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Energieeffizienz

Energie ist und bleibt eine wesentliche Grundlage der industriellen Produktion. Industriebetriebe können ihren Energieverbrauch deutlich senken – und das ohne Produktivitätsverluste. Energieeffizienz ist Kosteneffizienz – ein klarer Wettbewerbsvorteil.

In allen Industriebranchen existieren weltweit erhebliche Potenziale zur Verbesserung der Energieeffizienz durch verbesserte Verfahren. Als weitverbreitete Industrietechnologien zählen: Druckluft- und Pumpensysteme sowie Luft-, Kälte- und Fördertechnik. Der Stromverbrauch bzw. die damit verbundenen Kosten lassen sich heute in den meisten Betrieben um fünf bis 50 Prozent senken. Dabei liegen die Amortisationszeiten meistens bei unter zwei Jahren, die Kapitalrenditen meistens bei über 25 Prozent. Somit sind Energieeffizienz steigernde Maßnahmen für Unternehmen wirtschaftlich äußerst attraktiv.

Grundsätzlich erfordert jede Maßnahme zur Verbesserung der Energieeffizienz zu nächst eine Analyse des IST-Zustandes. INNOCHEM bietet viele Lösungen, um die Energieeffizienz Ihres Unternehmens zu verbessern. Nachfolgend finden Sie einige ausgewählte Beispiele:

Kühlung

Obwohl die Kältetechnik sehr verbreitet ist, wird sie bislang nur selten als Möglichkeit zur Energieeffizienzsteigerung in Betracht gezogen. Doch in der Kältetechnik liegt oft ein großes Potenzial zur Energiekostensenkung. Dabei geht es vor allem um die laufenden Betriebskosten solcher Anlagen, die bis zu 80 % der Gesamtkosten einer Kälteanlage aus- machen können. Ansätze zur Effizienzsteigerung sind:

Verbesserung der Wärmedämmung
Minimierung der Wärmeeinstrahlung
Anpassung der Belegungs- und Betriebszeiten
Detailauslegung und Auswahl der einzelnen Komponenten
Einsatz von thermisch betriebenen Kältemaschinen, beispielsweise mit Solarwärme, industrieller Abwärme, Abwärme von Blockheizkraftwerken (BHKW) und Abwärme von Drucklufterzeugern

Druckluft

Industrie- und Gewerbebetriebe benötigen in ihren Arbeitsprozessen überdurchschnittlich häufig Druckluft. Sie ist eine der am weitesten verbreiteten Querschnittstechnologien und kommt überwiegend in Industrieprozessen zur Anwendung. Druckluft kommt in folgenden Bereichen zum Einsatz: Pneumatik, Aktivluft (Druckluft als Transportmedium), Prozessluft (z. B. Trocknungsprozesse), Vakuumtechnik, Belüftung biologischer Prozesse und Sättigung von Flüssigkeiten.

Luft steht als Rohstoff zwar unbegrenzt und kostenlos zur Verfügung, die Bereitstellung von Druckluft/Vakuum erfolgt jedoch in der Regel mit elektrisch angetriebenen Kompressoren. Dies verursacht Kosten in Höhe von ca. 1,5 bis 3 Euro-Cent pro Kubikmeter. Der Strombedarf für die Drucklufterzeugung kann 20 bis 80 Prozent der gesamten Energiekosten eines Betriebes ausmachen. Hier besteht also ein guter Ansatz für Optimierungsmöglichkeiten. Erfahrungsgemäß lassen sich mit entsprechenden Investitionen in effiziente Drucklufttechnologie zwischen 5 und 50 % Energie einsparen lassen, und dies bei Amortisationszeiten von unter zwei Jahren. Um Einsparpotenziale zu bestimmen, sollte immer das gesamte System betrachtet werden. Um die Effizienz des gesamten Systems zu verbessern, sind die einzelnen Komponenten zu optimieren:

Austausch der elektrischen Antriebe durch effizientere Motoren
Einsatz von Motoren mit variabler Drehzahlsteuerung
Einsatz von verbesserten Kompressoren
Einsatz von moderner Steuerungstechnik
Verbesserung der (Rohr-)Leitungen, Filter und Trockner
Verhinderung von Reibungsdruckverlusten
Verbesserung der Luftdichtigkeit
regelmäßiger Austausch der Filter
Wärmerückgewinnung

Pumpen

Pumpensysteme verbrauchen gut 25 Prozent der elektrischen Energie in Industriebetrieben. Dabei geht man davon aus, dass etwa 40 Prozent dieses Stromverbrauchs eingespart werden kann. Kreisel- und Verdrängungspumpen besitzen einen großen Marktanteil, bei Kreiselpumpen beträgt er 73 %. Gerade Kreiselpumpen besitzen ein großes Energieeinsparpotenzial, da rund 75 Prozent dieser Pumpen überdimensioniert sind – häufig um mehr als 20 Prozent.

Bei der in Deutschland von der Deutschen Energie- Agentur GmbH (dena) durchgeführten Kampagne „Energieeffiziente Systeme in Industrie und Gewerbe“ wurden Unternehmen aus Chemie-, Papier-, Elektro-, Lebensmittel-, Kunststoff- und metallverarbeitender Industrie hinsichtlich möglicher Maßnahmen Energieeffizienzsteigerung beraten. Dabei zeigte sich vor allem, dass sich entsprechende Anstrengungen, unabhängig von der Branchenzugehörigkeit, wirtschaftlich auszahlen. Es konnten je nach Betriebsgröße Einsparpotenziale von 2.000 bis 50.000 Euro pro Jahr aufgezeigt werden. Die Amortisationszeit bei entsprechenden Investitionsmaßnahmen beträgt in der Regel zwei bis drei Jahre. Als weiteres Ergebnis zeigte sich, dass Unternehmen den Stromverbrauch der von ihnen eingesetzten Pumpen durchschnittlich um ca. 30 % senken können. Geeignete Maßnahmen zur Reduktion der Pumpenergie:

Austausch überdimensionierter Pumpen durch kleinere Pumpen mit Hocheffizienzmotoren
Einsatz von Pumpen mit hohem Wirkungsgrad
Verwendung von Frequenzumrichtern für den Betrieb mit veränderlicher Drehzahl
Ausstattung der Pumpen mit Proportionalregelung
Optimierung des nachgeschalteten Wärmetauschers

Dezentrale Energieversorgung

Die heute noch vorherrschende zentrale Energieversorgung versorgt mittels eines Kraftwerks eine große Zahl von räumlich weit verteilten Verbrauchern mit Energie. Schon durch die langen Übertragungswege zum Verbraucher entstehen große Verluste.

Häufig wäre eine dezentrale Energieversorgung effizienter. Darunter versteht man die Energiebereitstellung durch kleiner dimensionierte Anlagen in Verbrauchernähe. Die Anlagen stehen also unmittelbar dort, wo die Energie gebraucht wird.

Vorteile dezentraler Energieversorgung

effiziente Nutzung von Strom und Wärmeproduktion
deutlich geringere Übertragungsverluste
Unabhängigkeit
Versorgungssicherheit
direkter Einfluss des Erzeugers auf die Energiequelle
Diversifizierung unterschiedlicher Energiequellen
Schaffung von lokalen Arbeitsplätzen
regionale Wertbildung

Dabei schließen sich die zentrale und die dezentrale Energieversorgung nicht aus. Beide Systeme können nebeneinander bestehen und sich gegenseitig ergänzen (integrale Energieversorgung).

Möglichkeiten der dezentralen Energieversorgung

höhere Effizienz durch Nutzung von Kraft- Wärme-Kopplung
Einsatz von erneuerbaren Energien

Kraft-Wärme-Kopplung

Konventionelle Kraftwerke nutzen nur etwa ein Drittel der eingesetzten Energie aus. Eine ökologische und ökonomische Alternative stellen Blockheizkraftwerke (BHKWs) dar. BHKWs nutzen das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), d. h. die eingesetzte Energie wird in elektrische Energie und gleichzeitig in Nutzwärme umgewandelt. Gegenüber getrennter zentraler Strom- und dezentraler Wärmeerzeugung können bis zu 40 Prozent Primärenergie eingespart werden.

Auf dem Markt sind neben den mittleren und großen BHKW inzwischen auch so genannte Mini-Blockheizkraftwerke bis 30 KW elektrische Leistung verfügbar. Ein solches Mini-BHKW besteht im Wesentlichen aus einem Verbrennungsmotor als Antrieb, einem Stromgenerator und einem System aus Wärmetauschern. Der im Generator erzeugte Strom kann entweder direkt in der Produktion, für die Gebäudetechnik verwendet werden oder nach Möglichkeit in das öffentliche Stromnetz eingespeist werden.

Die durch die Verbrennungsmotoren entstehende Abwärme wird über Wärmetauscher zurückgewonnen und kann für Heiz- oder Kühlungszwecke jeglicher Art genutzt werden. Dazu wird die Wärme in der Regel in einem Pufferspeicher für den Bedarfsfall zwischen gespeichert. Je nach Leistungsklasse sind Mini-BHKWs nicht größer als ein normaler Heizkessel. Die Motoren arbeiten sehr leise, so dass sie sich problemlos an vielen Orten aufstellen lassen.