Mehr Effizienz in der Abwärmenutzung

Herr Hobusch, eine Strategie der Lebensmittelindustrie auf dem Weg zur Klimaneutralität ist die Reduktion von Emissionen durch mehr Energieeffizienz. Was bedeutet das für Kaeser als Systemanbieter im Bereich der Drucklufterzeugung und Druckluftaufbereitung?

Maßgeschneiderte Lösungen zur energieeffizienten Druckluftversorgung sind seit jeher ein wesentlicher Bestandteil in der Entwicklung bei Kaeser. Unsere Produkte werden dahingehend kontinuierlich optimiert. Ziel ist es, eine noch bessere Energieeffizienz, bei höchstmöglicher Verfügbarkeit sowie eine für den Kunden optimale Gesamtwirtschaftlichkeit zu erreichen.

Mit welchen Technologien ist Kaeser am Markt aktiv?

Im Produktportfolio sind Schrauben- und Kolbenkompressoren, fluidgekühlt oder trocken verdichtend. Hinzu kommen Gebläse sowie je nach benötigtem Aufbereitungsgrad Kältetrockner, Adsorptionstrockner, Aktivkohleadsorber, Filter für verschiedene Qualitätsstufen, Kondensatableiter und -aufbereitungsgeräte, Messtechnik sowie Druckluftmanagementsysteme. Je nach Einsatzzweck und entsprechend dem benötigten Volumenstrom, dem Bedarfsdruck und der erforderlichen Druckluftqualität bieten wir die passende Lösung.

Die Betriebskosten, vor allem die Energiekosten, stellen in der Regel den Löwenanteil. Daher ist die Effizienz bei Kompressoren so wichtig, um Stromkosten zu sparen…

Ja, das sieht man bei Kaeser genauso. Deshalb werden die Produkte wie eingangs beschrieben ständig im Hinblick auf Energieeinsparung angepasst, etwa durch den Einsatz von Antriebsmotoren der derzeit höchsten Effizienzklasse IE4 bei Festdrehzahlanlagen. Weiterhin durch Verbesserungen bei den Kompressorblöcken sowie die Reduktion der internen Druckverluste durch konstruktive Maßnahmen. Ein weiteres Beispiel ist der Einsatz eines elektronischen Thermo-Managements bei den fluidgekühlten Schraubenkompressoren zur optimalen Anpassung der Verdichtungsendtemperatur an die lokalen Kühlungsbedingungen und damit eine Verringerung der benötigten spezifischen elektrischen Leistungsaufnahme.

Gibt es noch weitere Ansatzpunkte, den Energieverbrauch nach unten zu regeln?

Ja, über die Steuerung. Sowohl über eine kompressorinterne Regelung, als auch durch eine übergeordnete Steuerung mit einem Druckluftmanagementsystem und verbrauchsbezogenem simulationsbasierenden Optimierungsverfahren lässt sich Energie einsparen. Unter Nutzung des „erlernten“ Wissens über das Anlagen- und Systemverhalten kann sie die passende Anlagenkonfiguration auswählen und die effizientesten Schalthandlungen vorausschauend ermitteln.

Nicht zuletzt empfiehlt es sich, die entstehende Abwärme zurückzugewinnen. Welche Vorteile bieten sich die für die Betreiber?

Nicht weniger als 100 Prozent der einem Kompressor zugeführten Antriebsenergie werden in Wärme umgewandelt. Davon können bis zu 96 Prozent für eine Zweitnutzung zurückgewonnen werden. Für die Betreiber bedeutet dies, dass sie Energiekosten erheblich senken können und gleichzeitig den CO2-Ausstoß ihres Unternehmens verkleinern, da sie die Energie effizienter nutzen.

Welche Möglichkeiten zur Wärmerückgewinnung bieten sich an?

Am einfachsten funktioniert das bei einem luftgekühlten Kompressor. Indem die Abwärme zum Beispiel über einen Abluftkanal zum Heizen einer benachbarten Halle genutzt wird. In den luftgekühlten Schraubenkompressoren sind effiziente und leistungsstarke Lüfter mit hoher Pressung eingebaut, weshalb man in vielen Fällen keinen zusätzlichen Abluftventilator benötigt. Weitere mögliche Anwendungen sind Trocknungsprozesse, Torschleieranlagen oder das Vorerwärmen von Brennerluft.

Was ist mit der Erwärmung von Brauch- oder Prozesswasser?

Natürlich lässt sich die Kompressor-Abwärme auch in vorhandene Warmwasser-Heizsysteme und Brauchwasseranlagen einspeisen. Am kostengünstigsten geschieht dies mit einem Plattenwärmetauscher. Aus der Abwärme eines luftgekühlten Kompressors lässt sich etwa im Fluidkreislauf warmes Heiz- und Brauchwasser bis zu 70 Grad Celsius, bei Bedarf auch höher, erzeugen. Hierbei werden bis zu 76 Prozent der zugeführten elektrischen Leistung als Wärme zurückgewonnen.

Welches sind in der Lebensmittelindustrie die typischen Prozesse in denen Abwärme entstehen, die häufig ungenutzt abgeführt wird?

Neben der, wie vorher beschriebenen Abwärme von Kompressoren werden in der Lebensmittelindustrie beim Kochen, Pasteurisieren, Backen, Kühlen und Frosten große Mengen an Abwärme freigesetzt. Je nach technischer Lösung kann die Abwärme als Abluft oder in Form von Warmwasser ähnlich wie bei den Kompressoren etwa für die Hallenlüftung und Aufheizung, auch in Produktionsprozessen, oder bei großen Mengen, auch für die Versorgung mit Fernwärme, genutzt werden.

Gibt es Branchen, die besonders betroffen sind?

Dies kann bei großen Brauereien, Molkereibetrieben, Bäckereien oder fleischverarbeitenden Betrieben der Fall sein, wobei das Temperaturniveau der Abwärme vom jeweiligen Prozess abhängt.

Das Energieeffizienzgesetz (EnEfG) verpflichtet Unternehmen mit Beginn des Jahres 2025 erstmalig dazu, Informationen in Bezug auf anfallende unmittelbare Abwärme an die Bundesstelle für Energieeffizienz zu übermitteln …

Ja, richtig. Damit wird das Ziel verfolgt, bis zum Jahr 2030 im Vergleich zum Jahr 2008 den Energieendverbrauch um 26,5 Prozent zu senken. Bund, Länder und Unternehmen werden verpflichtet, zielführende Maßnahmen zu ergreifen. Unternehmen müssen Abwärme so weit wie möglich vermeiden, indem sie moderne Technik einsetzen. Wenn Abwärme entsteht, soll sie – soweit möglich und zumutbar – durch Energiesparmaßnahmen wiederverwendet werden.

Zudem wurde die neue EnEfG-Plattform eingeführt …

Unternehmen müssen Informationen zu Abwärmemenge und maximaler Leistung, zeitliche Verfügbarkeit, Regelungsmöglichkeiten und das durchschnittliche Temperaturniveau jedes Jahr bis zum 31. März an die Bundesstelle für Energieeffizienz melden und bei Änderungen aktualisieren. Die Bundesstelle stellt die gemeldeten Informationen (unter Schutz von Betriebs- und Geschäftsgeheimnissen) auf der öffentlichen EnEfG-Plattform für Abwärme übersichtlich zur Verfügung.

Gemäß den neuen Vorgaben ist es nicht mehr nur wichtig, wie groß ein Unternehmen ist, sondern auch wie viel Energie es verbraucht. Wer ist also betroffen und was muss gemeldet werden?

Von dem Energieeffizienzgesetz betroffen sind Unternehmen ab einem jährlichen durchschnittlichen Gesamtenergieverbrauch innerhalb der vergangenen drei abgeschlossenen Kalenderjahre von mehr als 2,5 Gigawattstunden pro Jahr. Hierbei wird zwischen einem Verbrauch über 7,5 Gigawattstunden pro Jahr und einem von Verbrauch über 2,5 Gigawattstunden pro Jahr differenziert. Der Verbrauch berechnet sich auf die Gesamtstruktur eines Unternehmens; wenn es unterschiedliche Betriebsstätten oder Tochtergesellschaften gibt, wird der Energieverbrauch summiert.

Um den Verbrauch festzustellen, müssen Unternehmen ihren Endenergieverbrauch kontinuierlich überwachen …

Für Unternehmen, die kein Energiemanagementsystem betreiben und einen Energieverbrauch von mehr als 2,5 Gigawattstunden pro Jahr haben, besteht die Pflicht mindestens alle vier Jahre ein Energieaudit durchzuführen und zu veröffentlichen. Unternehmen mit einem Endenergieverbrauch von mehr als 7,5 Gigawattstunden pro Jahr müssen, zusätzlich zu den bereits genannten Maßnahmen, ein Energie- oder Umweltmanagementsystem einführen. Die Fristen sind im EnEfG geregelt.

Gibt es auch Ausnahmen von der Meldepflicht?

Für Anlagen, die weniger als 200 Megawattstunden Abwärme pro Jahr erzeugen, ist keine Meldung erforderlich. Ebenso sind Anlagen ausgenommen, die weniger als 1.500 Betriebsstunden pro Jahr zur Verfügung stehen oder deren Abwärmetemperatur im Jahresdurchschnitt unter 25 Grad Celsius liegt. Standorte, an denen die Summe der Abwärmemengen aller Abwärmepotentiale unter 800 Megawattstunden pro Jahr liegt, sind ebenfalls von der Meldepflicht befreit.

Lebensmittelunternehmen, deren Verbrauch über bestimmten Grenzen liegt, sehen sich also neuen Anforderungen gegenüber. Was muss bei der Planung der Wärmerückgewinnung im Vorfeld berücksichtigt werden?

Die richtigen Wärmesenken müssen individuell gefunden werden. Das heißt, dass die verfügbare Wärmemenge und das Temperaturniveau auf den tatsächlichen Wärmebedarf abgestimmt werden müssen. Je nachdem, wo und wann wie viel Wärme anfällt, kann festgelegt werden, welche Anwendungen unterstützt beziehungsweise versorgt werden können. Hier kann im Bereich der Druckluftversorgung eine Verbrauchsanalyse wertvolle Informationen liefern.

Wie hilft Kaeser dabei?

Neben den entsprechenden Kompressor-Technologien und Services unterstützen wir bei der Planung und Analyse des Druckluftbedarfs, erstellen Rohrleitungs- und Instrumentenfließschemas der Druckluftstation sowie Aufstellungsskizzen mit Verrohrung und Lüftungstechnik.