Vortrag im Fraunhofer Institut Duisburg

Transkript

1 Vortrag im Fraunhofer Institut Duisburg Regenerativ-autarke Energieversorgung am Beispiel der Fa. Wulff Med Tec GmbH 100% regenerativ-autarke Eigenversorgung ist möglich Femak (Fachverband für Einkäufer, Materialwirtschaftler und Logistiker im Krankenhaus e.v. im Fraunhofer-inHaus-Zentrum Forsthausweg 1, Duisburg am 16. September 2014

2 Regenerativautarke Energieversorgung Inhaltsverzeichnis Kontakte Hinrich Wulff Geschäftsführer Wulff MED TEC GmbH Hennstedter Str Fedderingen / Heide Zentrale: Home-Office: Mobil: Fax: 04836/426 hinrich.wulff@wulff-med.de Internet: Dr.-Ing. Kai Hahn Geschäftsführer Tel: +49 (0) 5145 / Fax: +49 (0) 5145 / Mobil: +49 (0) 151 / Skype: HAPE-LA Hahn@HAPE-Ing.de Postanschrift: HAPE Postfach Lachendorf Gliederung Einleitung Kurze Firmendarstellung (Eindruck / Hintergrund) Grundidee (ökologischer Ansatz) Ausgangssituation (Energiebedarf der Wulff Med Tec) Chronologie zur Erreichung der autarken Energieversorgung Eckdaten der Einzelmaßnahmen Erfüllungsgrad der regenerativen, autarken Energieversorgung Ausblick Zusammenfassung Kurzbeschreibung der HAPE Ingenieurgesellschaft 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 1

3 Einleitung Regenerativautarke Energieversorgung Einleitung Vortrag ist ein Beitrag mit dem Schwerpunkt Energieversorgung für das Krankenhaus der Zukunft Darstellung erfolgt am Beispiel eines Zulieferers für Krankenhäuser Vorteil: Durch die Wahl eines kleineren Betriebes (mit schnell überschaubaren Arbeitsabläufen) ist das vorgestellte Beispiel und seine Übertragbarkeit einfach zu überschauen Ziele des Vortrags Mit dem Vortrag soll vermittelt werden: Übertragbarkeit auf andere gewerbliche Bereiche und das Krankenhaus der Zukunft ist möglich Skalierbarkeit auf größere Einheiten ist möglich Erweiterbarkeit um individuelle Anforderungen anderer Branchen (wie dem Krankenhaus der Zukunft z.b. Kälteeinsatz) ist gegeben 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf.

4 Kurze Firmendarstellung Ziele der Firmendarstellung Regenerativautarke Energieversorgung Wer ist die Firma Wulff Med Tec? 1. Was macht Wulff Med Tec? 2. Wie sieht die Produktion aus? HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf.

5 Kurze Firmendarstellung Eckdaten der Fa. Wulf Visuelle Eindrücke Regenerativautarke Energieversorgung Herstellung von Klinikmatratzen Herstellung von Komfortmatratzen (Privatbereich) Herstellung von Zubehör (Positionierungshilfen, Kissen etc.) Gesamtfläche > m² (Lager davon > 50%) Produktionsleistung p.a.: Matratzen Positionierungshilfen Schutzbezüge 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf.

6 Kurze Firmendarstellung Visuelle Eindrücke Visuelle Eindrücke Regenerativautarke Energieversorgung 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf.

7 Grundidee (ökologischer Ansatz) Regenerativautarke Energieversorgung Grundidee allgemein Klimawandel: weg von konventioneller (umweltbeeinträchtigender) Energieerzeugung Hin zu nachhaltigen Energiequellen für den Schutz der Umwelt Kommunaler Trend: Energiebedarf wird komplett aus regenerativer Energie gedeckt ( München ) Nachteil: Regenerative Idee geht zu Lasten anderer Kommunen Modell nicht beliebig anwendbar (Flächenverbrauch) Ökologisches Handeln im Einklang mit sozialen Interessen der MA und ökologischen Erfordernissen der Zeit langfristiger unternehmerischer Erfolg Für ökologische Produkte ist ein ganzheitlicher Ansatz nötig: Einführung ökologischer Aspekte überall in der Produktion wo möglich Ökologisch sinnvolle Energieversorgung (ohne umweltbeeinträchtigende Energieerzeugung) Ökologischen Gedanken in die Mitarbeiterschaft transportieren ( ökologisch verständige MA produzieren ökologische Produkte ) Vorteil: Regenerative Versorgung aus sich heraus, d.h. ohne Inanspruchnahme Anderer D.h.: gewähltes Modell ist in unbegrenzter Anzahl nachahmbar Ziele: Grundidee WULFF Med Tec GmbH CO 2 -neutrale Herstellung der Produkte 95% autarke, regenerative Energieversorgung 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf.

8 Ausgangssituation (Energiebedarf) Eckdaten Daten 2013 und 2014 Regenerativautarke Energieversorgung Energiebedarf Werk: ca kwh (2014) Energieverbraucher: Heizung Beleuchtung Maschinen Gesamterzeugung (PV): ca kwh Davon nutzbar für Eigenversorgung: ca kwh Jährlicher Verbrauch 2013 kwh PV-Erzeugung (nur (nur Anlage 3) 2014 (1.HJ) kwh Einspeisung Verbrauch Erzeugung aus KWK Bezug EVU Gesamtverbrauch Anteil Eigenerzeugung 37 % 45% 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf.

9 (energetische) Meilensteine Regenerativautarke Energieversorgung Maßnahmen zur autarken Versorgung Installation 1. PV-Anlage Hallenerweiterung inkl. Fußbodenheizung u Luft-Wärmepumpe (WP) Einbau BHKW Dachs inkl. Brennwerttherme Anschaffung von2 E-Autos Installation 3.PV-Anlage Installation 2. PV-Anlage, WRG-Anlage + 3. Luft-WP Batteriespeicher Umstellung auf LED E-Bikes für Mitarbeiter Ausbau BHKW, 4. Luft-WP 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf.

10 Regenerativautarke Energieversorgung 2005: BHKW Dachs Energetische Eckpunkte KWK-Anlage (Gesamt-Wirkungsgrad 90%) Brennstoff Gas Typ Dachs HKA Inkl. Speicher (1.500 l) zur Wirkungsgraderhöhung eines der ersten verfügbaren Mikro -BHKW el. Leistung 5,5 kwel th. Leistung 12,5 kwth Vorreiter-Rolle 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 9

11 Regenerativautarke Energieversorgung 2007: Luft-Wärmepumpe Energetische Eckpunkte Einsatz für Näherei und Büro 75% der Wärme werden der Außenluft entzogen Antriebsenergie: Strom Betrieb mit Wärmespeicher Betrieb für Fußbodenheizungen Umschaltung im Sommer auf Kühlung Lieferant der Anlage Stiebel Eltron 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 10

12 : Installation 1. u. 2. PV-Anlage Energetische Eckpunkte Leistung Anlage 1: 16,5 kwp Leistung Anlage 2: 91,5 kwp Regenerativautarke Energieversorgung 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 11

13 Regenerativautarke Energieversorgung 2011: Installation 3. PV-Anlage Energetische Visueller Eindruck Eckpunkte Synergieeffekt Synergie aus Kopplung Produktionsablauf und Energieerzeugung: Gestaltung der neuen Halle (2011) als Pulthalle Entladen der Schaumstoffballen aus Press-LKW unter Dach mgl. Pultdach ideal für PV-Anlage 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 12

14 Regenerativautarke Energieversorgung 2011: Installation 3. PV-Anlage Visueller Eindruck Energetische Eckpunkte Leistung PV-Anlage 3: 310,56 kwp Vollbenutzungsstunden (Vb-h): 965 h Ermöglichung durch Neubau großer Lagerhalle 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 13

15 2011: Installation 3. PV-Anlage Umrichterstation MS- und NS-Schaltanlage Regenerativautarke Energieversorgung 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 14

16 2012: Anschaffung E-Autos Visueller Eindruck Energetische Eckpunkte Fiat Fiorino E (Karabag) (Dauer-)Leistung Regenerativ- 30 kw (41 PS) (Kurzfrist-)Leistung autarke Energie- 60 kw (82 PS) Höchstgeschwindigkeit 115 km/h versorgung Reichweite 100 km (praktisch) Akkutyp: Li-Polymer 20,7 kwh Ladezeit 7 h (3,5 h bei 9kW/400V-Anschluss) Ladespannung: 230 V (Standardsteckdose) Fiat 500 E (Karabag) Dauer-Leistung 16 kw (21 PS) Kurzfristleistung 28 kw (38 PS) Höchstgeschwindigkeit 100 km/h Reichweite 60 km (praktisch) Akkutyp: Li-Polymer 11 kwh Ladezeit 6 h (3 h bei 9kW/400V-Anschluss) Ladespannung: 230 V (Standardsteckdose) 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 15

17 2012: Anschaffung E-Bikes Visueller Eindruck Energetische Eckpunkte E-Bikes (Pedelec) Anzahl: 21 Regenerativ- Dauer-Leistung max. 250 W autarke Energie- Höchstgeschwindigkeit max. 25 km/h versorgung Reichweite 60 km (mit Unterstützung) Ladespannung: 230 V (Standardsteckdose) Vermittlung ökologisches Verhalten bei Mitarbeitern 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 16

18 2013: Umstellung Beleuchtung auf LED Visueller Eindruck Energetische Eckpunkte Umrüstung auf LED Einbau entspiegelter Rasterdeckenleuchten Regenerativ- Beleuchtungsdauer ca. 8-9 h pro Tag autarke Energie- (Näherei) versorgung Austausch in allen Bereichen, auch Lagerhallen Einsparung Strom ca. 50 % (gegenüber T8Röhren mit EVG) 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 17

19 2013: Ausbau BHKW (Dachs) Installation 4. Luft-Wärmepumpe Ausbau Dachs Energetische Eckpunkte (Luft-WP) Regenerativautarke Energieversorgung 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 18

20 Einbau Batterie-Speicher Visueller Eindruck Energetische Eckpunkte Wirkungsgradsteigerung durch verbesserte Batterietechnik. Regenerativ- Verwendung von Lithium-Eisenphosphat autarke Energie- Batteriekapazität: 60 kwh versorgung Nutzkapazität: 43,3 kwh 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 19

21 Einbau Batterie-Speicher - Montage Visuelle Eindrücke vom Montagestart Regenerativautarke Energieversorgung 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 20

22 Stromspeicher Aktuelle Meldung zu Stromspeichern Bundesregierung setzt bisher auf die Förderung Regenerativ- von Stromspeichern Hintergrund Einsatz von Stromspeichern im großen Stil ist sehr kostenintensiv autarke Energie- Aktuell: FAZ online vom 14.9.: Studie der Denkfabrik Agora Energiewende: versorgung Stromspeicher in den nächsten 20 Jahren nicht notwendig Kosten der EEG-Umlage würden weiter steigen EEG 2014 hat aber das Ziel der Begrenzung der EEG-Umlagenerhöhung 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf.

23 Eckdaten der Einzelmaßnahmen Position Jahr Regenerativ- BHKW Dachs inkl. Brennwerttherme autarke Energie- Hallenerweiterung mit Fußbodenheizung versorgung Leistung Arbeit kwp kwh/a ,5 kwel Bemerkungen V-Stunden Keine Einzelerfassung 2007 und Luftwärmepumpe 1. PV-Anlage , üblich 70%Pn bei 900 Vb-h 2. PV-Anlage , nur Ausspeisung 3. PV-Anlage ca. 965 Vb-h Anschaffung von 2 E-Autos kwmech bei km/a Ausstattung MA mit E-Bikes 2012 Umstellung Beleuchtung auf LED Einsparung Ausbau Dachs, Einbau 4. Luftwärmepumpe 2013 Keine Einzelerfassung Einbau Batteriespeicher 2014 erfolgt Sep/Okt üblich in Deutschland 70% von Pn bei 900 Vb-h 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf.

24 Erfüllungsgrad der regenerativen, autarken Energieversorgung Verbrauch (1.HJ) kwh kwh Regelungsoptimierungen Jährlicher Einbau Batteriespeicher Regenerativautarke Energie- PV-Erzeugung versorgung (Anlage 3) Einspeisung Verbrauch Erzeugung KWK Bezug EVU Gesamtverbrauch Anteil Eigenerzeugung % % 55% 65% HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. regenerativ-autarke Energieversorgung bereits von März bis Oktober möglich

25 Ausblick Weitere geplante Schritte Optimierung von Regelungen Regenerativautarke Energieversorgung Bau einer privilegierte Windmühle (Nennleistung bis 100 kw, kwh) Vorteil: In den sonnenarmen und gleichzeitig heizungsintensiven Wintermonaten von jeweils November bis Februar eines jeden Jahres tritt höchster Strombedarf auf: Deckung dann durch Windstrom und möglicherweise zusätzliche Erweiterung des Batteriespeichers Anwendung weiterer Speichertechnologien: Wärmespeicher H2-Erzeugung durch Elektrolyse aus PVÜberschussstrom (Antrag zur Förderung Pilotprojekt zur Aufstellung einer Elektrolyseeinheit gestellt) Austausch Diesel-Tankstelle gegen H2- Tankstelle Anschaffung von E-Autos als Speicher für MA Haushalte: Batteriespeicher auf Rädern 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf.

26 Zusammenfassung Vorteile (zusammengefasst) Autarke Versorgung mit regenerativer Energie Regenerativautarke Energieversorgung ist mit am Markt vorhandenen Systemen möglich. Das vorgestellte Konzept ist unabhängig vom Produkt: Es kann auf die meisten gewerblichen Betriebe übertragen werden. Autarke Versorgung mit regenerativer Energie ist auch bei kleinen Unternehmen machbar. Nachteile Gesetzgeber ändert Bedingungen zu häufig. Gesetzgeber hat primär nicht die autarke Energieversorgung mit regenerativer Energie im Sinn (mit EEG 2014 Abkehr von der Förderung der Selbstversorgung). Durch häufige Gesetzesänderungen steigt der Beratungsaufwand exponentiell, um Lösungen wie die vorgestellte realisieren zu können HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf.

27 Unsere Kompetenzen (Auszug aus der Expertise) energie- u. betriebswirtschaftlich Regenerativautarke Energieversorgung ingenieurtechnisch Unternehmensberatung / Energy Consulting Genehmigungsplanung Großprojektfinanzierung Kraftwerksplanung Wirtschaftlichkeitsberechnung (bankability) Verfahrens-, Elektro-, Bauplanung Strom- und Gasbeschaffung Automatisierungsplanung Termin- u. Projektkoordination allgemein Netzwerk Fachleute aus Energiesektor Fachleute aus Ingenieursektor Fachanwälte Erfahrungskombination aus Anlagenplanung und Energiebeschaffung Industrie- und Betriebserfahrung fließt in Planungen ein Spezialisierung auf kleinere Anlagen Umfassender Überblick über Energiemarkt 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 26

28 Unsere Kompetenzen das HAPE Netzwerk EnergieManagement Regenerativautarke Energie- Kraftwerks - planung Elektrotechnik Durchleitungsmanagement versorgung Vertragsgestaltung Automatisierungsplanung HS-Netzplanung HAPE Netzwerk Genehmigungsplanung Terminplanung Bauleit- u. Entwicklungsplanung Bauplanung Infrastrukturplanung Energieu. Verfahrenstechnik 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 27

29 Geschäftsfelder Regenerativautarke EnergieStrategieberatung & Umsetzungsplanung versorgung Customer Consulting Owner s Engineering Projektentwicklung 1. Kraftwerksplanung konventionell /regenerativ Arbeitsgebiete Kostenschätzungen Leistungsumfang Beratung Machbarkeitsstudien Vertragsverhandlungen Gutachten 3. Energieberatung Wirtschaftlichkeitsberechnungen 4. Prozessdaten- Due-Diligence-Prüfung Umsetzungsbetreuung Genehmigungsplanung Ausführungsüberwachung Investitionsprojekte Projektumsetzung Energieberatung Abnahmekoordination Prozessoptimierung Dokumentation 2. Anlagen- / Bauplanung - visualisierung - speicherung 5. Implementierung Energiemanagementsystem EN / ISO Planung Kontakt: HAPE - Postfach Lachendorf - Büro: Celler Straße Lachendorf Tel: / Fax / Mobil 0151 / Skype HAPE-Ing - Mail Hahn@HAPE-Ing.de 2014 HAPE Hahn Process engineering, Celler Straße 14, Lachendorf. 28