Energieeffizienz Die Kunst der kleinen Schritte

Fachvortrag der Energy Consulting Allgäu Referent: Matthias Voigtmann

Energie-Arena 4.11.2010 Lernende Energie Effizienz Netzwerke

Energy Consulting Allgäu

Für Unternehmer mit Weitblick

Ein Energieberatungsunternehmen zur Entwicklung von innovativen Strategien und Technologielösungen für Gewerbe- und Industriebetriebe

Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Fragen an den Unternehmer

Kennen Sie den gesamten Energieverbrauch Ihres Unternehmens?

in Euro in kWh nicht wirklich Sehen Sie Ihren jetzigen Energiebedarf als zu hoch an?

ja nein

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Energieeffizienz

Fragen an den Unternehmer

Steht in ihrem Unternehmen eine Optimierung der Anlagentechnik an?

ja nein Verfügen Sie über Energieabfälle, die bislang nicht genutzt werden, z.B. Wärmeenergie aus Abluft, Abgas, Abwasser, Motorenwärme?

ja nein

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Energieeffizienz

Fragen an den Unternehmer

Können Sie sich unter dem Begriff „Energiekreislauf“ ein konkretes Beispiel in Ihrem Unternehmen vorstellen?

ja nein

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Zielvorgabe für Industrie und Gewerbe

 Unser Ziel ist es, den Gesamtenergiebedarf eines Unternehmens langfristig zu reduzieren, Energie- bzw. Wasserkreisläufe zu schließen, oder auch ungewollte Energielasten zu erkennen, ins Gesamtsystem zu integrieren und gegebenenfalls gezielt abzuführen.

 Wir führen Bestandsaufnahmen durch und erstellen angepasste Energiekonzepte.

 Wir begleiten die Unternehmen langjährig bei der Umsetzung von Maßnahmen zur Energiekostenoptimierung .

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Zielrichtung einer nachhaltigen Energieeffizienzanalyse

 Frei von jeglichen Systemideologien das für das zu untersuchende Unternehmen größtmögliche Einsparpotential aufzuspüren, korrekt mathematisch zu berechnen und die real wirtschaftlich realisierbaren Einsparungen darzustellen.  Energetische Prozessoptimierung bedeutet, mit 20% Einsatz 80% des Energieeffizienzpotentials zu realisieren.

 Einen langjährigen betriebsinternen Leidfaden zu erarbeiten, welcher alle folgenden Maßnahmen und Investitions entscheidungen hinsichtlich des verfügbaren Energieeffizienz potentials berücksichtigt.

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Energieeffizienz

Definition nach Wikipedia

Steigerung der Effizienz

erhöht die Ausnutzung der aufgewendeten Energie (z.B. durch Steigerung des Wirkungsgrades ). Durch erhöhte Effizienz kann der Verbrauch häufig deutlich gesenkt werden.

Zur Effizienzsteigerung zählt auch die Nutzung bisher ungenutzter Energieanteile (z.B. zusätzliche Nutzung der Abwärme oder Wärmerückgewinnung ) Moderne Steuerungs- und Regeltechnik steigert die Effizienz der Verbraucher. Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Was es nicht ist! Definition nach Wikipedia  Die Nutzung

alternativer Energieformen

ist

keine Energieeinsparung

im eigentlichen Sinne. Durch dieses Vorgehen kann jedoch die ursprünglich eingesetzte Energieform reduziert oder gänzlich ersetzt werden. Zu einer Energieeinsparung kommt es dabei nur, wenn die Nutzung der neuen Energieform effizienter als die zu ersetzende ist.

(Stichwort:

Energiebilanz

).

Beispiele für die alternative Energienutzung sind:    Tageslicht statt elektrischer Beleuchtung Muskelkraft statt Motor Grundwasserkühlung anstelle von Kältekompressoren Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Was bedeutet eigentlich Effizienz?



Erreichen eines Zieles mit möglichst geringem Mitteleinsatz! Effektivität: Die richtigen Dinge tun Effizienz: Die Dinge richtig tun

Energieeffizienz heißt, die Energieverluste klein zu halten, also möglichst viel Nutzenergie aus der in ein Gerät oder eine Energiewandlungskette hineinge steckten Energie zu gewinnen.

(End-)Energieverbrauch-Senkung!

Effizienz ist ein Maß für die Wirtschaftlichkeit = optimales Verhältnis von Einsatz (Kosten) und Nutzen (Ertrag)

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Energiekosteneffizienz

Ein Beispiel zur Erklärung Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz Betriebswirtschaftlich betrachtet

 Jeder Euro, welcher durch Energieeffizienzmaßnahmen eingespart werden kann, führt zur Gewinnsteigerung in gleicher Wertigkeit.

 Eine gleichwertige Gewinnsteigerung durch Umsatzsteigerung würde 30% mehr Umsatz erfordern.

 Eingesparte Energiekosten sind langfristig und nachhaltige Gewinnmaximierungsmaßnahmen.

 Energieefizienzmaßnahmen erfordern eine andere Betrachtung als bisher. Die Lebenszykluserträge und kosten sind das Maß aller Dinge, nicht der Return Of Invest.

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Wie steigende Energiekosten Energieeffizienzmaßnahmen beeinflussen können

Entwicklung der Energiekosten ( €) bei 5%iger bzw. 10%iger Energiepreissteigerung

700 000 600 000 500 000 400 000 300 000 200 000 100 000 0 2009 2010 2011 2012 2013 ohne Optimierungsmaßnahmen (10%) ohne Optimierungsmaßnahmen (5%) 2014 2015 2016 2017 mit Optimierungsmaßnahmen (10%) mit Optimierungsmaßnahmen 5%) 2018 2019 Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Verknüpfungen der Energiesysteme am Beispiel eines Industriebetriebes el. Strom el. Strom Gebäudeerwärmung Lastmanagement Warmwasserversorgung Elektrische Pumpen Lüftungsanlagen Klimatisierung Trinkwasserbedarf Restaurant Küchentechnik Abwassereinleitung Energiemanagement Systeme Eigenstromerzeugung BHKW Energie Lieferverträge Warmwasserbedarf Elektrische Motoren Schwimmbad Sauna Wellnes Bedienungspersonal Controlling Gebäude Konstruktionen Bürogeräte EDV, Kopierer, … Beleuchtung Wartung Gebäudeisolierungen Wissensvermittlung Tageslichtnutzung

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  

Energieeffizienz

Verwendung der Ergebnisse auf andere Gewerbe- und Industriebetriebe Energieeffizienzpotentiale lassen sich grundsätzlich nur mathematisch erschließen.

Jedes Unternehmen hat seine eigenen spezifischen Effizienzpotentiale, selbst in produktionsgleichen Werken wird die Gewichtung immer unterschiedlich ausfallen.

Es ist nicht möglich, ermittelte Einsparpotentiale auf andere Betriebsstätten zu übertragen. Es ist aus betriebswirtschaftlichen Gründen zwingend erforderlich, jede technische Anlage für sich zu betrachten und neu zu berechnen.

Pauschale branchenspezifische Annahmen können erhebliche Fehlinvestitionsschaden verursachen.

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Energieeffizienz

Bestandsaufnahme und Energiekostenoptimierung für komplexe Gewerbe- und Industriebetriebe Komplexe Betriebe erfordern eine eigene spezielle Vorgehensweise:  Zu Beginn müssen

jeglicher

Energieeinsparmaßnahmen

alle

im Werksgelände vorhandenen Energieverbraucher identifiziert werden, um eine gezielte Konzentration auf die Bereiche zu ermöglichen, die eine hohe Energieeinsparung erkennen lassen.

 Das Ergebnis einer solchen Bestandsaufnahme wird in Form einer visualisierten Energieverbrauchsstruktur mit Hilfe eines

Energieflussdiagramms

dargestellt.

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Energieeffizienz

Bestandsaufnahme und Energiekostenoptimierung für komplexe Gewerbe- und Industriebetriebe 

Energetische Zustandsaufnahme

  Gebäudehülle Gebäudekonstruktion      Heizungssystem Wasser Ver- und Entsorgungssystem Lüftungssystem Elektrosystem Beleuchtungssystem   Ermittlung des Energiegesamtverbrauchs Berechnung von Energiekennzahlen und spezifischen Kennwerten Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Eine seriöse Bestandsaufnahme umfasst         Sämtliche relevanten Energieverbraucher Sämtliche Energieerzeugungsanlagen Sämtliche Energieversorgungsanlagen Alle Energieverteilungsanlagen Alle nachvollziehbaren Energieströme Beurteilung der thermischen Gebäudekonstruktionen Beurteilung des energierelevanten Verhaltens des Betriebspersonals Einsichtnahme in die Energielieferungsverträge zur technisch-wirtschaftlichen Optimierung Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Anleitung zum Aufspüren von unnötigen Energieverbrauchern Kunststoff verarbeitender Betrieb

Jährlicher Energieverbrauch (kWh)

198 683 8% 384 949 16% 496 709 20% 124 177 5% 99 342 4% 1 179 683 48% Heizenergie incl. WWB Produktionsenergie Beleuchtungsstrom Druckluftstrom Kälte Gebäudebewirtschaftung Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Anleitung zum Aufspüren von unnötigen Energieverbrauchern Lebensmittelhersteller in Koblenz

Jährlicher Energieverbrauch (kWh) 2009

1 629 216 1 800 000 301 086 299 456 155 000 35 000 898 410 22 739 378 000 605 181 1 210 000 1 954 000 1 Dampferzeugung Produktion 2 Abgasverluste 1 170 000 3 Warmwasserbereitung 4 Thermoöl 6 391 963 5 Lüftung th.

6 Gebäudebeheizung 7 Gebäudebeheizung Schottmann 8 CO2-Kühlung 9 Strom Produktion 10 Kälte 11 Lüftung el.

12 Beleuchtung 13 Druckluft 14 EDV Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Ein Energieflussdiagramm als Ergebnis einer Bestandsaufnahme Lebensmittelhersteller in Koblenz Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Ein Energieflussdiagramm als Ergebnis einer Bestandsaufnahme Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Ein Balkendiagramm zur Übersicht der ermittelten Einsparpotentiale

Jährliches Einsparpotential (€) Lebensmittelhersteller in Koblenz

Heizung: hydrl./regelungst. Optimierung Heizung: Wärmerückgewinnung Beleuchtung BHKW (minimal) Holzhackschnitzel (nur neuer Brenner mit Peripherie) Dampf Abgas Dampf Brüdendampf Druckluft el. Geräte Kälteanlage Wärmerückgewinnung Lüftung Thermoöl Warmwasser neuer Pasteur Einregulierung Abluftventilator neuer Pasteur Abluft Wärmerückgewinnung Stromtarifoptimierung 0 12 500 14 700 15 000 45 000 50 000 27 500 13 500 7 800 7 900 21 200 18 300 7 700 82 000 15 000 29 000 20 000 30 000 45 000 60 000 60 000 75 000 90 000 Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Ein Balkendiagramm zur Übersicht der ermittelten Einsparpotentiale

Jährliches Einsparpotential (€) Salamanderwerke Türkheim

Reduzierung Temp. 508 5K Reduzierung Temp. 508 3K Abschalten Entlüftung "Inneninsel" Sommer WRG f. Belüftung "Inneninsel" Abschalten Heizkörper Treppenhaus 515 Abluftanl. abschalten Umkleideräume Sommer Fenster schliessen Umkleideräume Winter Be- und Entlüftung mit WR Aufenthaltsraum Abschaltung Strang "Lufterhitzer" Sommer Strahlungsheiz. f. Zufahrtsrampe Logistik Einbau Strahlungsheizung Beheizung 515 mit "Solar Wall" Reduzierung Temp. 515 5K Reduzierung Temp. 515 3K Lichtausschaltung 515 Sommer 0 6 000 4 000 1 000 3 000 1 000 1 000 1 000 2 000 5 000 4 000 8 000 11 000 6 500 3 000 10 000 20 000 30 000 39 000 40 000 Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Beispiele aus der Praxis Kälteerzeugung Seite 1/4 Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Beispiele aus der Praxis Kälteerzeugung Seite 2/4  Die Kälteanlage eines großen Lebensmittelherstellers aus Koblenz besteht aus 13 Einzelanlagen, der elektrische Energiebedarf liegt bei 1,8 Mio. kWh/a, mit Kosten von 201.420 €/a. Die Verbraucher können aufgeteilt werden auf Tiefkühlkälte mit 14.980 €/a und Raumkälte mit 186.313 €/a Kosten. Die Kälteanlage ist nicht zentral, fast jedem Verbraucher und Prozessschritt ist eine einzelne Kälteanlage zugeordnet. Ein großer Teil der Kälte wird über einen Glykolzwischenkreis zu den Verbrauchern geleitet.

 Besonders auffällig ist der schlechte Wirkungsgrad der 13 verschiedenen Kälteanlagen. Die Hauptschwachstellen sind: die Anlagenkonfiguration, die Steuerung, die verwendeten fluorierten Kältemittel, der zwischen Erzeuger und Verbraucher zwischengeschaltete Glykolkreislauf mit dem Wärmeeintrag durch die zusätzlich dafür benötigten Pumpen, die Rückkülung über Trocken- statt Verdunstungskühltürme, die Verteilung auf viele kleine Anlagen, keine Wärmerückgewinnung. Es ist keine zielgerichtete Planung erkennbar.

 Der Verbrauch für Tiefkälte liegt bei 7,5%, 92,5% werden für die Raumkühlung verbraucht. Das Einsparpotential ist gering bei der Tiefkälte, jedoch sehr hoch bei der Raumkühlung. Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Beispiele aus der Praxis Kälteerzeugung Seite 3/4

Maßnahmen zur Energieeffizienzsteigerung:



Neue Ammoniak Kälteanlage

Aufstellung einer neuen, zentralen, hocheffizienten NH 3 Kälteanlage mit ca. 800 kW Kälteleistung zwischen Technikzentrale und dem neuen Pasteur. Die Rückkühlung erfolgt über einen neuen Wirkungsgrad (COP) von jetzt 1,72 steigt auf 4,87, der Strombedarf sinkt um ca. 65%. Die Investitionskosten betragen ca. 700.000 € für alle nötigen Um- und Neubauten, der Zuschuss für energieeffiziente Kälteanlagen beträgt ca. 150.000 €, die Investition sinkt damit auf 550.000 €. Die erzielbare Stromkostenersparnis liegt bei 136.000

€/a. Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Beispiele aus der Praxis Kälteerzeugung Seite 4/4

Interner Zinssatz: 24%

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Energieeffizienz

Beispiele aus der Praxis Druckluft Seite 1/3 Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Beispiele aus der Praxis Druckluft Seite 2/3  Ein Kunststoff verarbeitender Betrieb in Schwaben besitzt eine Druckluftstation, die aus drei gleichen Kompressoren besteht. Diese sind nicht drehzahlgeregelt und deshalb nur bedingt an den Verbrauch anzupassen.  Mit einem neuen drehzahlgeregelten Kompressor, der einen der vorliegenden drei ersetzt, könnte der gesamte Druckluftbedarf des Unternehmens gedeckt werden. Zwei Kompressoren bleiben lediglich als Redundanz erhalten. Dadurch kann der Energieverbrauch nahezu halbiert werden. Zusätzlich vermindern sich die Wartungskosten, da moderne Kompressoren nur alle 10.000 statt 4.000 Stunden gewartet werden müssen.  Im vorliegenden Beispiel verringert sich der Stromverbrauch um ca. 305.000 kWh, dies entspricht einem jährlichen Einsparpotential von 30.800 €. Diese Maßnahme amortisiert sich bei einer Investitionssumme von 45.000 € nach 1,46 Jahren. Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Beispiele aus der Praxis Druckluft Seite 3/3

Interner Zinsfuß: 68%

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Energieeffizienz

Beispiele aus der Praxis Kesselhaus Seite 1/3 Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Beispiele aus der Praxis Kesselhaus Seite 2/3  In einem Industriebetrieb aus dem Unterallgäu sind im dortigen Kesselhaus zwei Hochdruckdampfkessel installiert, der kleinere Dampfkessel dient der Reserve. Beide Kessel haben das Ende ihrer Lebensdauer erreicht (Materialversprödung) und bedürfen dringend der Erneuerung.  Für den Umbau des Kesselhauses, den Umbau der Heizungsanlage von Dampf auf Niedertemperaturheizkörper, den Einbau eines neuen Heißwasserkessels sowie für die Entsorgung der alten Anlage wird von einer Investitionssumme von 300.000 € inkl. Planungskosten ausgegangen.  Der bisherige Energieverbrauch des Kesselhauses in Höhe von 27.500 MWh kann um 11.043 MWh verringert werden, dies entspricht einer jährlichen Einsparung von 408.600 €. Damit amortisiert sich diese Maßnahme nach lediglich 0,73 Jahren. Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Beispiele aus der Praxis Kesselhaus Seite 3/3

Interner Zinsfuß: 136%

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Energieeffizienz

Beispiele aus der Praxis Solaranlage Seite 1/3 Lernende Energie Effizienz Netzwerke Energie Arena 2010

Energieeffizienz

Beispiele aus der Praxis Solaranlage Seite 2/3  In einem Hotel aus dem Unterallgäu in der 4-Sterne-Kategorie standen 80 m² Dachfläche zur Verfügung, die für eine Solaranlage benutzt werden konnten.

 Eine Solaranlage macht allgemein besonders dann Sinn, wenn während der Sommermonate mit hoher Einstrahlung Abnehmer für die Wärme vorhanden sind. Dies ist bei Hotels mit eigenem Schwimmbad- und Wellnessbereich im Normalfall gegeben.

 Für den Bau einer Solaranlage gab es Zuschüsse in Höhe von 210 Euro pro m², dies entsprach einem Gesamtzuschuss in Höhe von 16.800 Euro. Dadurch verringerten sich die Investitionskosten von 63.000 Euro auf 46.200 Euro.

 Durch die Solaranlage konnten 47.560 kWh Erdgas bzw. 2.330 Euro pro Jahr eingespart werden.

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Energieeffizienz

Beispiele aus der Praxis Solaranlage Seite 3/3

Interner Zinsfuß: 4%

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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Kontaktadresse

Energy Consulting Allgäu Heisinger Str. 12 87437 Kempten Tel: 0831-57 58 120 Fax: 0831-57 58 124 E-Mail: [email protected] Homepage: www.energy-consulting-allgaeu.de

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