Solare Prozesswärme. Wirtschaftlichkeit und Umsetzungsbeispiele aus Industrie und Gewerbe

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1 IHK Ostwestfalen zu Bielefeld Informationsveranstaltung Solare Prozesswärme Bielefeld, Solare Prozesswärme Wirtschaftlichkeit und Umsetzungsbeispiele aus Industrie und Gewerbe - Anwendungen in Deutschland - Anwendungen International - Leitfaden zur Vorplanung Dr.-Ing. Bastian Schmitt IdE ggmbh, Kassel 1

2 IdE ggmbh, Kassel Anwendungsorientiertes Forschungsinstitut Gegründet 2011 (Uni + Industrie + Region) 50 Mitarbeiter Fünf Fachabteilungen (Fahrzeugsysteme, Thermische Energiesysteme, Produktion & Energie, Kommunikation & Software, Energiewirtschaft) Prozesswärme Energieaudits/Fallstudien Integrationskonzepte, Umsetzungsbegleitung Beratung von Unternehmen, Planern und politischen Entscheidungsträgern 2

3 Solare Prozesswärme 3

4 Solarthermie als Fuel Saver 4

5 Gliederung Einführung Anwendungen in Deutschland Anwendungen International Leitfaden zur Vorplanung Zusammenfassung 5

6 Anzahl eingereichter Anträge Geringe Resonanz in 2012, deutliches Wachstum in 13 und 14 Anzahl Anträge * Universität Kassel * bis

7 Beantragte Kollektorflächen Größere Kollektorflächen als Indikator für gesteigertes Interesse der Marktakteure Kollektorfläche [m² brutto ] Universität Kassel 0 * bis *

8 Mittlere Anlagengrößen Bisher steigt die beantragte Anlagengröße 90 mittlere Anlagengröße [m² brutto ] Universität Kassel 8

9 Anlagengrößen Großteil der Anlagen ist sehr klein, nur wenige > 100 m² Anzahl Anträge Universität Kassel 0 20 bis 39.9 m² 40 bis 99.9 m² 100 m² + Größtes System bisher: 960 m² Zwei Systeme mit mehr als m² sind in der Planung 9

10 Bisherige Anwendungen im MAP % der Anlagen für Ferkelaufzucht und Fahrzeugreinigung Insgesamt aber große Vielfalt Universität Kassel 2% 2% 2% 6% 2% 2% 3% 4% 11% 12% 25% 30% Ferkelaufzucht Fahrzeugreinigung Trocknungsprozesse Reinigungsprozesse Fischzucht Milchverarbeitung Tierzucht ohne Ferkel Fleischverarbeitung Lackieranlagen Futtermittelproduktion Kunststoffverarbeitung sonstiges 10

11 Sonstige Anwendungen Insektenaufzucht für biologische Schädlingsbekämpfung 20 m² Reinigung von Zahnersatz in Zahntechniklabor 20 m² Trocknung von Papier 25 m² Herstellung von Bitumen 200 m² Metallveredelung 300 m² 11

12 Verwendete Kollektoren* 9% Flachkollektor 25% Vakuumröhrenkollektor Vakuumröhren- kollektor 66% Luftkollektor Universität Kassel * bezogen auf Bruttokollektorfläche 12

13 Solare Ferkelnester Anlage Eppert in Ibbenbüren Schüco 84 solarunterstützte Ferkelnester 55 m² Flachkollektoren 3 m³ Pufferspeicher ca. 20 % Energieeinsparung 13

14 Solares Autowaschen 146 m² VRK, 7 m³ Pufferspeicher WW für Waschstraße und SB-Plätze Oftmals kombiniert mit Fußbodenheizung für Waschplätze 14

15 Hackschnitzeltrocknung 143 m² Luftkollektoren Luftvolumenstrom: m³/h Projektierter Ertrag: 720 kwh/m²*a Grammer Solar 15

16 Hütt Brauerei Kassel Mittelständische Brauerei 5 GWh für ca hl Neues Kochverfahren Optimierung Wärmerückgewinnung Integration thermische Solaranlage 155 m² FK (110 kw), 10 m³ Pufferspeicher Universität Kassel 50 /MWh sol 16

17 Gasdruckregelanlage Gasentspannung vor lokalem Gasnetz ( bar) => Gaserwärmung um ca. 25 K ( Gefrierschutz ) Niedriges Temperaturniveau ( C) und nahezu konstanter Bedarf Solaranlage mit 355 m² FK und 25 m³ Speicher Kombination mit Biogas-KWK Enertracting GmbH 80 % regenerative Deckung < 55 /MWh sol 17

18 Hustert Galvanik (Westfalen) Beheizung Vorreinigungsbecken (90 C) Parallele Einbindung zum Kessel 220 m² CPC (150 kw), kein Speicher 40 % Deckung 450 kwh/m² 82 /MWh sol 94 /MWh HEL Ritter XL 18

19 Gliederung Einführung Anwendungen in Deutschland Anwendungen International Leitfaden zur Vorplanung Zusammenfassung 19

20 Datenbank mit weltweiten Anlagen 20

21 Heineken Brauerei Göss, Österreich Solarunterstützes Maischen ( C) Speisewasseraufheizung ( C) m² FK (1 MW) 200 m³ Pufferspeicher Inbetriebnahme 6/ /MWhsol AEE INTEC B. Schmitt Solare Prozesswärme IHK Ostwestfalen zu Bielefeld 21

22 Berger Fleischwaren Sieghartskirchen, Österreich WW für Reinigungsprozesse ( C) Vorwärmung Kesselspeisewasser ( C) m² FK (770 kw) 60 m³ Speicher 470 kwh/m² 45 /MWh sol S.O.L.I.D. 22

23 Solare Dampferzeugung Bever (CH) Höchstgelegene Molkerei Europas (1800 m) 115 m 2 Parabolrinnenkollektoren zur indirekten Dampferzeugung Thermoöl mit Zieltemperatur des Kollektorfeldes von 180 C Im Contracting realisiert Einsparung: 70 MWh/a Source and Copyright: ewz 23

24 Prestage Food North Carolina, USA Warmwassererzeugung (>60 C) für Reinigung, Bedarf 570 m³/d m² FK (5,5 MW), 850 m³ Speicher 50 % Deckung In Betrieb seit 2012 Contracting FLS Energy 24

25 Gerberei Thailand Heißwasserbereitstellung ( C) m² China-Röhren 35 m³ Speicher Aschoff Solar 25

26 Kupfermine Chile Codelco, Chile Elektrolytbeheizung Kupferraffination, Waschen Kupferkathoden m² FK (28 MW) m³ Speicher ca. 85 % Deckungsrate Sunmark 26

27 Ökonomische Eckdaten Industrie: Investitionen: /m² Realistische Wärmepreise in DE /MWh Gewerbe: /m² /MWh AEE INTEC 27

28 Gliederung Einführung Anwendungen in Deutschland Anwendungen International Leitfaden zur Vorplanung Zusammenfassung 28

29 SolFood Solarwärme für die Ernährungsind. 5/2013 bis 12/2015 Nutzung solarer Prozesswärme in ausgewählten Branchen der Ernährungsindustrie Milch Fleisch Obst und Gemüse Süßwaren Mineralwasser, Erfrischungsgetränke Durchführung von Fallstudien, Erarbeitung von Hilfsmitteln 29

30 Leitfaden zur Machbarkeitsabschätzung Machbarkeitsabschätzung bisher wesentliches Hemmnis bei der Markterschließung (was, wo, wie, etc.) Leitfaden mit relevanten Infos zu Vorgehen Einbindung von Solarwärme Vorauslegung Kollektor, Speicher Ertragsabschätzung Download Ende März 2015 unter 30

31 Inhalt 1. Wichtige Randbedingungen 2. Erfassung Ist-Zustand 3. Identifikation relevanter Wärmeverbraucher 4. Auswahl geeigneter Integrationspunkte 5. Vorauslegung Kollektorfläche und Speicher 6. Ertragsabschätzung 7. Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 8. (Detail-)Planung 9. Anhang 31

32 Beispiel 32

33 Gliederung Einführung Anwendungen in Deutschland Anwendungen International Leitfaden zur Vorplanung Zusammenfassung 33

34 Zusammenfassung Vielversprechendes Anwendungsgebiet und wachsender Markt in DE Konstanter Wärmebedarf über das Jahr führt zu höheren Erträge -> potentiell sehr geringe Wärmepreise Informationsdefizit bei potentiellen Kunden Bisher Schwerpunkt im Gewerbe (Wirtschaftlichkeitserwartungen Industrie) Machbarkeitsabschätzung bisher sehr aufwendig Vielen Dank für die Aufmerksamkeit 34

35 Hofmühl Brauerei Eichstätt Kombination mehrere Verbraucher Flaschenreinigung (> 90 C) TU Chemnitz Warmwasserbereitstellung ( C) Gebäudeheizung ( C) 735 m² CPC (515 kw), 110 m³ Speicher 35

36 360 kw th in Saignelegier (CH), T out = 125 C 630 m² zur Bereitstellung von Heißwasser 36 SPF HSR 36

37 Solare Prozesswärme in der Schweiz 360 kwth / 627 m 2 / 125 C / Wasser-Glykol-Gemisch 310 kwth / 580 m 2 / 150 C / Druckwasser 60 kwth / 115 m 2 / 180 C / Thermoöl Elimar Frank - SHIP - NTB- Folie 37 37

38 Nestle Waters Riad, Saudi Arabien Warmwassererzeugung für Flaschenwaschmaschine (70 C) 515 m² FK (360 kw), 15 m³ Speicher In Betrieb seit 01/2012 Millennium Energy Industries 38

39 Gatorade Pepsico Phoenix, AZ, USA Warmwasser für UO ( C) m² FK (2,7 MW), 115 m³ Speicher 1090 kwh/m² S.O.L.I.D. 39

40 Schokoladenfabrik (VAE) 510 m² Flachkollektoren Prozesswärme für verschiedene Verarbeitungslinien (Temperieren) Deckt 80 % des jährlichen Wärmebedarfs Einsparungen: 600 MWh/a 40