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© Siemens AG, IC GER I BT BAU SEE 2012. Alle Rechte vorbehalten Energieeffizienz in der Milchverarbeitung VDM-Seminar Umweltschutz und Stand der Technik 26. September 2012, Hotel Am Rosengarten, Bad Wimpfen Joachim M. Brünner Senior Executive Manager Sustainability Energy Efficiency Siemens AG, Deutschland

Energieeffizienz in der Milchverarbeitung...die Systeme und Prozesse aufzubauen, die für die Verbesserung der … Energieeffizienz, Nutzung und Energieverbrauch erforderlich sind.“

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Page 1: Energieeffizienz in der Milchverarbeitung...die Systeme und Prozesse aufzubauen, die für die Verbesserung der … Energieeffizienz, Nutzung und Energieverbrauch erforderlich sind.“

© Siemens AG, IC GER I BT BAU SEE 2012. Alle Rechte vorbehalten

Energieeffizienz in der MilchverarbeitungVDM-Seminar Umweltschutz und Stand der Technik

26. September 2012, Hotel Am Rosengarten, Bad Wimpfen

Joachim M. Brünner

Senior Executive Manager

Sustainability Energy Efficiency

Siemens AG, Deutschland

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Herausforderungen

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Urbanisierung

Demografischer Wandel

Megatrends bestimmen unsere Zukunft

Lebenserwartung weltweit steigt von 48 Jahren (1950) auf 69 Jahre (heute) an 2011 bewohnten 7 Mrd. Menschen die Erde – im Jahr 2050 werden es 9,3 Mrd. sein Generation 65+ wird sich von heute 550 Mio. auf 1,5 Mrd. in 2050 global verdreifachen

Globalisierung

Seit 1990 hat sich das Volumen des weltweiten Warenhandels mehr als verdoppelt Zahl der multinationalen Unternehmen stieg von ca. 10.000 (1968) auf 82.100 (2008) an Schwellenländer werden 2030 zwei Drittel der Weltwirtschaftsleistung erbringen Steigerung der Preise von Rohstoffen durchschnittlich 20 % pro Jahr

2015: Weltweit 24 Megacities (>10 Mio. Einwohner) 2030: 84% der Bevölkerung der Industrieländer leben in Städten 2050: 70% aller Menschen leben in Städten Urbane Ballungsgebiete generieren bis zu 50% des Landes-BIP

Klimawandel

Temperaturdurchschnitt der Erdoberfläche hat sich seit dem 19. Jh. um 0,76 C erhöht 2001 bis 2010 war das wärmste Jahrzehnt seit Beginn der Wetteraufzeichnungen Die Treibhausgasemissionen haben sich seit der Industrialisierung massiv erhöht. Heute besteht die größte CO2-

Konzentration in der Atmosphäre seit 350.000 Jahren

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Ressourcenknappheit Neue Gesetze

Steigende Nachfrage Steigende Preise

KWKG

TEHGEnEV

EnWG

EnStG

EEG

ZuG

EU-Richtlinien

EDL-G

WEO 2008

Herausforderungen und Trends

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Warum wollen/sollen Sie energieeffizienter werden?

Wie kann ich meine

Energiekosten reduzieren?

Wie kann ich meine Emissionen

reduzieren?

Wie gewährleiste ich die Einhaltung

von Normen und Vorschriften ?

Wie erhalte ich einen transparenten Überblick

über meine Energie- und Wasserkosten ?

Wie erhalte ich die

Wettbewerbsfähigkeit angesichts

steigender Energiekosten ?

Energiemanagement - Lösungen

von Siemens

Medienübergreifendes

Ingenieurswissen

Transparenz und Kontrolle von

Kosten und Verbräuchen

Umweltberichterstattung

Unterstützung des Energie-

management Prozesses gemäß

ISO 50001

Bilanzneutrale Finanzierung

Energiemanagement - Lösungen

Medienübergreifendes

Ingenieurswissen

Transparenz und Kontrolle von

Kosten und Verbräuchen

Umweltberichterstattung

Unterstützung des Energie-

management Prozesses gemäß

ISO 50001

Bilanzneutrale Finanzierung

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40%

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Betriebs- und Energiekosten?

40% des Weltenergieverbrauchs1)

Transport

28%

Industrieprozesse 31%

Infrastruktur41%

Während der Nutzungsdauer werden 40% der Betriebskosten für Energie benötigt2)

80%20%

50 0-1Jahre 1-2 2-5

Nutzung/Renovierung Rück-bau

Entwicklung Erstel-

lung

Betriebsführung 60%

Energiekosten 40%

14%

13%

11%

Kosteneinsparungen

1) International Energy Association, auf weltweiter Basis, im Jahr 2002 / 2) Dena Congress, Berlin, 2008 / 3) „Global Mapping of Greenhouse Gas Abatement Opportunities up to 2030”, Building

Sector deep dive, June 2007, Vattenfall AB, basiert auf Information von IEA, 2002, % der weltweiten Treibhausgasemissionen; Total 40 Gt CO2e

8%

400.000 € Energiekosteneinsparungen entspricht

bei einer Umsatzrendite von 1%

ein Umsatz von 40.000.000 €

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Transparenz!

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Unser Ansatz für Energiemanagement

Standardisierter Ansatz für Brauerei

Fehlende Transparenz1

Heterogene Infrastruktur2

Manuelle Datenerfassung3

Keine Daten in “Echtzeit”4

Keine “Benchmarks” 6

Keine Medien- oder bereichsübergreifende

Datenerfassung und Berichterstattung7

Manuelles Berichtswesen5

Situation HEUTE

Standardisierter

Ansatz

für Brauereien

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Medienübergreifendes Ingenieurwissen

Energiedaten-Management System zur Unterstützung von Energiemanagement nach ISO 50001

Energieeinkauf

Strom, Gas, Öl…

Tarife

Energie-

Eigenerzeugung

Energieverteilung

Energieversorgung

CO2 Emissions

Abwärme

Abwasser

Prozesswasser

Strom

Industriegebäude

Bürogebäude

Schnittstelle zu BMS

Erzeugung/Emissionen

Infrastruktur Prozessbegleitende Prozesse

Elektrizität

Gas

Dampf

Druckluft

Wasser

Energieformen

Energieeinkauf Betrieb, Wartung, Logistik Infrastruktur

und -verteilung

Produktionsprozess

Antriebe, HVAC, Wasser,

Wärme

Milch Sahne Käse CIP Automatisierun

g

Yoghurt Quark Dessert Pulver

Trocknu

ng

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Milchpasteurisierungs-

prozess (kWh/To; J/To;

kWh/l)

Rahmherstellungsprozess

(kWh/To; J/To)

Butterei Prozess(kWh/To;

J/To;kWh/kg)

Sterilproduktherstellungs-

prozess (kWh/To; J/To; kWh/l

)

Druckluftkompressor

(kWh/m³ Druckluft)

Dampfkessel (J/To)

Abfülllinie X

(kWh/To; J/To; kWh/Packung)

Dampfsystem: Kesselraum

Effizienz η

Kältetechnik: el. Verbrauch

/ Tonne fertiges Produkt

(kWh/T; J/T)

COP von

Druckluftkompressor

CIP (kWh or m3 wasser /

Reinigungszyklus; J /

Reinigungszyklus)

Pasteur (kWh/T,

m³ wasser/T, kWh/l Milch)

Zentrifuge (kWh/T)

Homogenisator (kWh/T)

Kühltunnel (kWh/T)

Fermentierung (kWh/T; J/T)

….

Elektrischer Anteil -

Produktion (kWh/To; J/To)

Elektrischer Anteil –

Nebengebäude (kWh; J)

Erdgas Anteil (kWh/To;

m³/To)

Thermischer Anteil -

Produktion (kWh/T; J/T)

Brunnenwasser Anteil-

Produktion (m3/T)

Reinwasser Anteil -

Poduktion (m3/T)

WerksEbene

BereichsEbene

ProzessEbene

Hauptverbraucher

KPI als Schlüssel der Transparenz- Prinzipielle Struktur für Molkereien

Rohmilchannahme

Pasteurisierung

Sauermilch Abt.

Sterilproduktion Abt.

Butterei

Käsefertigung

Kondensmilch Prod.

Milch- oder Molkepulver

Produktion

Eiskrem Prod.

Abfüllung/Verpackung

CIP (Reinigung) Abt.

Betriebsmittel

Lagerung

….

*) alle Energiearten

Spezifischer Strom- / Wärme- / Wasser- / Kälte- … Bedarf*):

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Systematischer Ansatz zur Einführung eines Energiedaten-

Management Systems für Molkereien

Motivation - Kundenfokus

Motivation und Treiber

Schwerpunkte

Rahmenbedingungen und Grenzen

Überblick verschaffen

Prozesse des Kunden

Organisation

“Stakeholder” (Rollen)

Bewusstseinsphase

Energie-Effizienz (Prioritäten)

Kosten und Einsparungen,

Steuerthematik

Nachhaltigkeit, Prozesse,

Verantwortlichkeiten

Anforderungen

Funktionalität, Umfang

KPI Ebenen

Berichte

System Evaluierung und Design

Vergleich: Soll/Ist/Bedarf/Aufwand

Spezifikation/Lastenheft

Messkonzept

System Architektur

Implementierung

Pflichtenheft

Umsetzung

Training, Anwendung

Phase 4Phase 1

Phase 3Phase 2

Phase 5Vor-Phase

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Passende Lösungspakete im Gebäudelebenszyklus

Neubauten Bestandsgebäude

Gebäudeautomation (GA)

Werkzeug für hohe Energieeffizienz von Neubauten

Advantage Services

Energie-Monitoring im Rahmen umfassender Servicearbeiten und Instandhaltung

Gebäudeperformance- Optimierung (GPO)

Fortlaufende Maßnahmen zur Erreichung höchster Effizienz

Green Migration

GA-System up-grade mit HLK-Optimierungsmaßnahmen

Energiespar-Contracting

Unfangreiche energetische Modernisierung mit Einspargarantie

Energieeffiziente Lösungen und Dienstleistungen sowie kontinuierliche Betriebskostenoptimierung und Modernisierung bewirken maximale Effizienz für Ihre Infrastruktur!

Service Migration Contracting

1 2

1

3

4

5

6

Maximize Efficiency! – grüne Technologien für die Infrstruktur

3

4

5

Gebäudeautomation (GA)

Werkzeug für hohe Energieeffizienz von Neubauten

2

3

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Remote Monitoring

Remote Analyse

Remote Bedienung

Remote Optimierung

20 Control Center weltweit, 40.000 Gebäude

Advantage Operations Center – das Nervensystem für höhere Energieeffizienz

Advantage Operations Center

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Maßgeschneiderte Dienstleistungen und Prozesse zur Steigerung der Effizienz und Verringerung der operativen

Kosten in Partnerschaft

Optimierungsfelder

Kompetenzentwicklung Mitarbeiter Wirksame Kontrollinstrumente Funktionskontrolle Optimierte Wartungspläne

Instand-

haltung

Höhere Kostentransparenz Klare Entscheidungsgrundlagen Verlängerte Produktlebensdauer

Budget

Richtigen Sollwerte Optimierte Zeitpläne Effiziente Kontrollstrategien

Energie

Ungeplante Aufgaben vermeiden Stillstandszeiten reduzieren Höhere Verfügbarkeit sichern

Repa-ratur

Ressourcen just in time Erforderlichen Kompetenzen Höhere Auslastung

Per-

sonal

GPO

Monitoring

AnalyseOptimierung

Gebäudeperformance-Optimierung

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Erfolge zeigen – live

Der Green Building Monitor ist eine Kommunikationsplattform

an zentraler Stelle eines Gebäudes:

Zeigt Erfolge und Ergebnisse des Energie-einsparprogramms

Informiert über die aktuellen Energie- und Medienverbräuche

im Gebäude

Dokumentiert Ihre Aktivitäten zum Klimaschutz

Motiviert die Nutzer Ihres Gebäudes zum Energieeinsparen

Einbindung von Unternehmensdarstellungen (Imagefilme) und

aktuellen Daten (z.B. Aktien-kurse, Wetter)

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Potenziale ermitteln und Effizienzmaßnahmen implementieren

Grobanalyse Feinanalyse Einsparcontracting

Analysis Implementierung

Liegenschaften auswählen

Ausstiegsoption Ausstiegsoption

Finanzierung der Maßnahmen durch

erzielte Einsparung

Liegenschaften werden

entsprechend ihres Potentials

ausgewählt

Potentialabschätzung

Hinweis auf Einsparungen &

Investitionspotential pro Bereich

5-star rating sytem

Detaillierte Analyse der

Liegenschaft

Bestätigung der Ergebnisse aus

der Grobanalyse hinsichtlich

Potential und Investment

Maßnahmenliste

Fortlaufende Optimierung

Garantierte nachhaltige Ergebnisse

Monitoring der Ergebnisse

Reduktion der Energiekosten mit

Abschluss der Umsetzung

Auswahl-

Kriterien

Rahmen-

bedingun-

gen

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Risiko?

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Energiespar-Contracting

finanzieren

bewirken

Erfolgs-

Garantie

Einsparungen

Energie

Betrieb

Medien

Maßnahmen

Modernisierung

Optimierung

Energie-

management

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Wie Energieeffizienzprojekte durch vermiedene Ausgaben bezahlt werden …

Vorher

Betriebs-

kosten Funds

Während

Vertragslaufzeit

Operating

Funds

Danach

EinsparungenGarantierte Einsparungen

Modernisierung durch Energiespar-Contracting

Kosteneinsparungen bezahlen die Investitionen

Energie-Einspar-Contracting – Eine Investition in die Zukunft

Source: I BT DE BAU EES / Brickmann

Betriebs-

kosten

Betriebs-

kosten

Ausgaben

Energieversorger

Wartung &

Instandhaltung

Finanzierung

Ausgaben

Energieversorger

Wartung &

Instandhaltung

Finanzierung

Investition

Modernisierungen

Optimierungen

Services

Ausgaben

Energieversorger

Wartung &

Instandhaltung

Finanzierung

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Energiespar-Contracting

Ganzheitlich modernisieren ohne Investitionsrisiko

Nachhaltiger und partnerschaftlicher Optimierungsprozess

Gesicherte Finanzierung durch garantierte Einsparung

Energieeinsparung bis zu 40% möglich

FinanzierungsdauerBeginn, Eigentum- und

GefahrenübergangVertragsende

Zeit (Jahre)En

erg

ie-/

Be

trie

bs

ko

ste

n

Kosten

vorher

Reduzierte Kosten

nach Modernisierung

AnteilKunde

(Gewinn)EinsparungAnteil Siemens

(Finanzierungs-Rate)

Zusätzliche Einsparungdurch Energiepreis-steigerungen

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Management!

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Die Entwicklung der Energie und Umweltpolitik

Normen und Gesetze: Zeitlicher Verlauf

Die EN 16001, ein Standard

für Energiemanagement-Systeme,

wurde am 1. Juli

2009 vom European

Committee f. Standardization (CEN)

veröffentlicht.

Eine internationale Version

des Standards wurde durch

die International Organization for

Standardization (ISO) am

17. Juni 2011 als ISO 50001

vorgestellt.

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DIN EN16001 und ISO 50001

Definition Energiemanagement

Was ist Energiemangement?

Energiemanagement ist die vorausschauende,

organisierte und systematisierte Koordinierung von

Beschaffung, Wandlung, Verteilung und Nutzung von

Energie zur Deckung der Anforderungen unter

Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer

Zielsetzungen. (VDI 4602, Blatt 1, 10/2007)

„Die ISO 50001 soll den Unternehmen ermöglichen,

die Systeme und Prozesse aufzubauen, die für die

Verbesserung der … Energieeffizienz, Nutzung und

Energieverbrauch erforderlich sind.“(ISO, Juni 2011)

Was ist Energiemangement?

ISO EN 50001 ist die neue Norm für

Energiemanagementsysteme (EnMS)

ISO EN 50001ist der erste weltweite

Standard für EnMS in der Folge einer

Reihe von nationalen und regionalen

Normen, wie z.B. die DIN EN 16001

am 24.4.2012 wir die DIN EN 16001

durch die ISO 50001 ersetzt

Übergangsregelung: die vorhandenen

Zertifikate können bis zum 24.4.2013

auf ISO 50001 umgestellt werden.

Was ist Energiemanagement? ISO 50001

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Joachim M. Brünner © Siemens AG, IC GER I BT BAU SEE 2012. Alle Rechte vorbehaltenSeite 25

Struktur von Energiemanagement-Systemen

Ähnlich wie in allen Managementsystem-Normen

(z.B. ISO 9001, 14001) gilt

das PDCA-Prinzip (Plan-Do-Check-Act),

Mit einem EnMS werden die vor-handenen

Potentiale zur Verbesserung der Energieeffizienz

und zur Senkung von Kosten ermittelt und

dokumentiert.

Das Ergebnis sind Empfehlungen, mit welchen

Maßnahmen und zu welchen Kosten Energie

eingespart werden kann.

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Auswirkung auf steuerliche Vergünstigungen

Die Bundesregierung wird beschließen, ab 2013

den Spitzensteuerausgleich nur noch zu

gewähren, wenn die Betriebe einen Beitrag zur

Energieeinsparung leisten!

Die Steuervergünstigungen sollen

an die Einführung eines Energie-

managementsystem geknüpft werden.

Quelle: BMU-Entwurf für ein vierstufiges Einführungsmodell

Abbau der allgemeinen Steuervergünstigung für das produzierende Gewerbe ohne

Energiemanagement (in Planung)

12%

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Joachim M. Brünner © Siemens AG, IC GER I BT BAU SEE 2012. Alle Rechte vorbehaltenSeite 27

Der Energiemanagement Prozess

über Analyse und Beratung zur besten Lösung

Berichte /Optimierungs

plan

Handlungs-

Optionen

Gebäude

Performance

Optimierung

(Green)

Migration

Energiespar -

Contracting

Service und

Wartungs - Vertrag

Beratungsleistung (Benchmark & Analyse)

Reali-

sierung

Zertifizierung

Umbau oder

Erweiterung

Konzept zur

Energieeinsparung

Energieeinsparprojekte

NachhaltigkeitTransparenz und Bewusstsein schaffen

Energie-Audit

Messen +

Zählen

Online

Reports

Bericht /Optimierungs

plan

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Erfolg

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Referenz:

Göbber GmbH & Co. KG, Eystrup (Nds.)

Nutzen

Lösung

Eckdaten

Dampfversorgung über zwei 10 t/h Dampfkessel mit Feuerung und Abgasführung

Kraftwärmekopplung 600 kW elt. mit 20 kV Mittelspannungseinbindung 350 m Trasse

Abhitze-Dampferzeugung 0,44 t/h

Gebäudeautomation mit Mess- und Zählwerterfassung, Energie Monitoring und Controlling

Mittelständisches traditionsreiches Unternehmen, Hersteller von Konfitüren, Sirupen, Fruchtfüllungen und Honig für den europäischen Lebensmittelhandel und die Lebensmittelindustrie, trägt u.a. "Bio-Siegel"

1888 gegründet von Friedrich Göbber, Geschäftsführung blieb in der "Familie"

370 Mitarbeiter am Standort Eystrup

Vertragslaufzeit: Neun Jahre Einspargarantie: 29,7% CO2-Minderung: 2.048 t/a Effiziente Anlagensanierung Redundanzen innerhalb der gesamten Konzeption Refinanzierungszeitraum statisch 3,6 Jahre

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Referenz:

Zumtobel Lighting GmbH, Usingen

Nutzen

Lösung

Eckdaten

Umstellung der Wärmeversorgung auf Erdgas

Einsatz Blockheizkraftwerk, Erneuerung Heizungsverteilung

Umrüstung Hallenheizung auf Strahlungsheizung

Erneuerung der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik, Aufbau eines Gebäudemanagement-System

Monitoring / Controlling, Einsatz Energiemanagement-System einschl. Green Building Monitor

Produktionsstandort, alle Umbauarbeiten während des laufenden Betriebs

Anstreben der Nachhaltigkeitszertifikate Green Building für den Produktionsstandort und Green Hospital für den Fertigungsbereich.

Kosten- und CO2 Reduzierung

Garantierte Energieeinsparung: 26% Investitionen: Ca. 500.000 € Vertragsdauer: 3 Jahre CO2-Minderung: 413 t/a (26%)

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Referenz aus der Industrie, Beispiel I

Berlin, Schering Werk AG

Gebäudeautomation / -Leittechnik

mit Energiemanagementprogrammen

Austausch pneumatische durch elektrische Antriebe

Neue Ventilatoren mit Antrieb, Drehzahlregelung mit

Frequenzumformer

Neue innovative Beleuchtung

Maßnahmen Eckdaten

4 Gebäude: Labore, Verwaltung

Baseline Energiekosten: 2,73 Mio. € p.a.

Kosten: € 2´58 Mio. €

Einsparung: € 639.0 p.a.

ROI: 5 J.

IRR: 23 %

CO2 Reduktion: 1.429 t/a = 15%

Kennzahlen

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Referenz aus der Industrie, Beispiel II

Rich. Hengstenberg GmbH & Co.KG

Entkopplung Heizung vom Dampfsystem

Einsatz Blockheizkraftwerk

Erneuerung Dampfkessel und Optimierung der

Betriebsweise

Modernisierung der Beleuchtung

Ernerung der MSR-Technik, Aufbau einer Gebäudeleittechnik und

Installation Gebrauchsdatenerfassung

Maßnahmen Eckdaten

Lebensmittelproduzent

Produktionsstandort: Bad Friedrichshall

Medienkosten 2010: € 1.0 Mio.

Kosten: € 1´84 Mio.

Einsparung: € 335.000 p.a.

ROI: 5 Jahre

CO2 Reduktion: 1.550 t/a

Kennzahlen

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Beispiel aus Siemens EEP (Energy Efficiency Program)

Krefeld, Industry Mobility factory

Einsatz gasbetriebenes Blockheizkraftwerk zur Wärme- und

Stromerzeugung

Wärmeverteilung optimieren (Hydraulik)

Einbau Deckenstrahlheizung (Halle 10 EI, H, F)

Optimierung Anlagentechnik Lüftung

Aufbau und Erweiterung Gebäudeleittechnik

Maßnahmen Nutzen

Effiziente Nutzung von Kraft-Wärme-Kopplung

Kostenreduzierung durch eigene Stromproduktion und Wegfall

zugekaufter Strommengen (BHKW)

hohe CO2-Reduktion erreicht

Verbesserung Nutzungskomfort in Halle 10

dauerhafter Kostenvorteil durch Effizienz

Kosten: € 3´750

Einsparung: € 800.0 p.a.

ROI: 4,7 J.

IRR: 19,1 %

CO2 Reduktion: 2.300 t/a = 14%

Kundennutzen: € 675.0 p.a.

Kennzahlen

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Joachim M. Brünner © Siemens AG, IC GER I BT BAU SEE 2012. Alle Rechte vorbehaltenSeite 34

Energiespar-Contracting - unsere Erfolgsbilanz

158 Projekte mit über 2.000 Gebäuden

270 Mio. € garantierte Verbrauchseinsparungen

210 Mio. € Investitionen für

neue Anlagen

110 % Einsparquote

Mehr als 1 Mio. to

CO2-Emissionseinsparung

Saarbrücken

Karlsruhe

Saarbrücken

Karlsruhe

Berlin

Bad Pyrmont

Halle Dresden

Kusel

Kassel

Hamburg

Wiesbaden

Ravensburg

Frankfurt

Braunschweig

Esslingen

Hagen

Köln

Heidelberg

Karlsruhe Bad Waldkirchen

Darmstadt

Schwabach

Bochum

Lüchow-Dannenberg

Hof

Chemnitz

Fürth

Coburg

Landshut

Schwetzingen

München

BerlinHannover

Bad Pyrmont

Halle

Kusel

Kassel

Hamburg

Wiesbaden

Frankfurt

Braunschweig

Esslingen

Wuppertal

Bad Oeynhausen

Heidelberg

Karlsruhe Bad Waldkirchen

Darmstadt

Schwabach

Lüchow-Dannenberg

Chemnitz

Schwetzingen

Bremerhaven

Remscheid

NürnbergLauf

Oberstdorf

MemmingenBurghausen

Laufen

Wilhelmshaven

Lübeck

Trittau

Verden

Erlangen

Dettingen

Freiburg

Lörrach

Weil

Münster

Würzburg

Görlitz

Jena

Weimar

Montabaur

Düsseldorf

Saarbrücken

Karlsruhe

Saarbrücken

Karlsruhe

Berlin

Bad Pyrmont

Halle Dresden

Kusel

Kassel

Hamburg

Wiesbaden

Ravensburg

Frankfurt

Braunschweig

Esslingen

Hagen

Köln

Heidelberg

Karlsruhe Bad Waldkirchen

Darmstadt

Schwabach

Bochum

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© Siemens AG 2012

Joachim M. Brünner

Senior Executive Manager

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