpassung Abrufdauer: 15 Minuten Vorankündigungszeit: 15 Minuten Tag/Nacht-Ausgleich Abrufdauer: 3-12 Stunden Vorankündigungszeit: 1 Tag ( ) Dunkelflaute Abrufdauer: 1-5 Tage Vorankündigungszeit: 2-5 Tage ( ) 22

23 Zusammenfassung und Fazit Energieeffizienz und Flexibilität in der Industrie! Energieeffizienz-Netzwerke leisten bereits heute einen wesentlichen Beitrag zur Energieeffizienzsteigerung Stärkere Einbindung prozesstechnischer Maßnahmen bewirkt erhebliche zusätzliche Energieeffizienzsteigerung Industrielle Flexibilitäten können als ein Baustein für die Erhöhung der Versorgungssicherheit genutzt werden, weitere Analysen hinsichtlich des zukünftigen Beitrags von Flexibilitäten nötig! 23

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ansprechpartner: Dipl.-Ing. (FH) Anna Gruber +49 (89) Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft mbh Am Blütenanger München 24