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Dieser Fachvortrag war Teil der Fortbildung "Mit weniger Einsatz mehr erreichen: Energieeffizienz in der Chemie" für Auszubildende der Chemie-Branche im Kongresshaus Baden-Baden am 5. Dezember 2013.
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5. Dezember 2013 Baden-Baden Jürgen R. Gackstatter Dip.-Ing.(FH), Betriebswirt RKW Baden-Württemberg GmbH
Energieeffizienz in der Chemie. Schauen, optimieren und sparen! Einfach besser werden ….
Kurze RKW Historie
Ursprünglich wurde das Rationalisierungskuratorium der deutschen Wirtschaft bereits 1921 als Selbsthilfeeinrichtung der Wirtschaft gegründet.
J. Gackstatter / W. Fichter
J. Gackstatter / W. Fichter
www.rkw-bw.de
Zielsetzung:
-Gemeinde heizen?
-Innenraum heizen?
-Heizung richtig dimensioniert?
-Vorlauftemperatur?
Energieeffizienzgespräch notwendig?
J. Gackstatter / W. Fichter
Primärenergie
Öl, Gas, Kohle
Sonnenlicht
Wind, Holz…
Endenergie
Öl, Gas, Holz, Biogas…
Strom
Fernwärme…
Nutzenergie
Wärme
Licht
Bewegung…
Was steht auf unserem Planeten zur Verfügung?
Was kommt ins Haus? > Rechnung
Was wollen wir eigentlich damit machen?
Wichtige Energiebegriffe
Effizienz = Nutzen / Aufwand J. Gackstatter / W. Fichter
Indien langsam steigend
China deutlich steigend
Deutschland 42.000KWh
Energieverbrauch pro Kopf und Lebensstandard
J. Gackstatter / W. Fichter
Quelle: Beides STZ vom 16.2.2013
Heizöl: 2002: 0,35€ 2012: 0,90€ 2020: 1,31€ ? 2030: 1,84€ ?
Aktuelle Presseinformationen - Energiepreisentwicklung
J. Gackstatter / W. Fichter
8 Die Lobby der Energiegiganten
Was machen damit?
Wärmezustandsänderungen
Ortsänderungen
Formänderungen
Helligkeitsänderungen
Erkenntniszustandsänderungen
Energieverbrauch nach Anwendungsbereichen
Raumwärme 31% Mechanische
Energie 37%
Prozesswärme 21%
Beleuchtung 3%
J. Gackstatter / W. Fichter
Stromverbrauch nach Nutzergruppen (Endenergie)
J. Gackstatter / W. Fichter
Industrie: 22.000 Unternehmen mit 5 Mio Mitarbeiter
Priv. Haushalte
GHD
Verkehr
Stromverbrauch in der Industrie nach Anwendungsgebieten
Quelle: Energieeffizienz in Deutschland, Uni Stgt
J. Gackstatter / W. Fichter
Quelle: Energieeffizienz in Deutschland, Uni Stgt
Anwendungen in der Industrie über alle Nutzenergien
J. Gackstatter / W. Fichter
Hemmnisse in der Industrie
Quelle: Energieeffizienz in Deutschland, Uni Stgt
J. Gackstatter / W. Fichter
• Was geht an Endenergie ins Unternehmen • Kennzahlen definieren • Hauptverbraucher feststellen • Mögliche Verbesserungsmöglichkeiten identifizieren • Maßnahmenkatalog erarbeiten • Maßnahmen umsetzen …diesen Prozess leben
Vorgehen in der heterogenen Industriewelt*
* Energiemanagement
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Anwendungen der Energie in Haushalten
Quelle: Energieeffizienz in Deutschland, Uni Stgt
Jahresenergiebedarf Wohnungsbestand vgl. DENA 2012 Bei 100m² Fläche werden dafür 2000 Liter Heizöl benötigt Rechnungsbetrag für 2000 Liter: 2002: 0,35 700,- EUR 2012: 0,90€ 1.800,-EUR 2020: 1,31€ ? 2.620,-EUR 2030: 1,84€ ? 3.680,-EUR
Verbrauch in kWh/m²a Quelle: Energieeffizienz in Deutschland, Uni Stgt
J. Gackstatter / W. Fichter
Mögliche Maßnahmen Gebäude bei GHD und privaten Haushalten -Gebäudehülle abgestimmt verbessern
-Gebäudetechnik - Heizungssystem, hybride Heizsysteme - RLT - Wärmerückgewinnung - Kraftwärmekopplung (BHKW) - regenerative Energien integrieren
J. Gackstatter / W. Fichter
Die Technik ist der Schlüssel zur Nachhaltigkeit und zum Erfolg!
Technische Wirkungsgrade
Druckluft: 5% Nutzenergie 95% Energieverlust
Beleuchtung:
Glühbirne 5% Nutzenergie 95% Energieverlust
Kompaktleuchtstofflampe 20% Nutzenergie 80% Energieverlust
LED 40% Nutzenergie 60 % Energieverlust
Elektromotoren: 90% -96% Nutzenergie 10% - 4% Energieverlust
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1 Beleuchtung - Licht
3 Druckluft 4 KWK-Technik / BHKW
2 Heizung, Gebäudehüllen und Fenster
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Beleuchtungsoptimierung Beispiel: Reflektor bei Industrie
560 Stück Hallenleuchten 2-flammig 58W
Umrüstung auf 1-flammig mit Reflektoren,
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Beleuchtungsoptimierung
Einspar- Lösungen
• Umrüstung „ Aus ALT mach NEU - im Handumdrehen“
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Bei vergleichbarer Leuchtstärke wird 50% weniger Energie benötigt! Die Lebensdauer der Lampen erhöht sich um bis das 2 - 3 Fache! Gespart wird dabei nicht allein beim Strom, sondern vor allem bei den Wartungskosten !
Elektronische Vorschaltgeräte (EVG)
T5 Leuchtstoffröhre nach der Umrüstung
T8 Leuchtstoffröhre
Beleuchtungsoptimierung
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Farbspektren
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Beleuchtungsoptimierung
Beispiel Einspar- Lösungen
Wie kann mit Lösungs- Konzepten bei Hallentiefstrahlern gespart werden?
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EVG Magn. VG
Beleuchtungsoptimierung
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patentierter
Beleuchtungsoptimierung
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Ansicht einer Elektrode unter dem Mikroskop: nach 7000 Brennstunden
Betrieb mit elektronischem Vorschaltgerät Betrieb mit magnetischem Vorschaltgerät Ablagerungen aus Quecksilber und Wolfram
Beleuchtungsoptimierung
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Heizung, Gebäudehüllen und Fenster
J. Gackstatter / W. Fichter
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Wärmeverluste an Gebäuden, Beispiel Gebäude 50iger Jahre
Quelle: EUREM Energiemanager
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Hohes Einsparpotenzial durch beschichtetes Isolierglas (Wärmedämmglas)
Quelle: Verband Fenster- und Fassadenhersteller
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Hohes Einsparpotenzial bei Fenstern
Quelle: Verband Fenster- und Fassadenhersteller
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Druckluft
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Größenordnung der Wandlungsverluste
Quelle: RKW Kompetenzzentrum, Eschborn
J. Gackstatter / W. Fichter
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Druckluft Fakten
• Zur Herstellung von 1m³ Luft werden 0,1 kWh benötigt. • Bei 12 Eurocent € kWh kostet 1m³ 2 Cent. • 75% der Druckluft werden in Wärme umgesetzt. • 5% der eingesetzten Energie können nur genutzt werden. • 10-30% der Energie entfallen auf Leckagen. • Jedes zu hörende Leck kostet 30-50 Euro pro Jahr. • Verstopfte Filter kosten 3% mehr Energie und gehen auf die Lebensdauer. • 1 bar höherer Druck kostet ca. 8% mehr Energie. • Wärmerückgewinnung lohnt ca. ab 10 KW.
J. Gackstatter / W. Fichter
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KWK-Technik / BHKW
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Blockheizkraftwerk BHKW oder Kraft Wärme Kopplung
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Hohe Vielfalt an Produkten Viele technische Neuerungen
Stromkosten reduzieren
Brennstoffverbrauch erhöhen und auch Brennstoffkosten
Reduzieren der Gesamt-Energiekosten
Reduzieren des Primärenergieverbrauchs um 30%
Reduzieren der CO2 Emissionen um ca. 30%
Was das BHKW grundsätzlich kann...
J. Gackstatter / W. Fichter
Bei BHKW Entscheidungsfindung berücksichtigen: Brennstoffversorgung
Platzbedarf
Lärmschutz, Vibrationsschutz
Belüftung, Abgasführung & Emissionen
Elektrische Anbindung und Regelung
Heizungsanbindung und Regelung (für Spitzen weiterhin Heizkessel)
Auslegung der BHKW Leistung (elektr. Leistung, Wärmeleistung)
Wirtschaftlichkeit und Betrachtung des energetischen Gesamtsystems
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BHKW Anwendungsproblem: Versetzte Lastprofile Wärme/Strom
J. Gackstatter / W. Fichter
Quelle: RKW Eschborn
J. Gackstatter / W. Fichter
Bankenfrühstück , April-Mai 2013, L-Bank | 52
Fallbeispiel 1 (Einzelmaßnahme Gebäude): Austausch einer Tankstellenbeleuchtung – Umstellung auf energiesparsame LED Beleuchtung.
Durchschnittsverbrauch der letzten 3 Jahre: 62.765 kWh
Verbrauch nach Durchführung der Investition p. a.: 18.567 kWh
Energieeinsparung: 70,4 %
Energiekostenersparnis von ca. 6.600 EUR p. a.*
*angenommener Strompreis für Gewerbeunternehmen von ca. 15 Cent / kWh
Investitionskosten:
Leuchtmittel+Einbau 30.000 EUR
Gesamt: 30.000 EUR
Finanzierung:
L-Bank Darlehen 30.000 EUR
Gesamt: 30.000 EUR
Bankenfrühstück , April-Mai 2013, L-Bank | 53
Fallbeispiel 2 (Neuinvestition): Anschaffung einer neuen Kabel-Recyclinganlage (Granulieranlage CARRERA-6D mit Vorschredder WS 15, einem Magnetabscheider und entsprechenden Transportbändern.
*angenommener Strompreis für Gewerbeunternehmen von ca. 15 Cent / kWh
Investitionskosten: Kabel-Recyclinganlage 100.000 EUR gesamt 100.000 EUR
Energieeinsparung:
Stromverbrauch neu 86.700 kWh p.a.
Einsparung vs. Branche 32,1 % p.a.
Ersparnis 40.988 kWh p.a. > 6.000 EUR p.a.* 23,2 t CO2 p.a.
Bankenfrühstück , April-Mai 2013, L-Bank | 54
Verbrauch der Maschine p. a.: 29.600 kWh
Energieeinsparung gegenüber
in der Branche üblichen Maschinen: 16,5 % oder 4.884 kWh / a
Energiekostenersparnis von ca. 733 EUR p. a.*
*angenommener Strompreis für Gewerbeunternehmen von ca. 15 Cent / kWh
Fallbeispiel 3 (Neuinvestition):
Kauf eines 8-Rad Rückezugs HSM 208F,
11 to mit Kran und Hydrostatantrieb Rexroth
Serie 71.
Investitionskosten:
8-Rad Rückezug HSM 208F 235.000 EUR
Gesamt: 235.000 EUR
Finanzierung:
Eigenmittel 25.000 EUR
L-Bank Darlehen 210.000 EUR
Gesamt: 235.000 EUR
Bankenfrühstück , April-Mai 2013, L-Bank | 55
Fallbeispiel 4 (Ersatzinvestitionen): Austausch der bestehenden Absauganlage in der Schreinerei durch eine frequenzgeregelte Anlage mit Wärmerückgewinnung.
*angenommener Strompreis für Gewerbeunternehmen von ca. 15 Cent / kWh
Investitionskosten: Lüftungsanlage 83.000 EUR
Mess-,Regel-,Steuertechnik 4.000 EUR gesamt 87.000 EUR
Energieeinsparung:
Stromverbrauch vorher 97.202 kWh p.a.
Stromverbrauch nachher 40.656 kWh p.a.
Ersparnis 56.546 kWh p.a. > 8.000 EUR p.a.* 18,25 t CO2 p.a.
Bankenfrühstück , April-Mai 2013, L-Bank | 56
energetischer Neubau Maschinenpark Sanierungsmaßnahmen / sonst. Maßn. Energieeinspar.
Anzahl 31,9 % Volumen 55,2 %
Anzahl 43,8 % Volumen 29,1 %
Anzahl 24,3 % Volumen 15,7 %
Vorhabensbezogene Verteilung nach Anzahl / Volumen
Energetische Ist-Situation im Unternehmen Dauer ca. 2h mit Begehung
Hauptenergieverbraucher
Schwachstellen
Ziele des Unternehmens, Geplante Maßnahmen
Fördermöglichkeiten (Beratung, Investitionen)
RKW Infopaket
Empfehlung für nächste Schritte
Das Energie-Effizienz-Impulsgespräch
J. Gackstatter / W. Fichter
J. Gackstatter / W. Fichter
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Weitere Informationen finden Sie im Internet unter: www.rkw-bw.de
oder Sie sprechen uns einfach an:
Jürgen Gackstatter Königstr. 49 70173 Stuttgart 0711-22998-22 gackstatter@rkw-bw.de
Wolfgang Fichter Königstr. 49 70173 Stuttgart 0711-22998-27 fichter@rkw-bw.de
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