Reitze TEC

Transkript

1 Chancen und Nutzen energieeffizienter, nachhaltiger Pumpen und Pumpensysteme Tatsache ist, dass Pumpen ca. 10% des gesamten Energiebedarfs beanspruchen! Reitze TEC Grundfos GmbH, Klaus Schröder

2 Energieeffizienz Heute handeln! Einstieg in das Thema Energy-Movement ErP-Richtlinie / Neue Wirkungsgradklassen für Elektromotore Lebenszykluskosten Bewertung von Energieeffizienz-Projekten Kapitalrendite Optimierung von Pumpenanlagen Praxisbeispiel Neue Torgauer Brauhaus GmbH

3 Gedankenanstöße zum Thema Energy- Movement Die Weltbevölkerung wächst kontinuierlich (heute etwa 6,6 Mrd.)

4 Gedankenanstöße zum Thema Energy- Movement 1,6 Mrd. Menschen leben ohne Strom

5 Gedankenanstöße zum Thema Energy- Movement Die Welt hungert nach Energie

6 Energiepolitik der Europäischen Union: Initiative Reduktion der Treibhausemissionen gegenüber dem Niveau von 1990 um 20% (evtl. 30 %). Steigerung des Anteil der Erneuerbaren Energien am Gesamtverbrauch auf 20%. Verbesserung der Energieeffizienz um 20%. Wichtig ist zudem die Verringerung der Energieeinfuhren in die EU. Quelle:

7 Senkung des Energieverbrauchs Die Senkung des Energieverbrauchs ist eine der größten Herausforderungen bei der Bekämpfung des Klimawandels Pumpen spielen dabei eine bedeutende Rolle

8 Energieeinsparpotenzial Viele wissen nicht, dass Pumpen 10% des elektrischen Weltenergiebedarfs verbrauchen.

9 Energieeinsparung durch Umstellung auf hocheffiziente Motorentechnik: Energieeinsparpotenzial Häuslicher Energieverbrauch von 83 Millionen Menschen des jährlichen EU-weiten Stromverbrauchs.

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11 Heute Geringes Einsparpotential Verfügbar, aber geringe Auswirkung: Energiesparlampen Weiße Ware (A,B,C Label) Kaltwäsche(Do 30 C) Etc Windturbinen Elektrofahrzeuge Solarenergie NOW Meet the energy challenge Hohes Einsparpotential Zukunft

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14 Die neue EU Verordnung 640 Die neue Eu-Verordnung wird bald in Kraft treten und in Bezug auf Pumpen und Motoren in drei Schritten zu Verbesserungen führen 2011 Ab dem 16. Juni 2011 müssen alle Motoren die IE2- Norm erfüllen 2015 Ab dem müssen alle Elektromotoren von kw entweder die IE3 Norm oder die IE2 Norm unter Verwendung eines Frequenzumrichters erfüllen 2017 Ab 2017 müssen alle Elektromotoren von kw entweder die IE3 Norm oder die IE2 Norm unter Verwendung eines Frequenzumrichters erfüllen BEREITS HEUTE 2020 Jährliche Energieeinsparun gen von 135 TWh und einer jährlichen Reduktion der CO 2 Emissionen um 63 Millionen Tonnen

15 Bewertung der Lebenszykluskosten Anschaffungskosten ca. 8% Werden überproportional bei der Beschaffung berücksichtigt. Nachträgliche Anschaffungskosten (Instandhaltung) ca. 10% Reduzierung der Instandhaltungskosten durch verlängerte Gewährleistungsfristen Energiekosten ca. 82% Optimieren Sie den größten Kostenblock im Rahmen der Beschaffung! IE 2(EFF1) > IE 3 (EuP 2009/125/EG) Verwendung von frequenzgeregelten Pumpensystemen zur Energieeffizienz Pumpenauslegungen am tatsächlichen Bedarf 82% Lebenszykluskosten eines Pumpensystems Anschaffungskosten Betriebskosten 8% Quelle: Bayrisches Landesamt für Umwelt 10% Instandhaltungskosten Hinweis: Im deutschen Handelsrecht sind Anschaffungskosten in 255 Abs. 1 HGB geregelt.

16 Bewertung von Energieeffizienz- Projekten Die Betriebswirtschaft bewertet Investitionen nach Amortisationszeit (AMZ), sprich den Return of Investment (RoI). Ist die Betrachtung wirklich richtig? AMZ beschreibt den Zeitraum bis wann sich die Investition wieder einspielt AMZ ist aus betriebswirtschaftlicher Sicht ein Risikomaß und kein >> Rentabilitätsmaß << Langfristige Investitionen, wie Investitionen im Energiebereich, die sich durch lange Nutzungsdauer auszeichnen, weisen hohe Einsparungspotentiale auf. Die AMZ- Betrachtung verhindert dies! Geeignetes Rentabilitätsmaß Die Kapitalrendite

17 Bewertung der Kapitalrendite Quelle: Dr. Dirk Köwener, BSR Sustainability GmbH, Bay. Landesamt für Umwelt Angenommen wird eine konstante Energiekosteneinsparung über die gesamte Systemnutzungsdauer Verzinsung wurde nicht berücksichtigt

18 Optimierung von Pumpenanlagen Warum? 2/3 aller Pumpen verbrauchen bis zu 60% zu viel Energie, weil: Pumpe ist größer als erforderlich Pumpe läuft mit fester Drehzahl bei variablen Fördermengen Antriebsmotor ist ineffizient Pumpe ist verschlissen Installation ist ungünstig

19 Optimierung von Pumpenanlagen Wie? Bestandsaufnahme des bestehenden Pumpensystems Es werden Sensoren, Messgeräte und Datenlogger in der Anlage installiert, um genaue Aussagen treffen zu können Es werden Fördermengen und Energieverbrauch des bestehenden Systems gemessen Es wird ermittelt, ob es günstiger ist zu energieeffizienteren Pumpen zu wechseln Es optimiert die Investitionskosten durch die Darstellung der Amortisationszeiten im Vergleich zur momentanen Situation

20 Praxisbeispiel Neue Torgauer Brauhaus GmbH Produktion von Bier und Softdrinks

21 Praxisbeispiel Neue Torgauer Brauhaus GmbH Systematische Aufnahme der 68 installierten Pumpen in der Produktion. Produktpumpen und Sekundärpumpen.

22 Praxisbeispiel Neue Torgauer Brauhaus GmbH Festlegung der näher zu untersuchenden Systeme: Kühlturmpumpe Kesselwasserspeisung Brunnenpumpe Filterpumpe Betriebswasser Betriebswasser kalt Messung von Fördermengen und Energieverbrauch. Auswertung und Ermittlung von Einsparpotential und Investition.

23 Neue Torgauer Brauhaus GmbH Pumpenoptimierung Projektleiter: Braumeister Manuel Hammerschmidt

24 Unternehmen Mittelständige Spezialitätenbrauerei 40 Mitarbeiter Hektoliter/a Produkte Bier u. Biermixgetränke Spezialitäten: Doppel- Caramel sowie Zille s Fassbrause Das Unternehmen feierte im Sommer 2010 sein 110-jähriges Jubiläum.

25 Ausgangsposition Optimierung am Beispiel Kühlsystem Ergänzende Erfahrung Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

26 Ausgangsposition Energiebedarf und Kosten: Gesamtverbrauch 1.3 Mio. kwh/a EUR 100 % Pumpen, Gesamt kwh/a EUR 33 % Pumpen, Projekt kwh/a EUR 7 % Pumpen verbrauchen im Prozess 1/3 des gesamten Energiebedarfs In der Vergangenheit haben wir permanent den Brauprozess optimiert! Das Projekt zeigt interessante verborgene Einsparungspotentiale.

27 Ausgangsposition

28 Ausgangsposition Optimierung am Beispiel Kühlsystem Ergänzende Erfahrung Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

29 Optimierung Kühlturmpumpe Beschreibung des Systems-Iststand: Offenes Kühlsystem für die Kühlung von Luftverdichter/-trockner Kälteverdichter Pumpenzustand: Pumpen ca. 20 Jahre in Betrieb 2 Pumpen, Betrieb und Standby Betriebsart: Permanentbetrieb, ungeregelt Systemeffizienz unzureichend! z.b. bei Außentemperatur +20 Grad Celsius delta T = 0,3 K

30 Optimierung Kühlturmpumpe Vorstellung Betriebsparameter: Pumpen arbeitet permanent mit dem gleichen Betriebspunkt (einmalige Messung) Volumenstrom von 13,5 m³/h Leistungsaufnahme von 3,35 kw Ausgangsdruck von 3,55 bar Gesamtförderleistung 35 m Wirkungsgrad von 38 % Die Kühlturmpumpen sind mit ca kwh der größte Stromverbraucher

31 Optimierung Kühlturmpumpe Alte Anlage Neue Anlage

32 Optimierung Kühlturmpumpe Optimierung Kühlwassersystem durch Austausch Kühlwasserpumpen Energie-/Funktionsoptimierung Einsatz einer frequenzgeregelter, energieeffizienten Druckerhöhungsanlage mit 2 Pumpen, mit integriertem Schaltschrank u. Regler Regelung auf konstante Temperatur (ca. 30 Grad Celsius) am Eintritt Kühlturm Auslegungsdaten: Leistung Anlage: 13,5 m 3 /h bei einer Förderhöhe von 27 m Leistung Pumpe Leistung Pumpe: 8,1 m 3 /h bei einer Förderhöhe von 27 m Kühlturmleistung: 5-20 kw Die verfügbaren Pumpen (2 mehrstufige CR-Pumpen) werden aus Sicherheitsgründen im Wechselbetrieb gefahren. Die Störumschaltung erfolgt automatisch System wird auf eine min. Leistung von 5m 3 justiert Energieeinsparung ca kwh/a

33 Ausgangsposition Optimierung am Beispiel Kühlsystem Ergänzende Erfahrung Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

34 Ergänzende Erfahrungen Regelmäßige Anlagenbegehung durchführen! Überprüfung der Betriebszustände (Automatikstellung der Steuerungen in Betrieb) Funktionsprüfung der Systeme Dichtigkeitsprüfungen Über einfache, visuelle Systemprüfungen können Energiekosten eingespart werden. Brunnenwasserpumpe mit geringer Einschaltdauer (14%) ist wegen energetischer Optimierung bei Defekt auszutauschen. Ein sofortiger Austausch ist nicht rentabel.

35 Ausgangsposition Optimierung am Beispiel Kühlsystem Ergänzende Erfahrung Wirtschaftlichkeitsbetrachtung

36 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Energie-/Kostenvergleich vor-/nach Optimierung Einsparungspotentiale wurden errechnet Die erforderlichen Investitionen sind ab 2011 geplant

37 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Zusammenfassung der Projektergebnisse: Es war für mich erstaunlich, wie viel Energie und CO 2 allein durch die Optimierung von Pumpensystemen eingespart werden kann! Gerade vor dem Hintergrund steigender Energie- und Rohstoffpreise war das Projekt besonders sinnvoll.

38 Neue Torgauer Brauhaus GmbH Pumpenoptimierung Welche Fragen dürfen wir Ihnen beantworten? Wir bedanken uns für Ihre freundliche Aufmerksamkeit!