Betriebliches Gesamtenergiekonzept für den Produktionsstandort Knetzgau

Knetzgau, 23.08.2018. Das Institut für Energietechnik (IfE GmbH) an der Ostbayerischen Technischen Hochschule in Amberg hat ein Gesamtenergiekonzept für unser Unternehmen erarbeitet.

Unser Unternehmen betreibt in Knetzgau einen Werksstandort, der auf die Produktion von gekochten Schinkenprodukten spezialisiert ist.
Neben der elektrischen Energie für verschiedene Antriebe und Prozesse wird ein großer Teil für die Bereitstellung von Kälte für die Lebensmittelverarbeitung und Lagerung benötigt. Weiterhin wird am Standort thermische Energie, in erster Linie in Form von Dampf, für die Produktion (z.B. Kochen etc.) sowie zur Bereitstellung von Warmwasser und in untergeordneter Form für Heizwärme zur Gebäudebeheizung benötigt.
Im Zuge von anstehenden Kapazitätserweiterungen und Umstrukturierungen in einzelnen Produktionsbereichen sollte ein zukunftsweisendes Gesamtkonzept für eine möglichst effiziente und wirtschaftliche Energieversorgung am Standort in Knetzgau erarbeitet werden.
Für die Erarbeitung des Gesamtenergiekonzeptes wurde das Institut für Energietechnik (IfE GmbH) an der Ostbayerischen Technischen Hochschule in Amberg beauftragt. Die Erstellung des Gesamtenergiekonzeptes wurde vom Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft und Medien, Energie und Technologie aus dem Programm „Energiekonzepte und kommunale Energienutzungspläne“ mit 40 % gefördert.
Im Rahmen des betrieblichen Energiekonzeptes wurde zunächst eine umfassende Analyse und Aufnahme der Energieversorgungsstruktur im Ist-Zustand durchgeführt. Die erste Analyse und Überprüfung des thermischen Energiebedarfs in Form von Dampf und Wärme, hier v.a. in der Grundlast, hat ergeben, dass eine KW(K)-Anlage in einem angestrebten und nennenswerten Leistungsbereich von ca. 400 – 600 kW elektrischer Leistung hinsichtlich Auslastung und Wirtschaftlichkeit nur unzureichend darstellbar ist.
Der Bedarf an Niedertemperaturwärme fällt in erster Linie durchgehend zur Brauchwarmwasserbereitung an. Auf Basis von erfassten Messdaten konnte der Energiebedarf zur Nachheizung aus der Dampfversorgung dargestellt werden. Im Tagesmittel werden hier an Werktagen noch ca. 120 kW Wärmeleistung über den Dampfwärmetauscher benötigt. Der Deckungsanteil der bereits eingebundenen Wärmerückgewinnung aus der zentralen Kälteanlage für die Warmwasserbereitung liegt im Ist-Zustand bei knapp 40 %. Die zentrale Warmwasserbereitung bietet somit noch weiteres Potential zur Abwärmenutzung im Grundlastbereich.
Der größte Energiebedarf am Standort fällt in Form von Kälteenergie an. In Summe sind Anlagen mit einer Gesamtkälteleistung von rund 1.550 kW installiert. Die zentrale Kälteversorgung am Standort erfolgt über einen Kaltsolekreis mit einem Vorlauftemperaturniveau von unter -10 °C. Für vorgesehene Erweiterungen und Umstrukturierungen im Bereich der Produktion fällt künftig ein noch größerer Kältebedarf an, der über eine neue zusätzliche Kälteanlage zu decken ist. Für die geplanten Intensivkühlkammern werden zudem niedrigere Vorlauftemperaturen von -15 °C benötigt. Eine möglichst effiziente und optimale Nutzung der anfallenden Abwärme der neuen Kälteanlage wurde im vorliegenden Energiekonzept mit untersucht und bewertet. Für die neu geplante Ammoniak-Verbundanlage mit einer Kälteleistung von bis zu rund 700 kW ist die Wärmeauskopplung am Ölkühlkreis mit vorgesehen, die zur Warmwasserbereitung noch zusätzlich effizient mit genutzt werden kann.
Der Aufbau der neuen Kälteanlage sowie die möglichen Anknüpfungspunkte an den Anlagenbestand wurden weiterhin in das erarbeitete Gesamtenergieflussschema ergänzt und stehen für die weitere Bearbeitung zur Verfügung.
Im Zuge weiterer Messungen an Bestandsanlagen, z.B. Vakuumzentrale oder Luftentfeuchtungsanlage, konnten elektrische Lastverläufe dargestellt und ausgewertet werden. Im Bereich der Vakuumzentrale für die Verpackung wurde beispielsweise deutlich, dass nachts und an den Wochenenden ein nennenswerter elektrischer Energiebedarf zur Deckung von Verlusten über die Leitungen und Anschlüsse vorliegt. Bei einer konsequenten Abschaltung der Pumpen an Wochenenden könnten jährlich gut 4.000 € rein an Stromkosten eingespart werden. Werden die Pumpen zusätzlich nachts für fünf Stunden abgeschaltet, beträgt das Gesamteinsparpotential bereits über 6.000 €/a.
Wird das zusätzliche Abwärmepotential der neuen Kälteanlage künftig optimal in die zentrale Warmwasserbereitung mit eingebunden und genutzt, liegt das Einsparpotential durch vermiedenen Erdgasbezug für den Dampfkessel bei rund 14.000 €/a.
Mit dem Gesamtenergiekonzept und der schematischen Darstellung der Zusammenhänge und Verknüpfungspunkte der Energieformen von Dampf, Wärme und Kälte liegt unserem Unternehmen ein umfassender Gesamtüberblick über die Energieversorgung am betrachteten Standort in Knetzgau vor. Verschiedene Effizienzpotentiale und Einsparmaßnahmen konnten aufgezeigt und im Rahmen der Betrachtung ausgearbeitet werden.