Abwasser- und Energiekonzepte für Brauereien Dr.-Ing. G. Seibert-Erling Brauerseminar Oettinger Brauerei am 17. September 2015 Bauerseminar der Oettinger Brauerei am 17.09.2015 Folie 1
zur Person Dr.-Ing. G. Seibert-Erling Maschinenbauingenieur Geschäftsführer der setacon GmbH Beratungsleistungen Umwelt, Verfahren, Energie Persönliches Mitglied in VDI und DWA Mitglied in folgenden Gremien - DWA FA KEK10 Energie - DWA KEK 10.2 Abwasserwärme - DWA AG 6.5 Durchmischung und Belüftung Folie 2
Brauerei - Energie - Klimaschutz - (Kosten) Folie 3
Stand der Technik - Konzepte - Wissenschaft Folie 4
Inhalt, Gliederung (1) Zum Aufwärmen... Verbraucher und Erzeuger, Happy Numbers",... (2) Energieeffizienz Drucklufterzeugung als Beispiel (3) Nachhaltigkeit Sparen Effizienzsteigerung Erneuerbare Energien (4) Energiekonzepte - Energieanalysen Methoden, Instrumente, Kennzahlen, Vorgehensweise (5) Zusammenfassung Folie 5
Aufwärmphase Folie 6
Energieerzeuger und -verbraucher Erzeuger/Verbraucher 15.000 km/a: ca. 1,7 kw Kraftwerk Kläranlage 100.000 EW Windrad Haushalt 6 Personen Spülmaschine Gefriertruhe (neu) Fax (alt) Kühlschrank Schnurloses Telefon Handy 2,5 Leistung W pro Min Einwohner Max im Mittel 800 MW 1000 MW 1000 MW 70 KW 500 KW 250 KW 0 500 KW 90 KW 30 W 20 KW 600 W 0 2800 W 32 W 1,7 W 375 W 21 W 13 W 10-20 W 1,4 W 17 W 13 W 209 W 10 W 2W 5W 3W 0 6W 0,25 W Folie 7
Energieverbrauch und Energiekosten Wer oder was verbraucht wieviel Energie pro Jahr? Was kostet wie viel pro Person/Durchschnittshaushalt (4 Personen)? 60 kwh/a Rettung der HypoRealEstateBank Stromkosten 2 kwh/a Stromkosten der Kläranlage EEG-Umlage Abwassergebühren 500 EUR/a 180 EUR/a 1.160 EUR/a iphone Kühlschrank (energieeffizient) Folie 8
(Energie-)Kosten für private Haushalte Verbrauchswerte Kühlschrank (energieeffizient) Kläranlage pro Person iphone 60 kwh/a 40 kwh/a 2 kwh/a Kosten pro Haushalt (4 Personen) Stromkosten 1.500 EUR/a EEG-Umlage 180 EUR/a Abwassergebühren 500 EUR/a Stromkosten der Kläranlage Rettung der HypoRealEstate-Bank 32 EUR/a 290 x 4 = 1.160 EUR Folie 9
Abwasser und Bier rein energetisch gesehen Abwasser Energieinhalt: Abwasseranfall: Bier 0,384 kwh/ew d 150 l/ew d spezifische Energie:2,56 Wh/l Alkoholgehalt: 5% bzw. 50 ml/l Dichte Alkohol: 0,78 kg/m³ somit 39 g Heizwert: 6,3 kwh/kg spezifische Energie:250 Wh/l Energie reicht für ½ Jahr Bauerseminar der Oettinger Brauerei am 17.09.2015 Folie 10
Energieeffizienz Folie 11
Ergebnisse Effizienzsteigerung Turboverdichter, Bj. 1978 Turboverdichter, Bj. 2006 Folie 12
Effizienzsteigerung Leistungsvergleich 1978 1990 2006 1000 VD01 und VD02 Leistungsaufnahme in kw 900 800 VD03 und VD04 700 600 VD05 500 400 300 200 100 0 0 10000 20000 30000 40000 Menge in cbm/h Folie 13
Nachhaltige Energiekonzepte Folie 14
Nachhaltigkeit ist das Gegenteil von Nach mir die Sintflut. 10.000 kwh Strom 16 MJ/kg = 6.000 kg x Stromverbrauch KW Strombezug EV U 25.000 kwh Primärenergie 10.000 kwh Wärme 250.000 kwh/a 25 Anhänger Eigenstromerzeugung KW 3.500.000 3.000.000 [kwh] 2.500.000 2.000.000 1.500.000 1.000.000 500.000 0 1999 100.000 EW x 2004 2005 Jahr 2,5 kwh/e a 2006 = Folie 15
Broteinheiten 16 MJ/kg = 6.000 kg x 8.000 Brote Anbaufläche Stromverbrauch KW Strombezug EV U Photovoltaik Eigenstromerzeugung KW 3.500.000 25 x 3.000.000 [kwh] 2.500.000 2.000.000 1.500.000 1.000.000 500.000 0 1999 100.000 EW x 2004 2005 Jahr 2,5 kwh/e a 2006 = 200.000 Brote 1 Mio. EUR Folie 16
Energiekonzepte Energieanalysen Folie 17
Systematische Energieanalysen Fachwissen - Beispiele - Hilfsmittel Handbuch Energie in Kläranlagen Musteranalysen Arbeitsinstrumente EDVProgramm NRW 1999: Handbuch Energie in Kläranlagen 2015: Arbeitsblatt DWA-A 216 Energiecheck und Energieanalysen 2015/16 Handbuch Energie in Kläranlagen - Neuauflage Bauerseminar der Oettinger Brauerei am 17.09.2015 Folie 18
Ergebnisse einer Energieanalyse Ist-Zustand IW Nach Umsetzung aller Maßnahmen RW besser als Idealwert schlechter als Richtwert 24 31 Gesamter spezifischer Stromverbrauch kwh/ew*a 10 15 20 25 30 18 35 23 Elektrizitätsverbrauch Belebung kwh/ew*a 5 10 15 20 25 30 35 40 450 475 450 475 30 31 Faulgasumwandlung in Elektrizität % 20 25 Spezifische Faulgasproduktion l/kg otr 400 425 58 500 78 Eigenversorgungsgrad Elektrizität % 0 20 40 60 80 100 120 autark Bauerseminar der Oettinger Brauerei am 17.09.2015 Folie 19
Verfahrensabläufe Energieverbrauch Bauerseminar der Oettinger Brauerei am 17.09.2015 Folie 20
Energetische Kennzahlen Bauerseminar der Oettinger Brauerei am 17.09.2015 Folie 21
Verbundprojekte Folie 22
Kläranlage München - Gut Großlappen Energetische Kenngrößen Ausbaugröße: 2 Mio. EW Gasanfall 11 Mio. m³/a Stromverbrauch ca. 50 Mio kwh/a Wärmebedarf ca. 16 Mio. kwh/a Energetische Perspektive Mitversorgung der Allianz-Arena, die noch ohne erneuerbare Energie konzipiert wurde (ErdgasRasenheizung) elektrische Leistung 12 MW Kälteleistung 3,2 MW Wärmeleistung 5,2 MW Bauerseminar der Oettinger Brauerei am 17.09.2015 1 km Folie 23
Kläranlagen und Ihre Umgebung Köln Flughafen Wahn Im Umkreis von weniger als 1 km vorgefunden: Kläranlage - Erschließungs-gebiet Kläranlage - Einkaufszentrum Hotel - Wohnanlage Frankfurt Infrafutur www.infrafutur.de Vielfalt der Akteuren, Innovations- und Qualitätswettbewerb, Demokratisierung der Ver- und Entsorgung Kläranlage - Fußballarena Kläranlage - Gewächshäuser Landesbehörde Schlosspark - Kläranlage 2 Wasserkraftanlagen Kläranlage - Sektkellerei Dezentralisierung verleiht Marktmacht auf den nationalen Märkten Kläranlage - McDonalds Gewerbegebiet positive Nettobeschäftigungseffekte Kläranlage - Fleischereibetrieb Import von Energie durch nationale Wertschöpfung reduzieren Bauerseminar der Oettinger Brauerei am 17.09.2015 Folie 24
Energierecht Januar 2015 EU RL 2009/72/EG EL BiMarkt ersetzt: RL 2003/54/EG RL 2009/73/EG EG BiMarkt ersetzt: RL 2003/55/EG RL 2006/32/EG Energieeff. und -dienstleistungen RL 2012/27/EU Energieeffizienz RL 2003/96/EG Besteuerung v. EG Erzeugnissen und elektr. Strom RL 2009/28/EG ern. Energien ersetzt: RL2001/77/EG + 2003/30/EG EU-Kom Vorschlag RL ern. Energien RL 2004/8/EG KWK BRD Gesetze EnWG Liberalisierung des Energiemarktes 06/2011 Atomausstieg EDL-G 2010 Effizienzgesetz StromStG 1999/2010 EnergieStG 03/2011 (wird noch verhandelt) Klimaschutzgesetz NRW Verordnungen BTOElt 2001 KAV 2006 AVBEItV 2002 NAV 2006 Gas NEV Gas NZV Strom NEV Strom NZV EEG 2011/2012 2000/2004 2009/2012 2014 EEG Wärme 2008 KWKG 2009/2012 Novellierung 01.01.2016 EEG-Monitoring 2016 StromStV 2011 EnergieStV 02/2012 BiomasseV 2001 Ausführung Nationale Regulierungsbehörde DIN-EN ISO 50001 Energiemanagementsystem Evtl. DIN EN 15900 Energieeffizienzdienstleistung Zuständigkeit/ Federführung BMWi BMWi Hauptzollamt Vergütung durch: Energiewirtschaft Steuertarif, Erstattung, Befreiung gemäß StromStG/MinöStG BMF Bauerseminar der Oettinger Brauerei am 17.09.2015 Nutzungsverpflichtung bei Neubauten Preis: festgelegt in EEG BMWi Vergütung durch Energiewirtschaft Preis: Baseload EEX BMWi BMWi Folie 25
Zusammenfassung und Ausblick Reinigung der Abwässer aus Brauereien ist energieaufwändig Neues Verfahren: Deammonifikation (geeignet für warmes Abwasser, hohe Kohlenstoffbelastung) Möglicherweise lohnt eine (Vor-)Behandlung mit Energiegewinnung (anaerobe Stufe) Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung hohe Einsparpotenziale! Verbundprojekte mit örtlichen Kläranlagen als Alternative Kläranlagenbetreiber suchen nach Energiesenken (Gas, Strom und Wärme) Starke Abhängigkeit von energierechtlichen Randbedingungen Wirtschaftlichkeit der Eigenerzeugung sorgfältig prüfen Bauerseminar der Oettinger Brauerei am 17.09.2015 Folie 26
Im (Ab-)wasser steckt unendlich viel Energie auch im Bier! Dr.-Ing. Gerhard Seibert-Erling Setacon GmbH Augustinusstrasse 9b 50226 Frechen Tel. (02234) 9880952 Kontaktaufnahme: g.seibert-erling@setacon.de Folie 27