Energieeffizienz als Beitrag zur Verbesserung der Marktposition

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Klara Schuster
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1 Energieeffizienz als Beitrag zur Verbesserung der Marktposition Hans Schnitzer Michaela Titz Technische Universität Graz Institut für Prozess- und Partikeltechnik 1

2 Die Bedeutung des Sektors Produktion beim Energieverbrauch in Österreich Energiebedarf Österreich Energiebedarf Produktion ohne Strom Energiebedarf Produktion mit Strom TJ % des österreichischen Energiebedarfs (Produktion) % des Energiebedarfs der Produktion (Strom)

3 Struktur des Energieverbrauches Produktion in Österreich nach Sektoren CO 2 Emissionen 2006 in t CO 2 Äquiv alenten * Energiebereitstellung; Prozessbedingte Emissionen; Emissionen der Produktion * * Papier und Druck; Chemie; Nicht Eisenmetalle; 228 Sonst. Produzierender Bereich; Eisen und Stahl; t CO 2 e Produktion; Haushalte und andere Sektoren; * CO 2 Emissionen excl. anderer THG-Gase sowie THG-Senken **Emissionen des Sektors inkl. prozessbedingte Emissionen Transport; CO 2 Emissionen * Österreich gesamt t CO 2 e 4

4 Warum sollte ein Unternehmen Energie sparen? Verbesserung der Marktposition Konkurrenzfähigere Produkte Neue Kundensegmente Geringere Produktionskosten Verminderte Investitionen Verminderte Betriebskosten Verminderte Fixkosten Versorgungssicherheit Brennstoffe Elektrizität Umweltschutz und Emissionsminderungen? 7

5 Innovation und Marktanteil Marktanteil ohne Entwicklung mit kontinuierlicher Verbesserung Zeit 8

6 Emissionsvermeidung kann betriebswirtschaftlich gesehen sinnvoll sein sein 9

7 Sind Energiekosten eigentlich bedeutend? 10

8 Struktur der Emissionsreduktionen für den Bereich PRODUKTION Emissionsreduktion Verminderung des Energieeinsatzes für Energiedienstleistungen Auswahl von Energieträgern mit geringerer Treibhauswirkung Bereitstellung und Umwandlung Endverbrauchstechnologien Umstellung innerhalb der fossilen Energieträger Umstellung auf erneuerbare Energieträger Abwärmeverkauf Energetische Nutzung von Abfällen Solarenergie PV und Prozesswärme Biomasse Kohle Öl - Gas Prozessintensivierung Passivhausstandard für Hallen Prozessintegration Effizienz der Stromanwendung (Antriebe, ) Wärme- Kraft- Kopplung 11

9 Effizienzsteigerungen bei innerbetrieblichen Umwandlungsprozessen Erneuerung von Kesseln (Brennwertkessel) und der Regeltechnik Wartung, Erneuerung und Steuerung der Druckluftanlagen Kälte und Klima Wärme-Kraft Kopplungen Klassisch Notstromaggregate als Regellasttechnologie Gasturbinen bei Direktbeheizungen (Trockner, ) 12

10 Effizienzsteigerungen bei Energiedienstleistungen Isolierungen und Vermeiden von Verlusten Energierückgewinnung und Wärmeintegration Neue Technologien Trocknung Pasteurisierung, Sterilisation Oberflächenreinigung Wichtig ist eine systematische Vorgangsweise Istzustand BAT, Sollzustand Gemeinsame Betrachtung mit anderen Betriebsmitteln (Wasser, ) 13

11 Effizienz beim Stromeinsatz Antriebe Beleuchtung Klima, Kälte Druckluft Innerbetrieblicher Transport 14

12 Berglandmilch: Flussdiagramm 15

13 Sankey Diagramm Lagerraum Magermilch Vorwärmung Magermilch Milchthermisierung Käseformen Reinigung Käsefertiger Käsepresse 0.00 Salzbad Eiswasseranlage 0.00 ZWRG Dampf condensate Ziel: 25 C Bruchwaschwasser 6 Bruchwaschwasservorwärmung Aufteilung zu zu ZWRG Vakuum Eindampfung Abkühlung auf RO Temp RO Anlage Entstaubung Entrahmung 27 Molke Ziel: 8 C Aufteilung zu Retentat zu ZWRG Staubkäse Molkerahm

14 Pinch Analysis T (K) e+0051.e e+0062.e e+0063.e e+0064.e+006 H (kw) T (K) e e e e e e+006 H (kw) Composite Curves Grand Composite Curve Pinchtemperatur: 292,5 K Minimaler Wärmebedarf: 623,86 kw Minimaler Kühlbedarf: 95,28 kw 17

15 Berglandmilch: Flussdiagramm 18

16 Optimierter Zustand 19

17 Energetische Nutzung betrieblicher Abfälle Energiequelle Abwasser Biogene Abfälle zu Biogas Brennbare Abfälle 20

18 Grüne Brauerei: Energieversorgung jetzt und zukünftig 21

19 Energetische Sanierung und Passivhaus für Produktionshallen, Lager und Bürogebäude 22

20 Erneuerbare Energie für Produktions- und Gewerbebetriebe Solarwärme Prozesswärme Raum- und Hallenheizung Biomassefeuerungen Hackschnitzelkessel zur Bereitstellung von Prozesswärme über Dampf oder Heißwassernetze Kraft-Wärme Kopplung mit ORC, Stirling oder Dampfturbine Biogas Biotechnologische Umwandlung organischer Abfälle in Methan Biotreibstoffe Biodiesel in LKW, PKW und Staplern Biogas in LKW, PKW und Staplern Ökostrom Reaktivierung betrieblicher Kleinwasserkaftwerke Wechsel des Stromversorgers für alle Anwendungen 23

21 Temperaturniveaus der wichtigsten Verarbeitungsschritte der milchverarbeitenden Industrie 24

22 Absolutbedarf an Energie der österreichischen Milchindustrie 25

23 26

24 Typische energieintensive Niedertemperaturprozesse Trocknung und Entwässerung Eindampfung, Destillation Pasteurisierung, Sterilisation Einsatzstoff- und Materialvorwärmung Waschen und Reinigen Chemische Reaktionen Speisewasservorwärmung Heizung von Industriehallen Kühlprozesse 27

25 Integration in Heizungssystem Kessel Solarkollektor T H T S Heißwasser Prozess T P Brennstoff Direkte Prozessbeheizung Brennstoff Kessel Prozess T P T T S H Heißwasser oder Dampf Solarkollektor Solarkreislauf 28

26 Solarintegration erst nach Optimierung Solar 29

27 Industriebranchen mit Potential Lebensmittel Chemie Kunststofftechnik Textilindustrie Baustoffindustrie Gewerbebetriebe Metallverarbeitung und Oberflächentechnik 30

28 Biogene stoffliche Resourcen 31

29 Innovation und Marktanteil Marktanteil ohne Entwicklung mit Innovation mit kontinuierlicher Verbesserung Zeit 32

30 Prozessintensivierung ist ändern Ziel der Prozessintensivierung ist es, die Raum-Zeit-Ausbeuten zu erhöhen, die Selektivitäten zu verbessern und insgesamt die Produktionskosten zu senken. Einerseits ist ein Trend von Multipurpose-Anlagen hin zu kleinen Dedicated-Anlagen zu beobachten, von denen man dann bei Bedarf nach höheren Kapazitäten einfach mehrere nebeneinander stellt (Numbering-up). Andererseits wird der Begriff der Prozessintensivierung auch für völlig neue Reaktortypen oder Verfahren angewandt, bei denen wesentlich höhere Raum-Zeit-Ausbeuten möglich sind und ein erheblich reduzierter Aufwand für Reaktoren und Rohrleitungen erforderlich ist. Vermeiden überflüssiger Verfahrensschritte 33

31 Low Carbon Industries 34

32 Energieeffizienz aus anderen Bereichen kann auf die Produktionssektoren wirken Steine Erden Zementersatzprodukte Kollektoren statt Dachziegel Passivhaus mit Holzriegelbauweise Eisen Stahl Polymere statt Stahl in Fahrzeugen Mehr Kunststoffe in Gebrauchswaren Lightweight Design Miniaturisierung 35

33 Kontinuierliche Verbesserungen Startpunkt der Aktivitäten Gesetz des abnehmenden Grenznutzens derzeitiger Zustand Innovation Gesetz des abnehmenden Grenznutzens neuer Startzustand 36

34 Umkehrung des Denkens: Definition des idealen Endresultates Startpunkt der Aktivitäten derzeitiger Zustand ideales Endresultat Zwischenlösungen Zwischenlösungen Zwischenlösungen Nutzen ohne Kosten und Schäden 37

35 Auf dem Weg zur Null-Emissions Grüne Brauerei Null CO2 Emission in der Brauindustrie - Entwicklung einer methodischen Vorgangsweise für die Umsetzung innovativer Energiekonzepte in österreichischen Brauereien Erstellung eines Leitfadens zur Nutzung in anderen Brauereien 38

36 Produktionssektor historische Entwicklung Eisen und Stahl Chemie Sonst. Produzierender Bereich Nicht Eisenmetalle Papier und Druck Zuwachs 1990 bis 2006 Bezugsjahr 1990 absolut [1.000t CO 2 e] +18% % t CO 2 e % 38% % %

37 Österreichs Ziele bei der Reduktion von Treibhausgasen Soll- Ist der Reduktionen GHG in Austria 100, ,00-13% Red-Soll Red-Ist 8 Emissions mio t CO2-äqui / a 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20, % Sollkurve Istwerte Targets Reductions mio t CO2 - äqui / a 10,00-8 0,

38 Das Wichtigste: Produkte, die dem Klimaschutz dienen Isoliermaterialien Neue Oberflächen Energiespeicher Effiziente Energietechnologien 41

39 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 42

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