Ressourceneffizienzpotenziale erkennen: Stoffstromnetzbasierte Material- und Energieflussanalysen am Beispiel eines KMU aus Baden-Württemberg

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Hans Lehmann
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1 Ressourceneffizienzpotenziale erkennen: Stoffstromnetzbasierte Material- und Energieflussanalysen am Beispiel eines KMU aus Baden-Württemberg Dr. Tobias Viere,

2 ifu (Institut für Umweltinformatik) Hamburg GmbH We enable Sustainable Production. This is our passion! Softwareentwicklung und -customizing Schulung & Beratung Forschungspartner von Industrie und Wissenschaft

3 Unsere Werkzeuge und Lösungen Life Cycle Assessment & Ressourceneffizienz Carbon Footprints & Energiemanagement Mit Sankey-Diagrammen überzeugen Corporate Carbon Footprints einfach bilanzieren Open Source Software Platform for.net LCA Datenbank Vertrieb & Technologie Partner Gartner, Inc., Cool Vendors in Green IT and Sustainability, 2012, Simon Mingay, Stephen Stokes, April 26, Gartner does not endorse any vendor, product or service depicted in its research publications, and does not advise technology users to select only those vendors with the highest ratings. Gartner research publications consist of the opinions of Gartner's research organization and should not be construed as statements of fact. Gartner disclaims all warranties, expressed or implied, with respect to this research, including any warranties of merchantability or fitness for a particular purpose.

4 Stoffstromnetzbasierte Material- und Energieflussanalysen - Theorie Verständnis betrieblicher Material- und Energieflussanalysen als Messung, Bereitstellung, Simulation und Bewertung produktionsund produktbezogener Material- und Energieflüsse für Ressourceneffizienz- und Nachhaltigkeitsentscheidungen. Übergeordnete Konzepte: Industrial Ecology (z.b. Frosch 1992), Life Cycle Assessment (z.b. ISO 14040/44), Material Flow Analysis (z.b. Brunner & Rechberger 2003), Environmental Accounting (z.b. Schaltegger & Burritt 2000). Spezifische Methodik: Stoffstromnetzbasierte Material- und Energieflussmodellierung und Ökobilanzierung (insb. Möller 2000). Brunner, P.H. & Rechberger, H. (2003): Practical handbook of material flow analysis, Boca Raton, Florida: Lewis Frosch, R.A. (1992): Industrial ecology: A philosophical introduction, National Academy of Sciences, Vol. 89, ISO 14040: Environmental management - Life cycle assessment - Principles and framework ISO 14044: Environmental management - life cycle assessment - requirements and guidelines Möller A. (2000) Grundlagen stoffstrombasierter Betrieblicher Umweltinformationssysteme, Bochum: projekt Verlag Schaltegger, S. & Burritt, R.L. (2000): Contemporary Environmental Accounting, Sheffield: Greenleaves.

5 Stoffstromnetzbasierte Material- und Energieflussanalysen - Praxisbeispiel Im Jahr 2009 wusste der Geschäftsführer der SWU Textil GmbH um die Bedeutung steigender Ressourcen- und Energiekosten bezweifelte aber, dass nach 150 Jahren Erfahrung in der Textilproduktion bei ihm noch viel zu holen ist und nahm trotzdem am BMBF-Vorhaben Energie- und hilfsstoffoptimierte Produktion teil (

6 Energie- und hilfsstoffoptimierte Produktion (EnHiPro)

7 Modellierung und Analyse Im Vorfeld Energieverbrauchsmessungen durch das IWF der TU Braunschweig Zweitägiger Workshop zur Datensammlung und Modellierung (Flowcharts) aller relevanten Material- und Energieflüsse sowie Kosten der Produktionssysteme Nachbereitung und Übertragung in der Software Umberto for eco-efficiency Fortlaufende Ergebnisdiskussion, Verfeinerung des Modells, Datenaktualisierung

8 Modellierung Stoffstrommodell der Standorte Waldkirch und Uhingen

9 Modellierung von Prozessen Beispiel Websaal - einfache Input/Output Prozessbeschreibung

10 Modellierung von Prozessen Beispiel Websaal Prozessbeschreibung mit Subnetzen

11 Modellierung von Prozessen Beispiel Dampferzeugung - parametrisierte, ingenieurstechnische Prozessbeschreibung

12 Modellierung und Visualisierung Standort Waldkirch Materialflüsse

13 Modellierung und Visualisierung Standort Waldkirch Energieflüsse

14 Bilanzierung

15 Bilanzierung

Materialverlustrechnung Materialflusskostenrechnung (MFCA) nach ISO 14051 Bestimmung

16 Materialverlustrechnung Materialflusskostenrechnung (MFCA) nach ISO Bestimmung abfallspezifischer Einsparpotentiale und Kosten Beispiel: Abfall Kämmerei (hoher Wiederverkaufswert) 280,350 kg

17 Ökologische Bewertung Product Carbon Footprints

18 Maßnahmenidentifikation Preisgestaltung gekämmte Produkte Recycling Schlichte Minimierung Schlichteeinsatz Eigene Entschlichtung Einkauf abfallarmer Baumwolle Minimierung sonstiger Abfälle Minimierung Verschnitt

19 Maßnahmenidentifikation Minimierung Abwärme Spinnsaal Wasserkraftwerk Abwärmenutzung, z.b. ORC, Nahwärme, Vorwärme Dampf Neue Druckluftleitungen Reduzierung Druckluftleckagen Optimierung Klimaanlage Austausch Motoren Spinnerei Optimierung Kompressorennutzung Änderung Arbeitszeiten Reduzierung Absaugerlaufzeit Reduzierung Druckluftleckagen Optimierung Umluftanlage

20 Maßnahmenbewertung Investitionskostenrechnung für Ressourceneffizienzmaßnahmen unter Berücksichtigung detaillierter Material- und Energieflussdaten sowie produktionssystembezogener Wechselwirkungen Beispiel Waldkirch Einbau effizienterer Motoren und Spindeln in einige Spinnmaschinen Isolierte Betrachtung negative Investitionsentscheidung (zu lange Amortisation) Systemische Betrachtung positive Entscheidung (akzeptable Amortisation bei zusätzlicher Berücksichtigung des Minderbedarfs Klimatisierung)

21 Ergebnisse (Zwischenstand) Material- und Energieffizienzsteigerungen an beiden Standorten Insgesamte Effizienzsteigerung >10%, > jährliche Einsparungen Fortführung der Maßnahmen auch nach Projektende Entwicklung einer Ressourceneffizienzkultur im Unternehmen Zusätzlich auch Außenwirkung (Reputationssteigerung)

Energiekosten kann auch nach 150 Jahren Erfahrung in der Textilproduktion noch zahlreiche

22 Stoffstromnetzbasierte Material- und Energieflussanalysen - Praxisbeispiel Im Jahr 2012 kennt der Geschäftsführer der SWU Textil GmbH die Bedeutung steigender Ressourcen- und Energiekosten kann auch nach 150 Jahren Erfahrung in der Textilproduktion noch zahlreiche Effizienzpotentiale heben und ist vom Nutzen der Material- und Energieflussanalysen überzeugt.

23 Weiterführende Informationen: Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt EnHiPro wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmenkonzept Forschung für die Produktion von morgen 02PO21201 gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt beim Autor.

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