Energieverbräuche in landwirtschaftlichen Stallgebäuden Ortsüblicher Strom- und Wärmebedarf je Tierplatz und mögliche Schwachstellen Dr. Joachim Matthias Infoveranstaltung Energieeffizienzverbesserung in Stallgebäuden 03. Juni 2013 Seminarzentrum velcrea, Klosterhof 10 in Willebadessen Joachim Matthias 1
der Druck Dr. Joachim Matthias 2
Das erste Ziel ist die vergleichende Bewertung des Energieverbrauchs Dr. Joachim Matthias 3
Ø-Energieverbrauch* in der Innen- und Außenwirtschaft Dr. Joachim Matthias 4
Spezifischer Energiebedarf Abferkelbucht Ferkelaufzucht Zuchtsauenplatz Mastschweineplatz kwh/platz kwh/platz kwh/platz kwh/platz Wärme Anzahl 198 191 125 166 Mittelwert 652 124 276 50 Max 2891 395 879 1021 Min 54 10 24 3 LK-Durchschnitt 680 140 330 50 Strom Anzahl 200 194 171 175 Mittelwert 413 29 79 38 Max 1817 473 259 95 Min 51 6 20 8 LK-Durchschnitt 120 16 50 25 Joachim Matthias 5
aber bis zum Vergleich mit diesen Kennzahlen ist es meistens ein weiter Weg Dr. Joachim Matthias 6
Betriebsleiterhaus alter Familienbesitz (z.b. Bruchstein, Fachwerk oder Denkmalschutz Dämmung nur bedingt möglich) 25 Jahre alte Ölheizung Einsatz von Holz im Kamin/Kaminofen Entfernte Wasserstellen mit Elektrodurchlauferhitzer Dauerlaufende Computer der Kinder Sauenstall Beheizung mit Gastherme über Delta/Twinrohre und Fußbodenheizung im Ferkelbereich Klimacomputer-Heizung-Lüftung Altenteiler KfW Effizienzhaus 85 (EnEV 2009) Fußbodenheizung, WP Nachbar mit Biogas/Biomasseanlage Angebot von Fernwärme Mastschweinestall Beheizung mit Gaskanone PV auf dem Dach Dr. Joachim Matthias 7
Der erste Schritt: Die Betriebsübersicht (1) Adresse: Name:. Vorname: Straße / Nr.:... PLZ / Ort:. Tel.:. Handy:.... Fax: E-Mail:..... Betr.leiterhaus: Beheizte Wohnfläche... m² Baujahr. Anz. Personen.. Sonst. Häuser: Beheizte Wohnfläche... m² eig. Heizung. ja/nein Anz. Personen.. Viehhaltung: Betr.fläche: Milchvieh. Stallplätze Mastkälber. Stallplätze sonst. Rindvieh. Stallplätze Sauen. Stallplätze Ferkelaufzucht. Stallplätze Mastschweine. Stallplätze Legehennen. Stallplätze Masthähnchen. Stallplätze Mastputen. Stallplätze Ackerfläche.. ha Grünlandfläche. ha Forstfläche.... ha Sonderkulturfläche. ha Sonderkulturart:. Sonstige Produktionszweige... ha
Der erste Schritt: Die Betriebsübersicht (2) Jahres-Energieverbrauch gesamt (möglichst für 3 Jahre mit Jahresangabe) Verbrauch Kosten in Jahr...... Strom HT... kwh... NT... kwh... Diesel... Liter... Heizöl... Liter... Erdgas... kwh... Flüssiggas... l oder kg... Holz... rm oder t... Holzart... Hackschnitzel... m³ oder t... Sonstige...... Dr. Joachim Matthias 9
Energiearten - Umrechnungen: Heizöl 1 kg = 11,87 kwh 1 l = 0,85 kg Heizwert 10 kwh/l Erdgas 1 m³ Heizwert 10,4 kwh/m³ Flüssiggas Scheitholz Holz - Hackschnitzel Holzpellets (L-Gas oder H-Gas) 1l = 0,51 kg 1 kg = 1,96 l 1 rm Hartholz = 500 kg 1 rm Weichholz = 400 kg Heizwert 3,5 4,0 kwh/kg 1 srm Hartholz = 270 kg 1 srm Weichholz = 200 kg Heizwert 3,5 4,0 kwh/kg 1 t = 1.000 kg Heizwert 4,3 kwh/kg Heizwert 6,57 kwh/l Heizwert 12,87 kwh/kg Hartholz (bei 3,5 kwh/rm): Heizwert 1.750 kwh/rm Weichholz (bei 3,5 kwh/rm): Heizwert 1.400 kwh/rm Hartholz (bei 3,5 kwh/kg): Heizwert 945 kwh/m³ Heizwert 3.500 kwh/t (3,7 m³) Weichholz (bei 3,5 kwh/kg): Heizwert 700 kwh/m³ Heizwert 3.500 kwh/t (5 m³) Heizwert 4.300 kwh/t Dr. Joachim Matthias 10
erst wenn vergleichbare Maßstäbe vorliegen kann verglichen werden Dr. Joachim Matthias 11
Ø-Energieverbrauch* in der Innen- und Außenwirtschaft Dr. Joachim Matthias 12
Über dem Durchschnitt? Energiecheck! doch dazu muss der Betrieb in die einzelnen Produktionsrichtungen zerlegt werden Dr. Joachim Matthias 13
Vorliegende Checklisten, Verbrauchsbeurteilungen und Handlungsempfehlungen Betriebsübersicht Wohnhäuser Milchviehställe Kälbermastställe Sauenställe Ferkelaufzuchtställe Schweinemastställe Legehennenställe Mastgeflügel Kaltställe Mastgeflügel Warmställe Außenwirtschaft Körnerkonservierung Kartoffellagerung Sonderbereich Erneuerbare Energien Sonderbereich Stromtarife Dr. Joachim Matthias 14
Beispiel Schweinestall Dr. Joachim Matthias 15
Betriebliche Situation Mastschweinestall (1) Haltung: mit Stroh O ohne Stroh O Mastabschnitt: Lebendgewicht bis ca. 45 kg O bis ca. 110 kg O Stallfläche: Länge. m Breite. m Traufhöhe. m Firsthöhe.m Tierbesatz: Stallplätze Mast Energieverbrauch (wenn getrennte Erfassung) Verbrauch Strom Verbrauch Brennstoffe HT.. kwh NT.. kwh Energieart Menge kwh.......... Joachim Matthias 16
Ausstattung Mastschweinestall (2) Heizungsanlage Bauart - Gaskanone O. kw (gesamt) - Gasstrahler O. kw (gesamt) - Gastherme (Konvektor) O. kw (gesamt) - Dunkelstrahler O. kw (gesamt) - Öl/Gas-Kessel O. kw - Öl/Gas-Niedertemperaturkessel O. kw - Öl/Gas-Brennwertkessel O. kw - Festbrennstoffkessel O. kw - Anschluss an Wohnhausheizung O. kw - BHKW O. kw (el) O. kw (therm) - Baujahr O. - Pufferspeicher O. L - O. kw Brenner Austausch - Baujahr O. Abgasverluste - über 12 % O - 9 12 % O - unter 9 % O Vorlauftemperatur - unter 55 C O - 55 70 C O - über 70 C O Joachim Matthias 17
Verluste, Wirkungsgrade Verteilverluste Abstrahlverluste Abgasverlust Betriebsbereitschaftsverlust Abstrahlverlust Quelle: Stiebel Eltron Joachim Matthias 18 Quelle: Brüggemann
Wirkungsgrade - Feuerungstechnischer Wirkungsgrad - Schornsteinfegermessung, CO 2, O 2, Temperatur - Kesselwirkungsgrad - Betriebsbereitschaftsverluste, Abstrahlverluste, Abgasverluste - Anlagenwirkungsgrad - Verteilverluste, Tauschverluste Neuer Kessel, 93% feuerungst. Wgr. 88% Kesselwirkungsgrad Alter Kessel, 91% feuerungst. Wgr. 68% Kesselwirkungsgrad Der feuerungstechnische Wirkungsgrad sagt nicht zwingend etwas über den Kessel- oder Anlagenwirkungsgrad aus! Joachim Matthias 19 Quelle: Brüggemann
Mastschweinestall (3) Ausstattung Wärmeverteilung Dämmung - keine O Heizungsrohre - nur Vorlaufleitung O - Vor- und Rücklaufleitung O Wärmeeintrag - Wickelfalzrohre O - Glattrohre O - Delta-Rohre / Twin-Rohre O - Radiatoren O - Fußbodenheizung O Stallklima Zuluft - Türganglüftung O - Strahllüftung O - Rieseldecke O - Rieselkanäle / Schlitzlüftung O - Sonstige.. Zuluftkühlung - Verdunstungskühlung O - Erdwärmetauscher O Lüftungsregelung - von Hand O - automatisch O Regelbereich - Regelbereich unter 2,5 K O Winterbetrieb - Regelbereich über 2,5 K O Joachim Matthias 20
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Ausstattung Mastschweinestall (4) Stallklima Ventilator - Phasenanschnittsteuerung O. kw - Frequenzumrichter O. kw - Trafosteuerung O. kw - Energiesparventilator O.. kw - Messventilator O.. kw Durchschnittsalter - unter 5 Jahre O Ventilator - 5 10 Jahre O - über 10 Jahre O Verminderung der - Drosselklappe O Luftrate - Gruppenschaltung O - Intervallbetrieb O Abluftanlage - dezentral O - zentral O - Überflur O - Kombination mit Unterflur O Abluftführung - Einströmbereich abgerundet O - Abdeckung Abluftschacht O - Weitwurfdüse O - Diffusor O - Abluftreinigung O Joachim Matthias 22
Ausstattung Mastschweinestall (4) Stallklima Wärmerückgewinnung - Zumischen von Abluft O - Plattenwärmetauscher O - Röhrenwärmetauscher O - Erdwärmetauscher O - Sonstige... Dämmung Wandmaterial -. Anteil*. % (+Flächenanteil) -. Anteil*. % -. Anteil*. % Wandaufbau- einschalig ohne Zusatzdämmung Anteil*. % - einschalig mit Zusatzdämmung Anteil*. % - mehrschalig ohne Zusatzdämmung Anteil*. % - mehrschalig mit Zusatzdämmung Anteil*. % - Sonstige Anteil*. % Wandstärke (gesamt) - unter 25 cm Anteil*. % - 25 35 cm Anteil*. % - 35 45 cm Anteil*. % - über 45 cm Anteil*. % - Dämmstoffdicke. cm Dämmung Sockel - keine O - mit O. cm Joachim Matthias 23
Ausstattung Mastschweinestall (5) Dämmung Dach- bzw. - ohne Dämmung O Deckendämmung - mit Dämmschicht bis 5 cm O - mit Dämmschicht über 5 cm O gedämmter Bereich O O Fenster - Verglasung einfach O - Verglasung zweifach O - Veglasung dreifach O Außentüren - ungedämmt O - gedämmt O Futteraufbereitung Mahlen - Hammermühle (Trockenvermahlung) O. kw - Hammermühle (Nassvermahlung) O. kw - Walzenmühle O. kw - Scheibenmühle O. kw Joachim Matthias 24
Kostenvergleich Hammermühlen Gebläselose Hammermühle 09 kwh/to Gebläsehammermühle 14 kwh/to Beispiel: Selbstmischer 75 % Getreide in der Mischung, 1000 MP 730 to Futter * 75 % 550 to zu mahlendes Getreide 550 to * 9 kwh/to * 0,18 /kwh 0.890 Mahlkosten 550 to * 14 kwh/to * 0,18 /kwh 1.390 Mahlkosten Differenz: 0.500 Auslauf Auslauf 45 in Trogschnecke* in Rohrschnecke* Auslauf in Spiralförderer* Gebläsehammermühle Gebläselose Hammermühlen Quelle: * Buschhoff, Mahl- und Mischtechnik LWK NS, Ley Maschinen GmbH
Ausstattung Mastschweinestall (6) Futteraufbereitung Mischen - Trockenfuttermischer O. kw - Feuchtgetreidemischer O. kw - Lohnmischer O - kein Mischen (Fertigfutter) O Fütterung Anlage - zentral (für Gesamtbetrieb) O. kw - dezentral (jeder Stall gesondert) O. kw Verteilung - Trockenfütterung von Hand O - Trockenfütterung mechanisch O. kw - Breifütterung O. kw - Flüssigfütterung O. kw Entmistung Festmist - mechanischer Schieber O. kw - Schlepper / Lader O Gülle - freier Abfluss O - mit Pumpe (Schlepperantrieb) O - mit Pumpe (E-Motor) O. kw Aufrühren (im Lager) Gülle - Rührwerk mit Schlepperantrieb O - Rührwerk mit E-Motorantrieb O Stallreinigung - ohne Einweichanlage O - mit Einweichanlage O HD-Reiniger - mobil O. kw - stationär O. kw Joachim Matthias 26
Kostenvergleich 1.000 Maststall; 2,7 Durchgänge; 90 kg Zunahme; Futterverwertung 3:1 Geförderte Futtermenge: 1.000 Mastplätze * 2,7 Durchgänge * 90 kg Zunahme/Tier * 3 kg Futter/kg Zunahme 730.000 kg Futter Förderart Futtermenge (kg) Stromverbrauch (Wh/kg) Stromverbrauch (kwh gesamt) Strompreis ( /kwh) Stromkosten ( gesamt) Druckluft 730.000 18,81* 13.730 0,185 2.540 Flüssigfütterung 730.000 02,97* 02.168 0,185 0.400 Seilförderer 730.000 01,08* 00.788 0,185 0.146 Spiralförderer 730.000 00,25* 00.183 0,185 0.034 * Quelle: G.Schmitt-Pauksztat, W. Büscher, Bonn Joachim Matthias 27 Quelle: Hoffrogge
für die Identifizierung von Sparpotenzialen ist der Weg beschrieben. für die Entwicklung von neuen Energieversorgungskonzepten und die Abschätzung möglicher Substitutionen durch regenerative Energien muss die Betrachtung noch differenzierter werden. Dr. Joachim Matthias 28
Jahresgang des Heiz-Energieverbrauches 120 kw 15 kw Quellen:B. Feller, LWK NRW Bernhard Pex, CARMEN Dr. Joachim Matthias 29
Alternative Energie und Energie Alternativen zur Erzeugung von Wärme und/oder Strom: - Biogas - Biomasse - Solarthermie - Wasserkraft - BHKW - Wärmepumpe - Windkraft - Photovoltaik Dr. Joachim Matthias 30
Energielehrschau seit 2006 auf Haus Düsse Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dr. Joachim Matthias 31