Beispiele Energieeffizienz in Unternehmen

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1 Beispiele Energieeffizienz in Unternehmen Dipl. Wirtsch. Ing. (FH) Sven Beck Projektmanager Energieeffizienz u. Erneuerbare Energien Hochschule Trier / Umwelt-Campus Birkenfeld Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Internet:

2 Energiepreisentwicklung Tatsächliche Energiepreisentwicklung nicht prognostizierbar Bei heutigen Investitionen muss auf die Folgekosten geachtet werden Investitionen bestimmen den Energieverbrauch langfristig Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.

3 Energieverbrauch im Einfamilienhaus Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.

4 Gründe der energetischen Sanierung Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.

5 Primärenergieverbrauch verschiedener Haustypen

6 Thermographie: Schwachstellenanalyse Stoffbedingte Wärmebrücken Quelle: IfaS Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.

7 Das Blower-Door Messprinzip Die Blower-Door Messeinheit wird in eine Außentür, -Fenster eingebaut. Unter- bzw. Überdruck erzeugen. Luftaustausch im Gebäude wird ermittelt. Hohe Luftwechselraten: Undichtigkeiten in der Gebäudehülle während der Blower-Door-Messung geortet anschließend gezielte Beseitigung möglich Gewährleistung Energieeffizienz und Qualität der Bauausführung Quelle: Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.

8 Blower-Door Undichtigkeiten bei Steckdosen und Rohrdurchdringungen Quelle: Sachverständigenbüro Thobe & Partner Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.

9 Energieberatung Gebäudedaten NGF 540 m² Thermische Hüllfläche m² Massivbau Gasspezialkessel Bewertung / Besonderheiten Erhaltenswerte Fassade Innendämmung Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.

10 Energieberatung Maßnahme Gesamtkosten [ ] Energiekosteneinsparung in 30 Jahren [ ] Wirtschaftlichkeit in Jahren CO 2 - Einsparung (ca.) [t/a] 1 Innendämmung der Außenwand ,23 2 Dämmung oberste Geschossdecke ,81 3 Austausch Fenster und Türen ,51 4 Austausch der Heizungsanlage ,29 5 Gesamtmaßnahme ,92 Durchführung wirtschaftlicher Maßnahmen: Investitionen: ca Energiekosteneinsparung in 30 a: ca Energieeinsparung: ca kwh/a CO2-Einsparung: ca. 21,3 t/a Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.

11 Sanierungskataster Maßnahme Dringlichkeit Kosten Energiesparmaßnahmen [ ] Planung / Unvorhergesehenes (15 %) [ ] Gesamtkosten [ ] Energiekosteneinsparung in 30 Jahren [ ] Wirtschaftlichkeit in Jahren CO 2 - Einsparung (ca.) [t/a] Kosten in / eingesparter Tonne CO 2 Endenergieeinsparung [kwh/a] Preis pro eingesparter kwh interner Zinsfuss 1 Dämmung Außenwand Klassenräume ** , ,03 13,0% 2 Dämmung Außenwand komplett ** , ,03 12,8% 3 Dämmung Kellerdecke gegen kalten Keller * , ,04 7,3% 4 Austausch der Fenster * , ,11 0,8% 5 Dämmung der obersten Geschossdecke * , ,07 4,4% 6 Gesamtmaßnahme * , ,06 5,6% 7 Austausch der Heizungspumpen *** , ,05 11,5% 8 Dämmung der Heizungsleitungen *** , ,00 > 30 % derzeit nicht empfehlenswert (lange Amortisationszeit) * mittelfristig empfehlenswert (mittlere Amortisationszeit, hohe CO 2 - Reduktion) ** kurzfristig empfehlenswert (kurze Amortisationszeit) *** Die Gesamtkosten sind Vollkosten, z.b. die Innendämmung der Außenwand beinhaltet die Kosten der Dämmung, Innenverkleidung und das Streichen der Wand Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.

12 Beispiele Schwachstellenanalyse Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.

13 Leistungsgeregelte Pumpen Quelle: Grundfos Quelle: Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.

14 Leistungsgeregelte Pumpen Berechnungsbeispiel: Leistung der derzeitigen Pumpe: Leistung Hocheffizienzpumpe: 93 W 10 W angenommene Laufzeit: h Strompreis : 0,23 Energiekosten derzeitige Pumpe: 187,38 Energiekosten Hocheffizienzpumpe: 20,15 Einsparung: 167,23 Kosten einer Hocheffizienzpumpe ca. 280,- (je nach Größe) Amortisationszeit (statisch) ca. 2 Jahre! Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.

15 Ungedämmte Heizungsverteilung Teilweise die Verteilungsleitungen ungedämmt Einsparung Gesamteinsparung Gas kwh/a Gesamteinsparung 270 /a Gesamtkosten 144 Berechnungsparameter 8 m Rohrleitung 2 Armaturen 60 C Wassertemperatur h/a Betriebsdauer 18 /m Rohrleitungsdämmung (eingebaut) Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.

16 Thermografie Heizungsverteilung Heizungsverteilung sehr gut gedämmt Heizungsverteilung schlecht gedämmt Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.

17 Warmwasserversorgung im Schulgebäude Nur ein Waschbecken mit Warmwasseranschluss Gasverbrauch kwh = 452 m³ (Juni-Aug 2011) WW-Bedarf 134 kwh (200 Liter/Woche) Einsparung kwh Stromkosten Durchlauferhitzer Gaskosten (IST) Energiekosteneinsparung 18,76 (Juni-Aug) 257,05 (Juni-Aug) 238,30 (Juni-Aug) 26 kw Durchlauferhitzer kostet ca. 250 /Stk. zzgl. Starkstromleitung und Einbau Institut für angewandtes Stoffstrommanagement Potenziale erkennen. Prozesse optimieren. Mehrwert schaffen.

18 Mittelpunkte der Programme 100 % Ohne SSM-Ansatz 100 % 15 % 15 % 15 % Aktuelle Situation Energieverbrauch Energiesparpotenzial (ESP) Kapazitätsbildung u. Sensibilisierung der Öffentlichkeit bis zu 15 % Mit Gewinn 30 % 30 % ESP von 30 % bei Investition in neue Technologien (KWK, Wärmedämmung etc.) 10 % ESP von 10 % Durch Kooperation und Synergismus (Fernwärmenetze u. Abwärmenutzung) Energiesparpotenzial gesamt: 55 % Zukünftiger Energieverbrauch 45 % Zufuhr Reg. Energien (Wind, Solar, Biomasse) t

19 Synergie-Effekte nutzen Strom Druckluft Kälte Abwärme für Warmwasser / Heizung Abwärme für Warmwasser / Heizung Abwärme als Nutzwärme einsetzen

20 Abfall ist Rohstoff Beispiel Schreinerei Restholz Brennstoff Bereitstellung von Warmwasser / Heizung Bei jedem Betrieb die Abfälle betrachten

21 Einsparpotenziale im Überblick Quelle: DENA

22 Beispiele von Effizienzmaßnahmen Betrachtung der Querschnittstechnologien Wärme (Heizung, Dampf) Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung Druckluft Antriebe Beleuchtung Kälte Lüftung Ressourcen Quelle:

23 Dämmen von Rohrleitungen / Armaturen Hohe Verluste bei langer Betriebszeit Dampf-, Kondensat- und Warmwasserleitungen Kälteleitungen Dämmen der Rohrleitungen und Armaturen Beispiel: 323 m Rohr, 15 Armaturen (ca. 90 C Mediumtemperatur) Gaseinsparung: kwh/a Invest für Dämmung, Einbau: Dyn. Amortisation: 1,3 a

24 Magnetventile an Lufterhitzern montieren Lufterhitzer haben Abstrahlverluste auch ohne Wärmeanforderung (ca. 10 %) Betrieb bis zu h/a Magnetventile über Thermostat geschaltet Beispiel: 75 Stück mit Dampf durchströmt Gaseinsparung: kwh/a Investition Material, Einbau: Dyn. Amortisation: 0,5 a

25 Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung KWKK Gleichzeitige Erzeugung von Strom, Wärme und Kälte Nutzen von Erdgas statt Strom zur Kälteerzeugung (Energieträgerpreis) Quelle: Sokratherm Beispiel: Stromproduktion: MWh/a Kälteproduktion: MWh/a Wärmeproduktion: MWh/a Invest Gesamt: Dyn. Amortisation: 3,3 a (100 % Eigenverbrauch Strom) Quelle: Gasklima

26 Wärme Wärmekonzept Variante 1

27 Wärme Wärmekonzept Variante 2

28 Wärme Wärmekonzept Variante 3

29 Drucklufterzeugung Sehr teuer Geringer Nutzungsgrad der eingesetzten Energie (ca. 94 % Wärme) Fast in jedem Unternehmen optimierbar Eingesetzte Energie (Abwärme) noch weiter nutzbar Quelle: Energieagentur NRW Optimierbar sind: Übergeordnete Steuerung: Leerlaufzeiten, Auslastung, Effizienz Erforderlicher Netzdruck Leckage-Kontrolle Nutzung der Abwärme (90 94 % der eingesetzten Energie)

30 Reduzierung der Leerlaufzeiten Druckluft Oftmals hohe Leerlaufzeiten und hohe Schaltzyklen 20 % der Gesamtleistung im Leerlauf Bspw.: 1 Kompressor (200 kw) 40 kw (20 % von Gesamtleistung) h/a Leerlaufzeit kwh/a nicht genutzter Energieeinsatz Wichtig!! Vorab mittels Datenlogger tatsächlichen Bedarf ermitteln Messung mittels Datenlogger Messperiode eine Referenz-Woche Gemäß Ergebnis System optimieren Kosten für Messung ca.: 5.000

31 Untersuchung Druckluftnetze I Oftmals zu hoher Druck bereitgestellt Pro bar ca. 6-8 % mehr Energieeinsatz Prüfen des erforderlichen Drucks mittels Schlechtpunktmessung Schrittweise absenken des Netzdrucks Hier: Absenkung des Drucks von 8 auf 6 bar Stromeinsparung: kwh/a Invest für Messung, Einstellung: Dyn. Amortisation: 0,2 a

32 Untersuchung Druckluftnetze II Druckluftverlust durch Leckagen Materialermüdung: stetiger Zuwachs Regelmäßige Kontrollen erforderlich Beispiel: Leckagen bei 8 bar 25 x 1 mm, 5 x 3 mm Stromverbrauch: kwh/a Invest für Messung, Abdichten: Dyn. Amortisation. 0,2 a

33 Wärmerückgewinnung Kompressor Nutzen der Abwärme Ca. 94 % Abwärme Nachrüstbar auch bei luftgekühlten Kompressoren (Prüfen!) Anhebung Rücklauf Heizungsanlage Laufzeiten auf Heizung abstimmen Beispiel: Ein Kompressor mit 200 kw (Volllaststunden berücksichtigt) Gaseinsparung: kwh/a Invest für Material, Installation: Quelle: Almig Dyn. Amortisation: 1,2 a

34 Motoren und Pumpen Einsatz hocheffizienter drehzahlgeregelter Motoren- und Antriebstechnik Quelle: ebmpapst Effizienz durch Auslegung, Dimensionierung und Regelung der Pumpen Pumpen mit Energieeffizienzklasse A Vermeidung von Überdimensionierungen

35 Frequenzumformer (FU) geregelte Motoren

36 Optimierung Beleuchtung Falsche Leuchtmittelwahl (zu hohe Leistung, wenig Streuung) Ungleichmäßige Ausleuchtung Nicht auf die aktuelle Nutzung angepasst (Altbestand) Beispiel: Austausch 14 x HQL (250 W) gegen 30 T5-Leuchten (54 W) Stromeinsparung: kwh/a Invest für Material, Einbau: Dyn. Amortisation: 1,9 a

37 Tageslichtsteuerung Beleuchtung brennt trotz ausreichendem Tageslicht Steuerung über Lichtsensoren/Bewegungsmelder Beispiel: Schaltung von 100 Leuchten mit 12 Lichtsensoren Stromeinsparung: kwh/a Invest für Material und Einbau: Dyn. Amortisation: 0,7 a

38 Wärmerückgewinnung Lüftungsanlagen Eingesetzte Wärme wird ohne Nutzen abgeleitet Komplettes Neuaufheizen der Frischluft erforderlich WRG kann zwischen 60 und 85 % der Abwärme zur Frischlufterwärmung nutzen Beispiel: Lüftungsanlage von 2010 ohne WRG Stromeinsparung: kwh/a Invest für K-V-System, Einbau: Dyn. Amortisation: 1,7 a Quelle: recuperator.eu

39 Zu kühlende Bereiche (schematisch) Galvanik: Kältebedarf Raumkühlbedarf Büros Eloxalbäder: Kältebedarf

40 Kälte Splitgeräte Büroräume durch Kaltwassersatz ersetzen R22: seit R22 Verbot im Reparaturfall ab endgültiges Verbot für H-FCKW Kältemittel

41 Büro/ Galvanikkühlung mit Daikin + Sprinklertank + Wärmenutzung Sprinklertank: Kältespeicher 400 m³ Daikin Kältemaschine Kältemaschine: L&R Container (Redundanz) Gastherme 19 kw: Kältemaschine: York (Redundanz) Pufferspeicher Übergabe an Deckenstrahlplatten Kaufteilelager Neue Kältemaschine 90 kw COP ca. 4,5 Eloxalbäder: Kältebedarf Wärmequelle Wärmebedarf Kühlarbeit Kältebedarf

42 Wirtschaftlichkeit neues Kältekonzept Neue Kältemaschine für Tiefkühlbereich + Alte Kältemaschine für Bürokühlung, Kühlung Produktion und Beheizung Kaufteilelager mit Anschluss an Löschwassertank nutzen Investition: Einsparung: /a Amortisation: 2,9 a CO 2 -Einsparung: 212 t/a

43 Green IT Nutzen und optimieren einer Warmgang- / Kaltgang-Einhausung Verwenden von virtuellen Servern Nutzen der freien Kühlung Lebenszykluskosten betrachten

44 Wasserlose Urinale Quelle: Wasserverbrauch bei Urinalen Instandhaltung der Infrarotsteuerung Beispielhafter Austausch von 40 Urinalen Kein Verbrauch von Strom, Wasser, keine Instandhaltung Wassereinsparung: m³/a Invest: Dyn. Amortisation: 4,9 a

45 Nutzerverhalten Entscheidend für den Energieverbrauch eines Gebäudes Hohes Einsparpotential Geringe Investition Energie einsparen muss gewollt sein (Nutzer sensibilisieren)

46 Mitarbeiterschulung Schulung der Mitarbeiter: Abschalten unnötiger Lichtquellen Schließen von Türen und Fenstern Nur kurzes Stosslüften Nicht unnötig (Warm-)Wasser verbrauchen Vorbildfunktion der Vorgesetzten

47 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Institut für angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS) Fachhochschule Trier / Umwelt-Campus Birkenfeld Postfach 1380, D Birkenfeld Tel.: +49 (0)6782 / Fax: +49 (0)6782 / Internet: Ansprechpartner: Dipl. Ing. (FH) Marco Grabowski Tel.: 06782/ m.grabowski@umwelt-campus.de Dipl. Wirtsch.- Ing. (FH) Sven Beck Tel.: 06782/ s.beck@umwelt-campus.de