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Energieeinsparung im Industriebereich Kurzvortrag Nehmen Sie sich einfach ein paar Minuten Zeit !

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Präsentation zum Thema: "Energieeinsparung im Industriebereich Kurzvortrag Nehmen Sie sich einfach ein paar Minuten Zeit !"—  Präsentation transkript:

1 Energieeinsparung im Industriebereich Kurzvortrag Nehmen Sie sich einfach ein paar Minuten Zeit !

2 ENERGIE kostet GELD ! Gerade bei energieintensiven Fertigungsprozessen macht sich dieser Grundsatz extrem bemerkbar. => Holen Sie sich kompetente Beratung ins Haus !! Betroffen sind besonders seit z.T. Jahrzehnten betriebene Alt-Anlagen bzw. Bestandsanlagen, bei denen aber eine völlige Erneuerung wiederum aus Kostengründen oder anderen Gründen nicht in Frage kommt. Dennoch muss der Tatsache, dass die Energiekosten einen wesentlichen Teil der Gesamt-Produktionskosten ausmachen, vor dem Hintergrund der direkten inländischen Mitbewerber sowie der stärker vordringenden Markmacht der außereuropäischen Mitbewerber durch rechtzeitige und richtige Investitions- entscheidungen Rechnung getragen werden.

3 Entree

4 Zustands- und Verbrauchsanalyse Analyse von Arbeitsprozessen Messwert-Erfassung Erfassung der Verbräuche => Aufbau eines Energiemanagement-Systems (ISO-50001) Berechnung von Einspar-Potentialen Erarbeitung und Vergleich von Vorschlägen Kostenbewertung Umsetzungsbegleitung Hilfe bei Maßnahmen-Förderung Anlagenbau von HEGE: Industrieöfen für die Produktion Handling von Werkstücken Kühlanlagen Lüftungsanlagen (Zu- und Abluft) Abscheide-Prozesse Trocknungsprozesse Reinigungsprozesse Pulverbeschichtungsanlagen … in Neu-Anlagen und im Bestand ! Leistungen:

5 Das verflixte D T D T ist wirklich an allem Schuld : … am Energiebedarf für eine Erwärmung … am Energiebedarf für eine Kühlung... und zwar immer dann, wenn eine Masse m erwärmt oder abgekühlt werden muss … ein Umstand, der (fast) immer gegeben ist.

6 … verständlich übersetzt … für die Techniker und Ingenieure (Enthaltpie-Änderung [kW]) und für die Betriebswirtschaftler … in [EURO], versteht sich. Eine von vielen Möglichkeiten, dieses im Grunde einfache Prinzip zu deuten, besteht in dem Hinweis, dass vermieden werden sollte, etwas, was bereits aufgeheizt ist, erneut aufzuheizen. Das folgende Beispiel zeigt eine effiziente Anwendung:

7 Energierückführung (1) Die Abbildung zeigt ein normales Bild: zur Gewinnung der notwendigen Prozessenergie wird in der Feuerung geheizt. Die entstehende heiße Abluft wird durch einen Kamin in die Umwelt geleitet und geht dem Prozess verloren. Diese Abbildung zeigt die Wirkungsweise der Energierückführung: durch Rückführung der heißen Abluft in den Prozess wird die in der Feuerung aufzuwendende Energie reduziert. Erfahrungen zeigen mögliche Energieeinsparungen in der Größenordnung von 30% und mehr je nach Prozess.

8 Energierückführung (2) Betrachten wir die Sache doch etwas detaillierter und gehen von der folgenden Situation aus: Die 160 °C heiße Abluft (Zustand 1) wird auf den Betriebspunkt bei 100 °C (Zustand 2) zurückgeführt, also abgekühlt. Die dabei freiwerdende Energie wird der Prozessenergie zugeführt und infolgedessen eingespart, da sie nicht mehr von der Feuerung aufgebracht werden muss. Die Berechnung ergibt: Bei einem Betriebsvolumenstrom der Abluft von m^3/h ergibt sich für das D T = 60 ° C eine stündliche Energieeinsparung von rd. 138 kW/h. Bei einem 3-Schichtbetrieb und 350 Produktionstagen führt dies zu einer jährlichen Energieeinsparung von rd. 1,56 Mio. kW und bei einem angenommenen Gaspreis von 6 Cent/kW zu einer Einsparung von rd Euro p.a.

9 Energierückführung „Wie denn ?“ Wie funktioniert die Energierückführung ? Nun, i.d.R. wird die heiße Abluft in einem isolierten Rohr zurückgeführt; das ist einfache Lüftungstechnik. So weit, so simpel. Aber jetzt kommt das Entscheidende:  Wohin genau mit der energiereichen Abluft ?  Wie muss die Abluft ggf. aufbereitet werden ?  Wie fügen sich die notwendigen Instrumentarien ggf. in Bestandsanlagen ein ? Die 3 Kernfragen: Die Antwort: An dieser Stelle ist wirklich Schluss mit „Lustich“: gerade bei Bestandsanlagen ist hier wirklich die prozessindividuelle Kompetenz von Berater bzw. Planer und dem Anlagenbauer gefragt. Lösungen aus der Schublade gibt es hier nicht bzw. auch Bekanntes muss zumindest kompetent geprüft werden. m.a.W.: selbst wenn es sich um denselben Prozess handelt, kann die „optimale Lösung“ von Anlage A nach Anlage B nicht unbesehen übernommen werden. => Holen Sie sich kompetente Beratung ins Haus !!

10 Energieberatung und Wirtschaftlichkeit Unser Ansatz: Energie einsparen JA, aber nicht um jeden Preis ! Keinem Unternehmen ist geholfen, wenn das Maßnahmenpaket zur Energieeinsparung unterm Strich teurer ist als die Energiekosten selbst. Wir streben kurze, übersichtliche Amortisationszeiten an: in unserer Zielsetzung sollten 2,5 Jahre bei Invests für Umbauten oder Erweiterungen von Bestandsanlagen nicht überschritten werden. Eine Ausnahme bilden Energieanlagen wie etwa die Integration von BHKW‘s bzw. Gasturbinen oder Photovoltaik-Anlagen, welche den gesetzgeberischen Rahmenbedingungen folgend eine höhere Amortisationsdauer von derzeit ca. 4 Jahren aufweisen. => Schnelle Amortisation Beispiele: Die von uns ausgeführten Beispiele für die Energierückführung zeigen -im Vergleich zur Gasturbine- interessant-kurze Amortisationszeiten. Das sollte überzeugen !

11 Überlegungen zu Energiespar-Maßnahmen VorbemerkungWir zeigen hier nicht die Herleitung, sondern das Ergebnis. WENN sich erweist, dass es Sparmaßnahmen gibt, welche nach kurzer Amortisationszeit (also kurz- bis mittelfristig) ohne negative Nebenwirkungen bei gleicher oder verbesserter Prozessqualität den Gewinn steigern, DANN müssen diese Maßnahmen aus betriebsökonomischer Sicht zwingend umgesetzt werden. Achtung bei sog. „Förderungen“ Förderprogramme ziehen z.T. eine Lawine an Sonderpflichten hinter sich her, welche im Ergebnis, d.h. im Vergleich des Vorteils mit den Folgen -alleine durch den eingetretenen Zeitverzug- den Gedanken der Förderung ad absurdum führt. (Mehr zu Förderungen => nächste Folie) 1. Leitlinie 2. LeitlinieZeitverzug schadet, denn der Gaszähler / Ölzähler tickt weiter !! 3. Leitlinie => Wichtigstes Kriterium: Entscheidend für die Durchführung von Maßnahmen ist alleine die wirtschaftliche Effizienz = Verhältnis zwischen Kosten und Nutzen; insbesondere muss sie sich -ohne Gedanken an Förderung- „rechnen“.

12 Ein allgemeines Wort zu „Förderungen“ VorbemerkungWieder gilt: wir zeigen hier nicht die Herleitung, sondern das Ergebnis. Die bekanntesten „Förderer“ sind die KfW (Bankengruppe), das BAFA (Bundesamt) und die DENA (Deutsche Energieagentur). Egal, wo Sie nachsehen, werden Sie immer feststellen, dass nie die eigentlichen Umsetzungsmaßnahmen (die ja kostenmässig in die Millionen gehen können), sondern immer nur die den Maßnahmen zugrunde liegenden Analyse- und Planungsmaßnahmen (= „Energieberatung“) tatsächlich gefördert wird …aber natürlich nicht endlos, sondern nur bis zu einem Maximal-Betrag. Es ergibt sich => 1)Das Wort „Darlehen“ bedeutet, dass der Darlehensgeber das Geld verzinst zurückhaben möchte; Sie werden es also ggf. nebst Zinsen bezahlen. Bei dem derzeitigen Zinsniveau ist ohne Weiteres klar, dass jedes gesunde Unternehmen ggf. ein Darlehen in der Größenordnung von 1,x % Zins auch bei der Hausbank bekommt, welche auch im Falle einer KfW-Finanzierung die sog. „bankübliche Boni-Prüfung“ durchführt. 2)Die mit dieser speziellen Art von Darlehensvergabe innerhalb von „Programmen“ verbundenen administrativen Notwendigkeiten bewirken insgesamt einen Mehraufwand und einen Zeitverzug, der keinen Raum mehr für Gewinn erwarten lässt. Prämissen Grundsatz:  Beratungen werden mit einem Zuschuss von max EURO = ca. 60 % der beantragten Summe, also durch Geldzahlung gefördert.  Maßnahmen werden nicht bezuschusst, sondern lediglich durch „vergünstigte Darlehen“ von im Prinzip beliebiger Höhe „gefördert“. Der Pferdefuß: => Conclusio: Überlegen Sie, ob Sie die EURO für die Energieberatung in Anspruch nehmen wollen. Eine ggf. gewünschte Finanzierung ist eine Sache für sich und kann sowieso erst im weiteren Fortschritt geklärt werden.

13  Vorgehensweise bei der Maßnahmenplanung Sie überlegen sich, ob Ihr Unternehmen zu den energieintensiven Branchen gehört und, ob Sie in Ihrem Hause ein energetisches Einsparpotential für möglich halten. Für den Fall, dass Sie den EURO-Zuschuss in Anspruch nehmen wollen, ist das Angebot des Beraters zunächst beim Förderer –dem BAFA- einzureichen. Die Entscheidung über den Zuschuss ist abzuwarten; vorher darf mit den Arbeiten nicht begonnen werden. (es handelt sich bei der BAFA direkt um ein rein elektronisches Verfahren mit eher formalem Charakter) Step 1 Step 3 Zusammen mit dem Energieberater –der auch notwendige Messungen vornimmt und Planungsentwürfe für Ausschreibungen erstellt – m.a.W. als Erstplaner tätig wird, erstellen Sie einen Schlachtplan. Hierzu wird Ihnen der Berater auf der Basis der in Step 2 ausgetauschten Informationen ein Angebot vorlegen. Step 3a Step 2 Sie sprechen mit einem für Ihre speziellen Prozesse kompetenten Energieberater über die zu Gebote stehenden Maßnahmen. Das kostet im Erstgespräch erst einmal nichts und bringt Sie informatorisch nach vorn.

14 Rechtliche Aspekte der Energieberatung BAFA-akkreditierte Energieberater haben unterschrieben, dass sie neutrale und von Anbietern etc. unabhängige Beratungsleistung bieten. Das ist richtig, denn der Kunde soll eine objektive und optimale Beratungsleistung bekommen und mit dieser Verpflichtung nehmen wir es sehr ernst, denn sie entspricht auch der in unserem Hause per se vertretenen Auffassung von Beratung. Nicht selten stellt man dabei fest, dass der Hersteller der Bestandsanlage die technischen Bedingungen für den Prozess im Falle des gegenständlichen Kunden durch die jahrelange Betreuung besser kennt als der Kunde selbst. Dessen Wissen kann wertvoller Bestandteil des Beratungsergebnisses werden. Objektivität = Neutralität Wertvolles Wissen sammeln Besonders bei zu modifizierenden Bestandsanlagen wird sich gerade als Ergebnis einer objektiven Sicht häufig ergeben, dass man in Bezug auf eine Umsetzung zunächst einmal mit dem Hersteller der bereits bestehenden Anlage spricht. Verhältnismäßigkeit wahren Anbieter-Wahl Gerade diese Verpflichtung, objektiv und optimal zu beraten, darf aber nicht dazu führen, dass der Berater -der blinden Justitia gleich- ohne Ansehen der in der jeweiligen IST-Situation bereits vorhandenen realen Verhältnisse am grünen Tisch plant. Wenn es um eine einfache Maßnahme etwa im Bereich von EURO geht, ist der Aufwand einer formellen Ausschreibung sicher unangemessen. Wenn es jedoch um eine Neuanlage im Bereich von Euro geht, wird man sicher mehr Aufwand in das Vergabe-Verfahren investieren bzw. anders vorgehen.

15 Energiemanagement Zielgruppe diese Präsentation sind die KMU‘s = kleine und mittelständische Unternehmen bis 250 Mitarbeitern. Die Plicht, jährlich einen sog. Energieaudit durchzuführen, betrifft zwar nur die Nicht-KMU‘s, also die Großunternehmen > 250 Mitarbeiter, aber dies soll uns nicht davon abhalten, die dort vorgeschriebenen Verfahren auf Vorteile für die KMU‘s abzuklopfen => Energiebilanz Ganz sicher von Vorteil ist es hier, grundsätzlich den Energieverbrauch genau zu erfassen und den Verbrauchsstellen zuzuordnen, um ihn jederzeit einer wirtschaftlichen Auswertung zuführen zu können. Eingangsgrößen einer brauchbaren Energiebilanz-Rechnung sind sicherlich zum einen die vorhandenen Rechnungsstellungen der Energielieferanten. Zum anderen müssen im Betrieb an allen relevanten Verbrauchstellen Zähler installiert und abgelesen werden. Passend für Ihr Unternehmen macht es Sinn, ein geeignetes Datentool zur Aufnahme dieser Daten zu implementieren, welches zusätzlich zu den Verbrauchs- und Rechnungsdaten an den Zählstellen auch noch Betriebsdaten, etwa die tägliche Produktionszeit) erfassen kann. Das Ingenieurbüro Kaufmann stellt auch für solche Fälle die passende Software bereit. Auf den folgenden beiden Folien stellen wir zwei Beispiele vor, wie so etwas aussieht. =>

16 Energiemanagement-Systeme (1) Hier dargestellt ist eine relativ einfache Erfassung von täglicher Betriebszeit und Verbrauch (= Zählerstand) einer Zählstelle „TS1“. Das Tool ist eine einfache EXCEL-Tabelle, welche aber hinsichtlich der Auswertung einige „Tricks“ drauf hat. So sollte z.B. der korrekt erfasste Nicht-Verbrauch bei Nicht-Betriebszeiten nicht aus Versehen einen Einfluss auf die berechneten Verbrauchsmittelwerte bei Betrieb nehmen. Das auf der nachfolgend dargestellten Folie dargestellte System ist ungleich professioneller: es läuft zentral im Netz und ist multiuserfähig. Im Unterschied zur EXCEL-Tabelle kann es beliebig viele Zählstellen enthalten und miteinander in Beziehung setzen =>

17 Energiemanagement-Systeme (2) Bei diesem System sind die Zählstellen zu einander in Bezug gebracht, was eine sog. kaskadierte Energieabrechnung, also eine Darstellung der Aufteilung (und ggf. auch Zusammenführung) von Energieströmen auf Zähler und Unterzähler ermöglicht. Die Schachtelungstiefe ist beliebig.

18 Der liebe Trocknungsprozess Das ist grundlegend FALSCH ! Hartnäckig hält sich in den Köpfen die Vorstellung, dass es zur Erzielung eines guten Trocknungs- ergebnisses notwendig wäre, „ordentlich zu heizen“, m.a.W. sowohl die zu trocknende Masse als auch den zur Trocknung verwendeten Luftstrom auf ein hohes Temperaturniveau zu bringen. Die Effizienz von Trocknungsprozessen ist hauptsächlich abhängig von zwei Faktoren: 1)Anström-Geschwindigkeit Luftstrom zu Werkstück 2)Möglichst geringe relative Luftfeuchte des Luftstroms Das Temperaturniveau spielt jedoch explizit keine Rolle. Eingangsbemerkung: Hier gegenständlich sind Trocknungsprozesse, bei denen der Wassergehalt von Werkstücken reduziert werden soll; etwa in der Keramik-Industrie. Für solche Prozesse muss also nicht überlegt werden, wie das seitherige Temperaturniveau möglichst preisgünstig erreicht werden kann, sondern, wie ein gleichwertiges Trocknungsergebnis auf einem abgesenkten Temperaturniveau erreicht werden kann. Conclusio … was uns zur Bedeutung der richtigen Reihenfolge von Maßnahmen führt … =>

19 Einsatz von BHKW und Co. Bei Blockheizkraftwerken, Kraft-Wärmekopplungsanlagen, Micro-Gasturbinen und dergleichen handelt es sich um Energieerzeugungsanlagen, die einen gegebenen Energiebedarf möglichst effizient decken sollen. Ausschöpfung aller Maßnahmen, welche zu einem reduzierten Energiebedarf führen Conclusio für die richtige Reihenfolge von Maßnahmen: Maßnahmen zur Reduktion der benötigten Energiemenge sind etwas ganz anderes: sie sollen den „gegebenen“ Energiebedarf in Frage stellen bzw. absenken auf einen reduzierten Energiebedarf. Step 1 Step 2 Erst danach die Überlegung, wie dieser reduzierte Energiebedarf möglichst effizient gedeckt werden kann, etwa durch den Einsatz von BHKW‘s etc. Nota: Wird diese Reihenfolge vertauscht, ergeben sich überdimensionierte Energieerzeugungsanlagen, was beispielsweise gerade bei Gasturbinen, welche sich im Unterlast-Bereich nicht wirtschaftlich oder gar nicht betreiben lassen, monetär schlichtweg fatal auswirken.

20 Energieberatung im Industriebereich -Schlusswort- Auch dieser Vortrag hat gezeigt, dass Energieberatung im Bereich industrieller Fertigungsprozesse etwas ganz anderes ist als Energieberatung für Immobilien: Abgrenzung zum Immobilienbereich Quantitäten Gerade die Dimension der Energieflüsse bei energieintensiven Produktionen im Vergleich zur Immobilie machen deutlich, dass in Bezug auf das Einsparen von Energie sich ein weit höherer, durchdachter Aufwand nicht nur rechtfertigt, sondern zur Begrenzung der Produktionskosten zwingend notwendig ist. Verständnis für den individuellen Prozess Das Thema „Energie“ bei Immobilien begrenzt sich im Wesentlichen auf Beheizung und Kühlung von Räumen (=Luft) sowie Warmwasser-Aufbereitung. Beim äußerst vielfältigen Industrieprozess, der sehr unterschiedliche Aufgabenstellungen hat, sind z.T. profunde Kenntnisse in Thermodynamik und Chemie anzuwenden; „angewandte Verfahrenstechnik“ lautet das Stichwort. Wir würden uns freuen, wenn wir Ihnen mit diesem kurzen Vortrag ein paar neue Gedanken zum Thema „Energiesparen“ näher bringen konnten und bedanken uns für Ihre Aufmerksamkeit. => Holen Sie sich kompetente Beratung ins Haus !!


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