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01-02 | 2019

Special

Special Ressourceneffizienz Das Kraftdach mit Photovoltaikmodulen und den speziellen Solarabsorbern. - Wärmepumpe: nutzt Antriebsenergie v.a. vom Kraftdach und versorgt damit ein Niedertemperatursystem für die Beheizung der Räume, das gleichzeitig zur Kühlung genutzt werden kann. - Eis-Energiespeicher: dient als weitere Energiequelle für die Wärmepumpe und zur Einlagerung von Wärmeüberschüssen des Kraftdaches aber auch des Gebäudes. Somit basiert das System auf der solaren Energie als Energiequelle, die über das Kraftdach in thermische und elektrische Energie gewandelt wird und über die Umgebungstemperatur im Erdreich in thermische Energie im Eis- Energiespeicher gewandelt wird. Der drei Meter hohe Eisspeicherbehälter hat einen Durchmesser von sechs Metern und damit ein Gesamtvolumen von 30 m3. Diese standardisierte Ausführung des Eisspeicherbehälters vom Typ SE-30 wird im Werk gefertigt. Der Behälter inklusive vormontiertem Wärmetauschersystem wird per LKW auf die Baustelle transportiert und mit einem Kran direkt in die dafür vorgesehene Baugrube gehoben. Sowohl die Planungsphase als auch der Installationsprozess für ein Eis-Energiespeichersystem werden durch den Einsatz des SE-30 deutlich vereinfacht und beschleunigt. Diese Zeitersparnis schlägt sich auch in den Systemkosten nieder, sodass diese Variante die Anwendung im kleinen und mittleren Leistungsbereich sehr attraktiv macht. Der Eis-Energiespeicher deckt beim Projekt Zipper im Winter die Wärmespitzen ab und stellt im Sommer die Kühlungsenergie als „Natural Cooling“ bereit. Zusätzlich kann über die Wärmepumpe im Bedarfsfall auch Aktive Cooling betrieben werden. Das Kraftdach mit einer Ost-West-Ausrichtung der Solarmodule hat eine PV-Leistung von 27,14 kWp und eine Absorberfläche von 230,4m2. Die elektrische Leistung von 27,14 kWp erzeugt jährlich ca. 22.000 kWh Solarstrom. Mit der Absorberfläche können ca. 75 % des Wärmebedarfes direkt an die Wärmepumpe geliefert werden. Das restliche Viertel wird über den Eis-Energiespeicher abgerufen. Nur stromseitig können so ca. 15.000 kg CO2 pro Jahr eingespart werden. Wärmeseitig kommen weitere Einsparungen hinzu, da für das Beheizen und Kühlen des Gebäudes keinerlei fossile Brennstoffe wie Öl oder Gas eingesetzt werden müssen. Die Wärmepumpe Vitocal 300 – G (BW 301.A29) hat eine Nennleistung von 28,8 kW und kann bei erhöhtem Kühlbedarf auch zum Activ-Cooling genutzt werden, dabei wird die entstehende Wärme ebenfalls im Eis-Energiespeicher eingelagert. Bilder: Kraftwerk Solutions GmbH Pläne zur Erweiterung Erweitert werden soll das Konzept auch um ein E-Mobilitäts-Angebot. Zum einen soll die Auslieferungsflotte des Bäckereibetriebs elektrisch aufgerüstet werden. Zum anderen soll eine Ladestation vor der Filiale angebracht werden, die es den Kunden erlaubt, während des Besuchs ihre E-Bikes zu laden. Auch hierfür soll Strom aus dem Kraftdach eingesetzt werden. Ggf. werden weitere Dachflächen auf der Liegenschaft für PV erschlossen, so dass die gewählte Vorgehensweise für den Bauherrn volle Flexibilität bedeutet. Entscheidend für einen effizienten und wirtschaftlichen Anlagenbetrieb ist die Regelungstechnik, die alle Komponenten zusammenführt. Die intelligente Steuerung entscheidet je nach Energieangebot und entsprechender Quelltemperatur, ob die Wärmepumpe Energie aus dem Eisspeicher oder direkt über die thermischen Kollektoren des Kraftdachs bezieht. Denn je höher die Quelltemperatur, desto weniger Strom benötigt der Antrieb der Wärmepumpe. Der projektspezifisch definierte Zeitraum in dem das Gebäude gekühlt werden soll, legt fest, wann die Steuerung den Kollektordirektbetrieb einstellt und lediglich Energie aus dem Eisspeicher entzieht, um dort Eis für die Kühlung aufzubauen. Strom, der nicht direkt benötigt wird, kann über die Wärmepumpe in Wärme oder Kälte umgewandelt und im Eisspeicher gespeichert werden. Diese Kopplung der Sektoren Strom und Wärme ist für die Energiewende von großer Bedeutung, da der regenerative Anteil am Strommarkt in Deutschland derzeit deutlich höher ist als im Wärmesektor. Zur aktiven Überwachung und Steuerung der Anlage wurde eine Fernüberwachung eingerichtet, die Auffälligkeiten erkennt, bevor Probleme entstehen. Contracting-Partner „innogy“ trägt Investitionskosten Die Investitionskosten für die monovalente kohlendioxid-freie Gebäudeversorgung hat der Energieversorger innogy übernommen, der die Anlage in einem Contractor-Modell für 18 Jahre an die Bäckerei Zipper verpachtet. Der profitiert insbesondere von der Unabhängigkeit von Preissteigerungen am Energiemarkt. Das Land Nordrhein-Westfalen bezuschusste das Projekt im Rahmen seines Programmes progres.nrw. Arnold Berens, Geschäftsführer Kraftzwerk Solutions GmbH, berens@kraftwerk-solutions.com 16 UmweltMagazin Januar - Februar 2019

Ressourceneffizienz Special Wo die Ressourceneffizienz steht Konsens der Podiumsdiskussion: Die mit der Digitalisierung verknüpften Möglichkeiten sind immens. In vielen Unternehmensstrategien der produzierenden Industrie nimmt das Thema Ressourceneffizienz eine Schlüsselposition ein. Begrifflichkeiten wie Circular Economy und Digitalisierung fließen hier in unterschiedlicher Detailtiefe ein. Ein umfassendes Bild über den aktuellen Stand zum Themenkomplex Material- und Energieeffizienz erhielten die Teilnehmer am Ressourceneffizienz Treff 2018, der von der ifu Hamburg ausgerichtet wurde. Wie kann ein nachhaltiges Wachstum mit einer langfristigen Steigerung des Unternehmenswertes verknüpft werden? Der Ressourceneffizienz Treff 2018 in Hamburg startete mit einer Paneldiskussion zum Thema „Ressourceneffizienz durch Digitalisierung: Mythos oder Realität?“. Moderiert von der Expertin für Nachhaltigkeitsstrategie, Martina Prox, diskutierten Carl-Ernst Müller, nachhaltig.digi tal, Prof. Dr. Mario Schmidt, Institut für Industrial Ecology (INEC) und Henning H. Sittel, Effizienz-Agentur NRW, über die Chancen und Herausforderungen der Digitalen Transformation für Ressourceneffizienz in Unternehmen. Der grundsätzliche Konsens ist, dass die bereits zur Verfügung stehenden Daten eine exzellente Grundlage bilden, um weitergehende Effizienzpotenziale zu heben. Eine immer wieder auftretende Hürde bei der Umsetzung der Digitalisierung ist es jedoch, eine ganzheitliche Sichtweise und die dafür erforderlichen Kommunikationsprozesse innerhalb der Unternehmen zu verankern. Die Bandbreite der Erfahrungen in Unternehmen unterschiedlicher Größe reicht hierbei von hoher Experimentierfreude gepaart mit einem Vertrauensvorschuss und Begeisterungsfähigkeit für neue Technologien bis zum unveränderlichen Festhalten am Status quo. Gemeinsames Fazit der Panelteilnehmer: Um das volle Potenzial der Digitalisierung für ressourceneffiziente und nachhaltige Produktion erfolgreich einzusetzen, spielt der Faktor „Mensch“ – also die Teams in den Unternehmen – die entscheidende Rolle. Materialflusskostenrechnung als Instrument für strategische Unternehmensentscheidungen Ein Praxisbeispiel der Junker Filter GmbH aus Baden-Württemberg zeigt den immensen Know-how-Aufbau eines Unternehmens, der mit Hilfe einer Materialflusskostenrechnung (MFCA) erreicht wird. Im Vergleich zur konventionellen Kostenrechnung, die in allen Unternehmen etabliert ist und Materialverluste und Abfälle kostenseitig in Form von Entsorgungskosten berücksichtig, geht die MFCA einen großen Schritt weiter: MFCA ermöglicht die transparente Darstellung aller Aufwände (z.B. Einkauf, Logistik, Personal), die mit Materialverlusten und Abfällen verknüpft sind. So wurden Fertigungsschritte identifiziert, die einen hohen internen Aufwand verursachten, die effizienter über Lieferanten abgewickelt werden konnten. Dazu gehört zum Beispiel das Entfetten von Endscheiben sowie symmetrisch erfolgende Lochbohrungen an den Filterpatronen. Das ganzheitliche Identifizieren der Verlusttreiber bei materialintensiven Prozessen zeigt besonders das strategische Potenzial dieser Vorgehendweise. Die Ergebnisse der MFCA sind ein wichtiger Bestandteil der Entscheidungsgrundlage für Investitionen und dienen damit auch als Instrument für die Produktivitätssteigerung. Neben dem besseren Prozessverständnis wurden In einem ersten Schritt ca. 8000 € jährliche Einsparungen realisiert – ein Betrag, der für ein KMU deutlich spürbar ist. Darüber hinaus kann die inkludierte CO2 Bilanzierung als Wettbewerbsvorteil genutzt werden, da sie immer häufiger von Kunden angefragt wird. Netzwerke bilden und Synergieeffekte ausschöpfen Den Energiebedarf senken, um sowohl Kosten als auch CO2-Emissionen einzusparen, ist das Ziel einer energieeffizienten Produktion. Hierfür werden Prozessabläufe bis ins Kleinste zerlegt. Im ChemCoast Park Brunsbüttel haben sich Unternehmen zu einem Energieeffizienz-Netzwerk zusammengeschlossen. Mitglieder dieses Netzwerks sind die Unternehmen Bioenergie Brunsbüttel, Brunsbüttel Ports, REMONDIS SAVA, Sasol Germany, TOTAL Bitumen Deutschland und Vattenfall, die Raffinerie Heide, Holcim Deutschland und Steinbeis Papier. Koordiniert von der „Initiative Energieeffizienz Netzwerke“ werden in den vier Schwerpunktbranchen Grundstoffproduktion, Ölförderung- und Verarbeitung, Energieerzeu- UmweltMagazin Januar - Februar 2019 17

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