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Donnerstag, 23. November 2017, Ausgabe Nr. 47

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Energietechnik

Effiziente Wärme für die Industrie

Von Robert Donnerbauer | 6. Februar 2015 | Ausgabe 06

Beim Thema Klimaschutz kommt der Energieeffizienz in der Industrie eine hohe umweltpolitische Bedeutung zu. Häufig bietet sich noch ungenutztes Einsparpotenzial von durchschnittlich 20 % bis 30 %, das sich durch verfügbare Technologien heben lässt. Dies betrifft besonders den Verbrauch von Wärme.

w - Energieeffizienz BU
Foto: MVV Enamic/Eckart

Contracting in der Industrie: Energiedienstleister MVV Enamic betreibt das Heizkraftwerk Korbach, um das benachbarte Continental-Werk mit Prozessdampf zu versorgen. Im Bild bedient ein Anlagenfahrer den Absperrschieber einer Dampfleitung.

Nach Angaben der Deutschen Energie-Agentur (Dena) besitzt bislang nur jedes vierte Unternehmen in Deutschland – trotz der über viele Jahre gestiegenen Energiepreise – ein betriebliches Energiemanagement. Die Wärme spielt zudem im industriellen Produktions- und Verarbeitungsprozess oft eine entscheidende Rolle. Laut Dena wendeten Industrieunternehmen in Deutschland 2013 rund 64 % (oder 460 TWh) ihres Energieverbrauchs für die Erzeugung von Prozesswärme auf.

Unternehmensnetzwerke für Energieeffizienz

Mehr als ein Drittel der in der Industrie eingesetzten Energie geht nach Information von Bosch Thermotechnik dabei als ungenutzte Abwärme verloren. In jedem zweiten Unternehmen seien die Abwärmepotenziale unbekannt, klagt die Dena. Sie rät daher kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) mit hohem Prozesswärmebedarf, jetzt eine Energieberatung mit Fokus auf Abwärmenutzung in Anspruch zu nehmen. Denn die Beratungskosten sind für KMU seit Anfang des Jahres bis zu 80 % förderfähig.

Mehr als ein Drittel der in der Industrie eingesetzten Energie geht als ungenutzte Abwärme verloren

Eventuell empfiehlt sich der Einsatz von Energiedienstleistern, die ein Portfolio von der Analyse über die Realisierung bis zur Bewirtschaftung effizienter Energielösungen anbieten. Zwar wachse der Markt für Contracting, berichtet Marcus Bort, Vorsitzender des Esco Forums im ZVEI, doch bleibe das Wachstum aufgrund gesetzlicher Markthemmnisse und aktuell recht niedriger Brennstoffkosten hinter seinen Möglichkeiten zurück.

Dabei sei das Umfeld für Investitionen in effizientere Technologien durch niedrige Kapitalkosten selten so gut gewesen, betont Bort. Das durchschnittlich realisierbare Energieeinsparpotenzial liege dabei bei etwa 20 % bis 30 %. Und es seien alle Technologien für Energieeffizienzsteigerungen verfügbar.

Als ein Best-Practice-Beispiel gilt das Projekt Effizienz Plus von Viessmann. Es zeigt, wie man die klimapolitischen Ziele der Bundesregierung für 2050 schon heute erreichen kann. So wurde in den letzten Jahren der Verbrauch fossiler Energie am Stammsitz des Heiztechnikherstellers im hessischen Allendorf (Eder) um 70 % und der CO2-Ausstoß um mehr als 80 % gesenkt. Der Anteil erneuerbarer Energien liegt bei 60 %.

Viessmann versorgt seinen Stammsitz in Allendorf heute schon so mit Energie, wie es Deutschland 2050 mit dem ganzen Land vorhat

Das Energiekonzept folgt einer Doppelstrategie aus Effizienzsteigerung und Ersatz fossiler durch erneuerbare Energien. Daher werden sowohl Öl und Gas als auch Biogas, Biomasse, Sonnenenergie, Abwärme sowie Wärme aus der Luft und Geothermie genutzt. Viessmann setzt Heißwasser- und Niedertemperaturkessel mit Abgaswärmetauscher, Brennwertkessel, Blockheizkraftwerke, Hackschnitzelkessel, Solarthermie oder Wärmepumpen ein. Die gesamte installierte Wärmeleistung beträgt über 15,8 MW.

Ein weiteres Beispiel ist das Continental-Werk im hessischen Korbach. Dort plante, baute und betreibt MVV Enamic, eine Tochter des Mannheimer Energieversorgers MVV Energie, ein Heizkraftwerk, um den Wärmebedarf zu decken. Mit einer Feuerungsleistung von 36 MW und einer Dampfleistung von 43 t/h versorgt es die Produktionsanlagen des Automobilzulieferers mit Prozessdampf von 32 bar und 320 °C. Nicht benötigter Dampf wird im Kraftwerk zur Stromerzeugung genutzt. Der Ersatzbrennstoff – aufbereiteter Abfall – spare pro Jahr 18,5 Mio. m3 Erdgas ein, heißt es bei MVV.

Kontraktoren betreiben ganze Heizkraftwerke für ihre Industriekunden

Villeroy & Boch hat am Standort Mettlach ein Blockheizkraftwerk für die Wärme- und Stromversorgung in Betrieb genommen – gebaut und betrieben vom Technologiedienstleister Spie. Es erzeugt jährlich 15 GWh Wärme und 15,7 GWh Strom. Ersetzt werden drei Dampfkessel, deren Betrieb „ökonomisch und ökologisch nicht mehr sinnvoll war“, berichtet Andreas Pfeiffer, Vorstand Bad und Wellness von Villeroy & Boch. Die alten Dampfkessel mit einer Gesamtleistung von 35 MW wurden benötigt, um die ehemals 20 Gießsäle der Sanitärfabrik auf eine Temperatur von 65 °C zu heizen – zur optimalen Trocknung der Keramikprodukte und der Gipsformen.

Die Umstellung der Produktion auf weniger wärmeintensive Druckgussverfahren forderte ein neues Energiekonzept, so Pfeiffer. Das Blockheizkraftwerk sichere nun die Basisversorgung. In kalten Wintermonaten werde es zur Wärmeversorgung von zwei Spitzenlastkesseln unterstützt. Die Kosten der Energie- und Wärmeversorgung habe man so um „einen hohen sechsstelligen Euro-Betrag pro Jahr“ reduzieren können, die CO2-Emissionen sanken um rund 4000 t pro Jahr.

Neue Verfahren in der Fertigungstechnik machen oft den Weg frei für eine effizientere Energieversorgung

Im niedersächsischen Suderburg benötigt Konservenhersteller Valenzi Prozesswärme für die Konservierung von Pilzen und Verfeinerung von Waldfrüchten und Suppeneinlagen. Für die Bereitstellung von Prozessdampf waren vier Kessel bis zu 31 Jahre im Einsatz. „Die ehemals moderne Anlage konnte den Erwartungen an Energieeffizienz nach heutigen Maßstäben nicht mehr entsprechen“, berichtet Bosch Industriekessel. „Große Wärmemengen gingen aufgrund mangelnder Wärmerückgewinnungseinrichtungen ungenutzt verloren.“

Die Anlage wurde ersetzt durch zwei neue Dampfkessel mit einer Dampfleistung von jeweils 5 t/h. Ein Kessel dient dabei als Redundanz und für die Abdeckung der Spitzenlasten. Jetzt nutzt man die Abwärme zur Speisewassererwärmung.

Altere Wärmeversorgungen in der Industrie arbeiten teilweise noch ohne Wärmerückgewinnung

Das Kesselspeisewasser wird dazu in die Abgaswärmetauscher eingeleitet und mit den heißen Rauchgasen auf ca. 135 °C vorgewärmt. Die Abgastemperatur wird reduziert, der Wirkungsgrad der Anlage steigt laut Bosch Industriekessel um 4,8 %.

Weitere Effizienzsteigerung habe sich unter anderem durch Ersatz der alten, zweistufigen Ölfeuerungen durch eine modulierende Erdgasfeuerung mit einem Regelbereich von knapp 1:6 ergeben.

Auch die Abwärme von Kälteanlagen und Druckluftkompressoren wird genutzt, um Frischwasser für Produktions- und Reinigungszwecke aufzuheizen. Durch die Investition in die neue Anlagentechnik erwartet man jährlich eine Energiekosteneinsparung von rund 40 000 € sowie eine Reduzierung der CO2-Emissionen um etwa 300 t.

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