Einführung in die Energieeffizienz - IHK Osnabrück · 6 I. Energie und Gesellschaft Was ist Energie? Energie, die Wortart: Substantiv, feminin 1. mit Nachdruck, Entschiedenheit

Einführung in die Energieeffizienz für Auszubildende

Curriculum Energie-Scouts 2014

http://www.dihk.de/

Inhalte

24.04.2014 2

I. Energie und Gesellschaft

II. Energietechnische Grundlagen

III. Energie und Unternehmen

IV. Energieeffizienz bei Gebäuden, Prozessen und

Anlagen


24.04.2014 3

• Was ist Energie?

• Energieerzeugung bzw. -verbrauch

• Endliche Ressourcen

• Energiewende und Klimawandel

6

I. Energie und Gesellschaft Was ist Energie?

Energie, die

Wortart: Substantiv, feminin

1. mit Nachdruck, Entschiedenheit [und Ausdauer]

eingesetzte Kraft, etwas durchzusetzen; starke körperliche

und geistige Spannkraft, Tatkraft

„Enérgeia ist die Wirkkraft, durch die

Mögliches in Seiendes übergeht.“

Aristoteles

(384 v. Chr. – 322 v. Chr.)

„Energie kann nicht erzeugt, sondern nur von der

einen Form in die andere umgewandelt werden.“

James Prescott Joule

(1818 − 1889)

Brockhaus-Konversations-Lexikon

(14. Aufl. 1898)

Duden - Deutsches Universalwörterbuch

(7. Aufl. 2011)

2. (Physik) Fähigkeit eines Stoffes, Körpers oder

Systems, Arbeit zu verrichten

I. Energie und Gesellschaft Energieerzeugung bzw. -verbrauch

Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (AGEB) 09/2011

Eigene Darstellung

Primärenergie

Sekundärenergie

Endenergie

Energieflussbild 2011

für die Bundesrepublik

Deutschland

7

24.04.2014 8


Mineralöl

32,9%

Erdgas

21,5%

Steinkohle

12,9%

Braunkohle

12,0%

Kernenergie

7,9%

Andere

1,3% Erneuerbare

11,6%

Primärenergiebedarf 2012

für die Bundesrepublik

Deutschland

Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (AGEB)

Eigene Darstellung

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Raumwärme

26,0%

Beleuchtung

4,0%

Warmwasser

5,0% Prozesswärme

23,0% Prozesskälte

2,0%

mechanische

Energie

38,0%

Informations- und Kommunikationstechnik

2,0%

Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (AGEB), Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW)

Eigene Darstellung

Energieverbrauch nach

Anwendungsbereichen in der

Bundesrepublik Deutschland

2012

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I. Energie und Gesellschaft Endliche Ressourcen

Quelle: BMWi, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, 2012

Eigene Darstellung

Geschätzte Reichweiten der weltweiten Rohstoff-Reserven

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Gas- und Ölpreisentwicklung in der Bundesrepublik Deutschland (Monatswerte quartalsweise geglättet, in Cent/kWh)

Gaspreise Haushalte (Gesamtpreis inkl. USt.)

Ölpreise Haushalte

(Gesamtpreis inkl. USt.)

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Strompreisentwicklung in der Bundesrepublik Deutschland 2003-2013 (in Indexpunkten gemessen an 2010=100%, Monatswerte quartalsweise geglättet)

Strompreisindex

Sondervertragskunden

Strompreisindex

Endverbraucher


Energiewende

Als Energiewende wird die Realisierung einer nachhaltigen Energieversorgung in

den Sektoren Strom, Wärme und Mobilität mit erneuerbaren Energien

bezeichnet. Hierzu zählen Windenergie, Sonnenenergie (Solarthermie,

Photovoltaik), Wasserkraft, Bioenergie (einschließlich Energie aus Deponiegas

und Klärgas) und Erdwärme.

Energiewende und Klimawandel

24.04.2014 13

24.04.2014 14

I. Energie und Gesellschaft Energiewende und Klimawandel

Die Energiewende der Bundesrepublik Deutschland

Treibhausgasreduktion

Energieeffizienz Ausbau erneuerbarer

Energien

Energie-

wende


• Reduzierung der Treibhausgas-Emissionen bis 2020 um mindestens 40

Prozent gegenüber dem Stand von 1990. Zielwert von 80-95 Prozent im Jahr

2050 über Maßnahmen nach einem noch nicht definierten Klimaschutzplan.

• Ausbau der erneuerbaren Energien wird gesetzlich festgelegt. 40-45 Prozent

bis zum Jahr 2025. 55-60 Prozent im Jahr 2035.

• Im Jahr 2014 soll ein neuer Nationaler Aktionsplan Energieeffizienz erstellt

werden und über verschiedene Fördertöpfe unterstützt umgesetzt werden.

• Ziel der Koalition ist es, bis 2050 einen klimaneutralen Gebäudebestand in der

Bundesrepublik zu erreichen. Dies soll durch Sanierung und den dezentralen

Einsatz erneuerbarer Energien umgesetzt werden.


24.04.2014 15

Ziele der Bundesregierung (Koalition SPD/CDU/CSU) (Stand März 2014)

24.04.2014 16


CO2-Relevanz eingesetzter Energieträger

Energieträger CO2-Emission

(in g

CO2/kWh)

Steinkohle 340

Braunkohle 360

Heizöl 280

Flüssiggas 230

Erdgas 200

Strom (Strommix Deutschland) 565 Quelle: Statistisches Bundesamt, 2012

Bei der Stromerzeugung mit einem Brennstoff muss zusätzlich der

Kraftwerkswirkungsgrad berücksichtigt werden.

24.04.2014 17


CO2-Emission bei der Herstellung ausgewählter Produkte

Produkt CO2-Emission

Eine Tasse Kaffee 75 g CO2

Eine Packung Erdbeeren 442 g CO2

Eine Rolle Toilettenpapier 250 g CO2

Sechser-Packung Freiland Bioeier 1178 g CO2

Telefonanschluss 144 kg CO2

Quelle: Plattform Klimaverträglicher Konsum Deutschland, 2012


Klimawandel

Unter dem Begriff Klimawandel versteht man eine messbare Veränderung des

Klimas der Erde, unabhängig von den Ursachen.

Die gegenwärtige, vor allem durch den Menschen verursachte globale

Erwärmung ist ein Beispiel für einen Klimawandel.


24.04.2014 18


24.04.2014 19

• Energieformen und ihre Einheiten

• Effizienz und Effektivität

• Energie aus erneuerbaren Quellen

1 J (Joule) = 1 Ws (Wattsekunde)

1 kJ (Kilojoule) = 0.2778 Wh

1 MJ (Megajoule) = 0.2778 kWh

1 GJ (Gigajoule) = 0.2778 MWh = 0.02388 toe

1 kWh (Kilowattstunde = 3.600000 J = 3.600 kJ = 3.6 MJ

1 MWh (Megawattstunde) = 3.6 GJ = 0.086 toe

1 toe (Tonne Oil Equivalent) = 11.63 MWh = 41.868 GJ

103 kilo (k) = Tausend

106 mega (M) = Million

109 giga (G) = Milliarde

1012 tera (T) = Billion

1015 peta (P) = Billarde

1018 exa (E) = Trillion

24.04.2014 20

II. Energietechnische Grundlagen Energieformen und Ihre Einheiten

Einheiten der Energie


mechanische mechanische mechanische

Leistung Arbeit Kraft

P = W/t W = F s F = m a

P = Leistung in Watt [W] / Joule pro Sekunde [J/s]

W = Arbeit in Newtonmeter [Nm] / Joule [J]

t = Zeit in Sekunden [s]

F = Kraft in Newton [N]

s = Strecke in Meter [m]

m = Masse in Kilogramm [kg]

a = Beschleunigung in Meter pro Sekunde-Quadrat [m/s²]

Energieformen und Ihre Einheiten

24.04.2014 21

Formeln im Überblick…

* vereinfacht dargestellt


elektrische elektrische*

Leistung Energie

P = U I E = P t

P = Leistung in Watt [W]/ Joule pro Sekunde [J/s]

U = Spannung in Volt [V]

I = Stromstärke in Ampere [A]

E = Energie in Joule [J] / Wattsekunde [Ws]

t = Zeit in Sekunden [s]


24.04.2014 22

Formeln im Überblick…


• 2 Minuten duschen

• Smartphone 166 Stunden aufladen (6 Watt)

• 5 Stunden Xbox spielen

• 13-20 Stunden Fernsehen (40 Zoll LCD)

• 17 Stunden Licht einer Glühlampe (60 Watt)

• 90 Stunden Licht einer Stromsparlampe (11 Watt)

• 60 Minuten auf mittlerer Stufe staubsaugen (1000W-Staubsauger)

• Eine Maschine Wäsche bei 60 Grad waschen

• 8 Baumwollhemden bügeln


24.04.2014 24

Was kann man mit einer Kilowattstunde Strom machen? (1 kWh Strom entspricht für den Endkunden etwa 28 Cent)

Formen der Energie

Mechanische Energie

Thermische Energie

Elektrische Energie

Chemische Energie

Beispiele

Kernenergie

Wenn ein beliebiger Körper sich bewegt, besitzt er

kinetische Energie. Wird er angehoben, spricht man

von potentieller Energie. Ein Motor setzt elektrische

in mechanische Energie um.

Gas, Öl und Kohle werden verbrannt, so entsteht

thermische Wärmeenergie.

Strom aus der Steckdose ist elektrische Energie. Sie

wird genutzt, um Maschinen u. ä. zu betreiben

Wenn Kohle verbrennt, wird die in ihr gespeicherte

chemische Energie durch die Abgabe von Wärme und

Licht in thermische Energie umgesetzt.

Die in Atomen gespeicherte Energie wird z. B. in

Kernkraftwerken in thermische Energie

umgewandelt, welche später in elektrische Energie

umgewandelt wird. 24.04.2014 25

II. Energietechnische Grundlagen Energieformen und Ihre Einheiten


Die Energieeffizienz ist ein Maß für den Energieaufwand zur Erreichung eines

festgelegten Nutzens. Im Gegensatz zum Wirkungsgrad bedarf der Nutzen hier

keiner energetischen Definition. Ein Vorgang ist dann effizient, wenn ein

bestimmter Nutzen mit minimalem Energieaufwand erreicht wird. Die

Steigerung der Energieeffizienz führt zu einer Energieeinsparung.

Effizienz und Effektivität

24.04.2014 28

Energiemix Erneuerbare Energien

in der Bundesrepublik

Deutschland 2012

Quelle: Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat)

Eigene Darstellung 24.04.2014 29

II. Energietechnische Grundlagen Energie aus erneuerbaren Quellen

III. Energie und Unternehmen

24.04.2014 30

• Energieverbrauch in Unternehmen

• Kostenstruktur in der Industrie

• Amortisation von Einsparpotenzialen

• Beispiele aus Unternehmen

Chemische Erzeugnisse 34,3

Metalle 17,8

Kokerei- und Mineralölerzeugnisse 9,7

Glas, Glaswaren, Keramik, verarbeitete

Steine und Erden 7,8

Papier, Pappe und Waren daraus 6,3

Nahrungs- und Futtermittel, Getränke,

Tabakerzeugnisse 5,9

Kraftwagen und Kraftwagenteile 3,2

Metallerzeugnisse 2,8

Gummi- und Kunststoffwaren 2,5

Maschinen 2,5

Holz, Holz-, Kork-, Flecht- und Korbwaren 1,8

Elektrische Erzeugnisse 0,8

Möbel und sonstige Waren 0,8

Textilien, Bekleidung, Leder und

Lederwaren 0,8

Pharmazeutische Erzeugnisse 0,7

Druckereileistungen 0,7

Sonstige Fahrzeuge 0,4

Reparatur, Instandhaltung und Installation

von Maschinen 0,4

Quelle: Statistisches Bundesamt Datenbank Genesis, Stand 2012

24.04.2014

III. Energie und Unternehmen Energieverbrauch in Unternehmen

Primärenergieverbrauch nach Branchen in der Bundesrepublik Deutschland 2011

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Eisengießereien 51,1 37,3 8,1 3,3 1,1 0,9 0,9 0,4

Herstellung von chemischen Erzeugnissen 61 25,7 4,4 2,6 0,8 2,7 1,3 0,5 Herstellung von Textilien 55,3 33 3,7 1,7 1,8 2,5 1 0,6

Herstellung von Bier 31,2 42,2 3,5 3,2 3,4 5,9 0,9 9,1

Obst- und Gemüseverarbeitung 65,9 24,2 2,8 2,4 1,8 2,2 0,8 0,5

Herstellung von sonstigen Kunststoffwaren 50,7 36,3 2,5 1,9 2,3 3,2 0,8 0,9

Herstellung von Druckerzeugnissen 44,6 44,6 2,4 2,4 3,8 4,3 1,3 0,5 Herstellung von sonstigen Möbeln 49,6 39,9 1,7 1,6 2,4 1,9 0,6 0,6 Herstellung von Kabeln und elektrischem Installationsmaterial 55,3 32,2 1,1 1,5 1,4 2,7 0,8 0,6

Quelle: Statistisches Bundesamt Datenbank Genesis, Tabelle 42251-0006 (Fachserie 4, Reihe 4.3), 2012

Kostenstruktur der Industrie

in der Bundesrepublik

Deutschland 2011

(Anteile am Bruttoproduktionswert in %)

24.04.2014 34

III. Energie und Unternehmen Energieverbrauch in Unternehmen

III. Energie und Unternehmen Amortisation von Einsparpotenzialen

24.04.2014 35

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III. Energie und Unternehmen Beispiele aus der Praxis

Ressourcen- und Energiescouts der Wirtschaftsjunioren Lippe (2013)

• Firmeninternes Projekt der Auszubildenden

• Optimierung des Druckluftsystems inklusive

Leckage-Suche

• Insgesamt 75 Undichtigkeiten aufgedeckt

• Alter Kompressor inzwischen zu groß, da

der Druckluftbedarf durch die Beseitigung

von Leckagen stark reduziert worden ist.

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• Firmeninternes Projekt der

Auszubildenden

• Reduzierung des Wasserverbrauchs an

Handwaschplätzen und Beseitigung von

Druckluftleckagen

• Insgesamt 29 aufgedeckte Leckagen im

Druckluftsystem

• Einsparungen von rund 8880,- € pro Jahr

• Einsparung von 8911,5 m³ Wasser pro

Jahr

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• Firmeninternes Projekt der

Auszubildenden

• Umsetzung eines neuen Walz-

Klebeverfahrens in der Produktion

• Gesamtkosten der neuen Technik:

12.635,- €

• Einsparungen von 35.719,- € pro Jahr

• Amortisierung innerhalb von 0,4 Jahren

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Unternehmen Branche: Chemische Erzeugnisse

24.04.2014 41


Unternehmen Branche: Eisen-, Blech- und Metallwaren

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Unternehmen Branche: Herstellung von sonstigen Kunststoffwaren


Anlagen

24.04.2014 43

• Die richtige Messtechnik

• Arbeiten an elektrischen Betriebsmitteln

• Einbeziehung der Mitarbeiter

• Einsparpotenziale in Büro und Verwaltung

• Strombasierte Querschnittstechnologien

• Thermisch basierte Querschnittstechnologien

24.04.2014 45

IV. Energieeffizienz bei Gebäuden,

Prozessen und Anlagen

Die richtige Messtechnik



Arbeitssicherheit: Wer darf was?

• Elektrofachkraft

Die fachliche Qualifikation als Elektrofachkraft wird im Regelfall durch eine

Ausbildung z. B. als Elektroingenieur, -techniker oder -geselle nachgewiesen.

• Elektrofachkraft für festgelegte Tätigkeiten

Das Unternehmen kann für spezielle Tätigkeiten einen elektrotechnischen Laien

(mit abgeschlossener Berufsausbildung) ausbilden lassen, so dass z. B. ein

Küchenmonteur auch den Elektroherd anschließen darf.

• Elektrotechnisch unterwiesene Personen (EuP)

Als elektrotechnisch unterwiesene Person gilt, wer durch eine Elektrofachkraft

ausreichend unterrichtet wurde, so dass sie Gefahren vermeiden kann, die von

der Elektrizität ausgehen können.

Arbeiten an elektrischen Betriebsmitteln

24.04.2014 46



Elektrotechnisch unterwiesene Personen (EuP)

Die Unterweisung sollte folgende Einzelpunkte umfassen:

• Gefahren des elektrischen Stroms für den menschlichen Körper

• Rechtsgrundlagen, insbesondere Unfallvorschrift BGV A3 „Elektrische

Anlagen und Betriebsmittel“ unter Berücksichtigung der zutreffenden VDE-

Bestimmungen

• die fünf Sicherheitsregeln

• notwendige Schutzeinrichtungen und Schutzmaßnahmen

• praktische Unterweisung in den durchzuführenden Arbeiten


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24.04.2014 48

Die 5 Sicherheitsregeln

1. Freischalten An der Arbeitsstelle müssen alle Zuleitungen spannungsfrei sein.

2. Gegen Wiedereinschalten sichern

Zuverlässig verhindern, dass die elektrischen Anlagen und Betriebsmittel wieder unter Spannung gesetzt werden.

3. Spannungsfreiheit feststellen

An der Arbeitsstelle muss mit einem geeigneten Prüfgerät die Spannungsfreiheit zuverlässig festgestellt werden.

4. Erden und Kurzschließen In Anlagen mit Nennspannungen bis 1 kV kann auf die Sicherheitsregeln 4 und 5 im Regelfall verzichtet werden, wenn an der Anlage die Sicherheitsregeln 1 bis 3 eingehalten worden sind.

5. Benachbarte, unter Spannung stehende Teile abdecken oder abschranken.

Quelle: Berufsgenossenschaft Handel und Warendistribution (BGHW), 2014

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Quelle: Smart ET GmbH, 2014

Einbeziehung der Mitarbeiter


24.04.2014 50



Einbeziehung der Mitarbeiter



Haupt-Energieverbraucher im Büro und der Verwaltung

• Büro- und andere Elektrogeräte

• Beleuchtung

• Raumwärme

• Lüftungsanlagen

• Fenster

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Einsparpotenziale in Büro und Verwaltung

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in €

*

Quelle: Initiative Energieeffizienz, dena

Eigene Darstellung

Bei 200 PCs und Monitoren mit 50 Druckern ergeben sich 7000 € im Jahr.*

*(bei 15,5 ct/kWh)

24.04.2014 52




Check Liste - Energieeffizienz

1. Büro- und Elektrogeräte

• Prüfung der Liste der Elektrogeräte auf Redundanz. Benötigt z. B. wirklich

jeder Mitarbeiter einen eigenen Drucker oder kann ein Netzwerkdrucker für

mehrere Kollegen aufgestellt werden?

• Müssen es wirklich mehrere Einzelgeräte sein? Die Investition in ein

Multifunktionsgerät, das z. B. Fax, Drucker, Scanner und Kopierer verbindet,

sollte geprüft werden.

• Moderne PCs / Notebooks bieten diverse Stromsparfunktionen. Ist in der

Energieverwaltung der Standby-Modus aktiviert, damit der Computer bei

Arbeitspausen in einen Strom sparenden Modus wechselt?

• Generell empfiehlt sich, die Geräte bei längeren Arbeitspausen oder nach

Feierabend vollständig vom Stromnetz zu trennen. Steckerleisten mit Strom-

Kippschalter ermöglichen das Ausschalten aller angeschlossenen

Elektrogeräte mit einem Handgriff.

24.04.2014 53




Verbrauchsmessung von

elektrischen Kleinanlagen

24.04.2014 54





2. Beleuchtung am Arbeitsplatz

• Das Licht sollte nur eingeschaltet werden, wenn es wirklich benötigt wird.

Das Tageslicht reicht meistens für eine ausreichende Beleuchtung aus.

• In vielen Büros werden veraltete Leuchten genutzt. Je nach Benutzungsdauer

und Arbeitsplatzanforderungen amortisieren sich Energiesparlampen sehr

schnell.

• Es sollte festgelegt werden, dass das Licht in Toiletten, Fluren, Küchen etc.

ausgeschaltet wird, wenn niemand anwesend ist. Bewegungsmelder, die an

den Lichtschalter gekoppelt sind, erledigen dies automatisch.

24.04.2014 55




Messung der

Beleuchtungsstärke

24.04.2014 56





3. Belüftung

• Durchgehend gekippte Fenster führen zu keiner verbesserten Frischluftzufuhr

im Vergleich zum Stoßlüften. Zudem geht beim Kipplüften durch den

langsamen und stetigen Luftaustausch mehr gespeicherte Wärme verloren

(Auskühlen der Wände).

• Alternativ sollte der Einsatz von Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung

geprüft werden. Diese bedeuten je nach Systemqualität höhere

Anschaffungskosten, erledigen die Lüftung jedoch automatisch und sparen

sofort und langfristig Heizkosten.

24.04.2014 57





4. Heizung

• In Großraumbüros sollte unter den Mitarbeitern über das persönliche

Wärmeempfinden gesprochen werden. So verhindern Sie, dass Kollege A die

Heizung runter dreht, weil er schwitzt, und Kollege B die Heizung danach

umso höher dreht, weil ihm kalt ist. Der Mittelweg ist meist die Lösung.

• Die Heiztemperatur sollte je nach Raum festgelegt werden. In der Büroküche,

auf dem Flur und in den Toiletten kann die Temperatur niedriger gehalten

werden. Im Büro liegt die empfohlene Raumtemperatur bei 20 °C.

• Türen zwischen beheizten und nicht beheizten Räumen sollten geschlossen

bleiben. Zusätzlich sollte darauf geachtet werden, dass die Fenster und Türen

möglichst dicht sind, da sonst an diesen Stellen ein hoher Wärmeverlust

entsteht.

24.04.2014 58





5. Klimatisierung

• Wird im Büro eine Klimaanlage genutzt, können Sie mit der richtigen

Handhabung erhebliche Strommengen sparen. Die Klimaanlage nur

aktivieren, wenn die Fenster und Türen geschlossen sowie alle Heizungen

ausgeschaltet sind.

• Vermeidung extremer Kühlung im Sommer, da jedes Grad Raumtemperatur,

das nicht runtergekühlt wird, Strom spart und zudem beim Betreten des

Büros nicht in die Gefahr der bekannten Klimaanlagen-Erkältung durch zu

starken Kalt-/Warm-Wechsel besteht.

• Die Klimageräte sollten regelmäßig gewartet werden. Die Kühlleistung nimmt

bei schlecht gewarteten Anlagen ab, so dass für den gleichen Kühleffekt mehr

Strom verbraucht wird.

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Temperaturmessungen

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Anlagen

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• Strombasierte Querschnittstechnologien

– Beleuchtung

– Drucklufttechnik

– Elektrische Motoren und Antriebe

– Pumpen

– Server und Rechenzentren

Stromverbrauch für Beleuchtung nach Sektoren 2007

Industrie Endenergieverbrauch 2.441 PJ

davon für Beleuchtung 41 PJ

Haushalte Endenergieverbrauch 2.318 PJ


Gewerbe, Handel,

Dienstleistung

Endenergieverbrauch 1.386 PJ


Endenergieverbrauch in der Bundesrepublik gesamt 8.815 PJ

Quelle: Energieeffizienz in der Industrie, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 2013

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Beleuchtung

Kenngrößen der Beleuchtungstechnik

Name Formelzeichen Einheit

Leistungsaufnahme P Watt (W)

Lichtstrom ф Lumen (lm)

Beleuchtungsstärke En Lux (lx)/ lm/m²

Lichtstärke I Candela (cd)

Lichtausbeute η lm/W

Lichtfarbe Tcp Kelvin (K)

24.04.2014 63



Beleuchtung

Auszug aus der Arbeitsstättenverordnung ASR 7/3

Art des Innenraums bzw. der Tätigkeit Nennbeleuchtungsstärke En

[lux]

Vergolden, Prägen, Arbeiten

an Druckmaschinen

500

Bedienungsstand 200

Lagerräume mit Suchaufgabe bei nicht

gleichartigem Lagergut

100

Versand 200

Übrige Pausen- und Liegeräume 100

Büroräume 500

Ständig besetzte Arbeitsplätze in

verfahrenstechnischen Anlagen

200 Quelle: Arbeitsstättenverordnung ASR 7/3

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Beleuchtung


1. Effiziente Beleuchtung

• Werden die für die jeweiligen Anforderungen (Beleuchtungsstärke,

Farbwiedergabe etc.) am Arbeitsplatz am besten geeigneten Leuchtmittel

verwendet?

• Ist eine Verwendung effizienter Leuchtmittel möglich und geprüft worden?

• Werden zum Betrieb der Leuchtstofflampen elektronische Vorschaltgeräte

(EVG) eingesetzt?

• Sind Spiegelreflektoren zur Optimierung der Lichtverteilung an

Leuchtstoffröhren im Einsatz?

• Sind Maßnahmen zur Tageslichtnutzung getroffen worden, wie z. B.

Oberlichter?

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Beleuchtung


2. Lichtmanagement

• Ist eine Anpassung der künstlichen Beleuchtung an den tatsächlichen Bedarf

umgesetzt? Sind Tageslichtsensoren im Einsatz?

• Ist in wenig frequentierten Bereichen eine Präsenzsteuerung vorhanden?

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Beleuchtung

LED (light-emitting diode) Halogenlampe Glühlampe

Leuchtstoffröhre Energiesparlampe Halogen-Metalldampflampe

24.04.2014 68



Beleuchtung

Eigenschaften und Kenngrößen von Leuchtmitteln

Lampenart Lebensdauer Lichtausbeute Kosten Bemerkung

[h] [lm/W]

Glühlampe 1.000 12-15 + Stufenweises

Verbot ab 2009

Halogenlampe 5.000 25 +

Leuchtstofflampe 5.000- 20.000 90-100 +

Energiesparlampe 15.000 50-86 ++ EVG* einsetzen

LED 50.000 50-120 +++ Keine EVG*

Halogen- 30.000 100 ++

Metalldampf

* EVG = Elektronisches Vorschaltgerät

Verwendung effizienter Leuchtmittel und Beleuchtungstechnik

24.04.2014 69



Beleuchtung

T8 T8 LED T5 HE

Anzahl Leuchtmittel

Kosten pro Stück*

300 Stck.

8 €

300 Stck.

55 €

300 Stck.

18 €

Leistungsaufnahme

58 W/Stck.

17,4 kW/300 Stck.

22 W/Stck.

6,6 kW/300 Stck.

35 W/Stck.

10,5 kW/300 Stck.

Betriebsstunden 16 h/Tag

3680 h/Jahr

16 h/Tag

3680 h/Jahr

16 h/Tag

3680 h/Jahr

Energieverbrauch

Lfd. Kosten durch Energie

64,03 kWh/a

10.474,80 €/a

24,29 kWh/a

3.973,20 €/a

38,64 kWh/a

6.321,00 €/a

Ersparnis (abzügl. Kosten)

Amortisation (dynamisch)

5.425,20 €/a

3,38 a

4.319,40 €/a

1,32 a

CO2-Emissionsreduktion

(Strommix 2012)

22,89 t 14,63 t

* Retrofitlösung inklusive Austausch und Adapter bei T5 HE.

24.04.2014 70



Beleuchtung

• Der Stromverbrauch von Druckluftanlagen in der Europäischen Union beträgt

jährlich ca. 80 Milliarden kWh.

• Auf Deutschland entfallen 14 Milliarden kWh für die Drucklufterzeugung.

• Dies entspricht rechnerisch in etwa der Stromerzeugung von

1,3 Kernkraftwerken.

• Deutschland hatte zum Vergleich 2013 einen Brutto-Stromverbrauch von

596 Milliarden kWh.

24.04.2014 71



Drucklufttechnik


1. Detektion und Beseitigung von Leckagen

• Überprüfung sämtlicher Werkzeuge, Maschinen und Schläuche

• Ersetzen von vorhandene Armaturen und Kupplungen durch verlustarme

Typen

24.04.2014 72



Drucklufttechnik


2. Druckniveau und Druckverluste minimieren

• Prüfung der Druckluftanforderungen aller Produktionsanlagen und

Anwendungen hinsichtlich Druck, Menge und Qualität. Gegebenenfalls sind

Anpassungen vorzunehmen.

• Ersetzen von Spiralschläuchen durch gerade PU-Schläuche wo möglich.

• Lässt sich das allgemeine Druckniveau reduzieren, z. B. durch Booster oder

Substitution der Hochdruckanwendungen?

24.04.2014 73



Drucklufttechnik


3. Sind Möglichkeiten der Wärmerückgewinnung vorhanden?

• Nutzung einer automatischen Abkopplung von Teilsträngen im Stillstand

• Ersetzen der zeitgesteuerten durch eine elektronisch niveaugesteuerte

Kondensat-Ableitung.

• Jährliche Wartung der Kompressoren, Filter, Armaturen und Ventile

4. Optimierung des Druckluftanlagenbetriebs durch organisatorische Maßnahmen

24.04.2014 74



Drucklufttechnik

Ermittlung von Leckage-Verlusten:

Beobachtung des Druckverlustes über

das Gesamtsystem

- Näherungsweise über Anzeige

an Druckluftbehälter nach

Abschaltung des Kompressors

- Bestätigung durch Messung der

Füll- und Entladezeiten

24.04.2014 75




Drucklufttechnik

Ermittlung von Leckage-Verlusten:

Beobachtung des Druckverlustes über

einzelne Leckagen

- Lokalisierung von Leckagen durch

Ultraschallmessgerät

24.04.2014 76



Drucklufttechnik

Zusatzkosten durch Druckluftleckagen

Ø Leckage

[mm]

Luftverlust bei 6 bar

[l/s]

Energieverlust pro

Jahr bei 8.760 h

in kWh

Energieverlust pro Jahr

bei 8.760 h und

19 ct/kWh in €

1 1,24 2.891 549,29

3 11,14 26.017 4.943,23

5 30,95 72.270 13.731,30

24.04.2014 77



Drucklufttechnik

• Elektromotoren verbrauchen weltweit 43-46 % des Stroms und sind damit

die größten Umsetzer elektrischer Energie.

• In der Industrie der EU benötigen Antriebssysteme 69 % des Stroms (= 900

Milliarden kWh).

24.04.2014 78



Elektrische Motoren und Antriebe

Kostenverteilung über die ersten drei Jahre bei einem IE3-Motor (Die Daten beruhen auf einer Betriebslaufzeit von 2.000 h/a bzw. 8.000 h/a über 3 Jahre.)

Pro

zent

[%]


24.04.2014 79




Beispielberechnung zum Austausch der Motorentechnik

Alter Motorenstandard

IE 1

(Standardwirkungsgrad)

Moderner

Motorenstandard

IE3

(Premiumwirkungsgrad)

Elektr. Motorleistung (Pel) 14,5 kW 14,0 kW

Wirkungsgrad 88,8 % 92 %

Betriebsdauer pro Jahr 2.000 h 2.000 h

Energieverbrauch pro Jahr 29.000 kWh 28.000 kWh

Einsparung pro Jahr

in kWh

in Euro bei 20 ct/kWh

1.000 kWh

200,00 €

Einsparung in 20 Jahren

in €

in t CO2 bei 565g CO2/kWh

4.000,- €

1,13 t CO2

24.04.2014 80





1. Überdimensionierung vermeiden

• Anlagen vor Ort begutachten und klären, ob die Motoren überdimensioniert

sind.

• Betriebszeiten der Motoren prüfen und an die Prozessbetriebszeiten

anpassen.

24.04.2014 82





2. Hocheffiziente Motoren einsetzen

• Alter des Motors überprüfen und eine Neuinvestition aufgrund der

Energieeinsparung berechnen. Moderne Motoren haben einen besseren

Wirkungsgrad und sind somit effizienter.

• Bei Neuinvestitionen sollte mindestens in Effizienzklasse IE2 oder bereits in

IE3 investiert werden. Die Mehrkosten rechnen sich bald durch die

Energieeinsparungen.

24.04.2014 83





3. Effiziente Getriebe einsetzen

• Je nach Getriebeart können Energieverluste von bis zu 50 % auftreten. Je

nach Getriebetyp lässt sich der Wirkungsgrad deutlich steigern.

• Geregelte Direktantriebe sind vorteilhafter als Untersetzungsgetriebe.

24.04.2014 84





4. Auf Einsatz von Frequenzumrichter und Drehzahlregelung prüfen

• Bei dynamischen Anwendungen Frequenzumrichter verwenden. Dies lohnt

sich besonders bei häufigen Anfahrvorgängen und bei Teillastbetrieb.

• Weitere Vorteile sind der geringere Verschleiß an mechanischen Bauteilen

und ein niedrigerer Geräuschpegel im Betrieb.

24.04.2014 85




Erfassung und Aufzeichnung von

Verbrauchsdaten größerer

Anlagen.

24.04.2014 86




• Pumpen sind in der Industrie allgegenwärtig. Typische Anwendungsgebiete

sind das Fördern von Flüssigkeiten wie beispielsweise Kühlmittel, Abwasser

oder Heizöl.

• 30 % des gesamten durch elektrische Motoren verbrauchten Stroms wird von

Pumpenantrieben verbraucht.

• Eine Lebenszyklus-Analyse zeigt, dass die Energiekosten wesentlich zu den

Gesamtkosten einer Pumpe beitragen und je nach Anwendung etwa 45-85 %

betragen können.

24.04.2014 87



Pumpen

24.04.2014 88

Fördermenge Förderhöhe Einsatzgebiet

Heizungsumwälzpumpen Gering bis ~18 m • Geschlossener

Heizungskreislauf

Zirkulationspumpen Gering bis ~10 m • Brauchwasserversorgung

• Fernwärmesysteme

Inline- oder Blockpumpen Hoch bis ~50 m • Frisch- und Kühlwasser

• Speisewasser

• Druckerhaltung

• Kondensat



Pumpen


1. Pumpendimensionierung prüfen

• Zu groß dimensionierte Pumpen sind die häufigste Ursache für vergeudete

Pumpenenergie.

24.04.2014 89



Pumpen


2. Laufräder austauschen oder abdrehen

• Das Abdrehen von Kreiselpumpenrädern ist die kostengünstigste Methode zur

Korrektur überdimensionierter Pumpen. Die Förderhöhe kann durch Ändern

des Pumpenraddurchmessers (Austausch oder Abdrehen) innerhalb der vom

Hersteller für das Pumpengehäuse empfohlen Abmessungsgrenzen um

10-50 % verringert werden.

• Bei Neuinvestitionen sollte mindestens in Effizienzklasse IE2 oder bereits in

IE3 investiert werden. Die Mehrkosten rechnen sich bald durch die

Energieeinsparungen.

24.04.2014 90



Pumpen


3. Unnötige Pumpen stilllegen

• Diese auf der Hand liegende, aber häufig übersehene Energiesparmaßnahme

kann oft nach einer wesentlichen Verbrauchsreduktion im Produktionsablauf

durchgeführt werden.

• Bei stark schwankenden Förderströmen kann die Anzahl der in Betrieb

befindlichen Pumpen automatisch durch den Einbau von Druckschaltern an

einer oder mehreren Pumpen geregelt werden.

24.04.2014 91



Pumpen


4. Internes Spiel wiederherstellen

• Diese Maßnahme sollte ergriffen werden, wenn die Leistung der Pumpe stark

abnimmt. Pumpenleistung und Wirkungsgrad sinken, wenn die interne

Leckage durch übermäßiges Rückplatten- und Laufradspiel und abgenutzte

Saugstutzen, Laufradringe, Gleitlager und Laufräder zunimmt.

24.04.2014 92



Pumpen

• Der Energiebedarf der Rechenzentren in Deutschland hat sich zwischen 2000

und 2006 von 3,98 TWh auf 8,67 TWh mehr als verdoppelt.

• Die Energiekosten dafür haben sich durch gleichzeitig gestiegene

Energiepreise in diesem Zeitraum mehr als verdreifacht.

24.04.2014 93



Server und Rechenzentren

Verteilung des

Stromverbrauchs in einem

Rechenzentrum

Unterbrechungsfreie

Stromversorgung

10 %


24.04.2014 94




DCIE-Wert (Data Center Infrastructure Efficiency)

DCIE = Energieverbrauch der IT / Gesamtenergieverbrauch des

Rechenzentrums

Dieser Wert bezeichnet den Anteil des Stromverbrauchs der IT-Hardware im

Rechenzentrum im Verhältnis zum Gesamtstromverbrauch des Rechenzentrums.

Die IT-Hardware ist umso effizienter, je größer der DCIE-Wert ist.

24.04.2014 95




Größe des

Unter-

nehmen

Installierte

Server in

Deutschland

Durchschn.

Verbrauch pro

Server

Gesamtenergie-

verbrauch Server

& Rechenzentren

Durchschn.

DCIE-Wert

Energiekosten

(Stck.) (kWh/a) (TWh) (%) (Mio. €)

1-9 505.288 1.500 1,015 77 112

10-19 201.815 1.800 0,598 67 66

20-99 258.597 2.000 1,043 55 115

100-199 141.961 2.000 0,715 47 79

200-249 44.298 2.100 0,255 45 28

250-499 132.894 2.100 0,798 45 88

500-999 161.958 2.100 0,973 45 107

>1000 720.812 2.200 4,709 45 518

Gesamt 2.176.624 10,107 1.112

Energieverbrauch bei Servern und Rechenzentren in Deutschland 2008

Quelle: Energieeffizienz in der Industrie, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2013

24.04.2014 96





1. Datenverwaltung und Datenmanagement

• Prüfung des Speicherplatzbedarfs privater Daten. Begrenzung privater

Datenhaltung. Kein Backup privater Daten.

• Löschung nicht mehr gebrauchter Daten und Anwendungen sowie

Vermeidung von mehrfacher Datenhaltung.

24.04.2014 97





2. Kühlung

• Werden die Kühlgeräte regelmäßig gewartet und die Luftfilter gereinigt?

• Strömungshindernisse im Doppelboden und in den Racks eliminieren.

• Erfolgt eine automatische Anpassung der Kühlleistung an die im Tages- und

Wochengang bedingten Schwankungen der Wärmelast?

• Komfortkühlgeräte sollten ggf. durch Präzisionsklimageräte ersetzt werden.

• Ist eine freie Kühlung möglich?

• Die Zuluft-Temperatur sollte 18-20 °C betragen – gemessen direkt am

Klimagerät oder im Doppelboden. Die Ablufttemperatur sollte mind. 28 °C

erreichen. Die Differenz zwischen Zuluft- und Abluft-Temperatur sollte

mindestens 10 °C betragen.

24.04.2014 98





3. Stromversorgung

• Austausch der USV (Unterbrechungsfreien Stromversorgung), falls deren

Wirkungsgrad kleiner als 90 % ist.

• Wird die USV im optimalen Auslastungsbereich bei ca. 80 % betrieben?

Gegebenenfalls sollten mehrere USV-Anlagen parallel geschaltet werden.

• Erfolgt eine regelmäßige Erfassung der Energieverbräuche im

Rechenzentrum? Intelligente Stromleisten erlauben auch die

Energieverbrauchsmessung der angeschlossenen Geräte.

24.04.2014 99





Anlagen

24.04.2014 100

• Thermisch basierte Querschnittstechnologien

– Wärmerückgewinnung und Abwärme-Nutzung

– Trocknung

– Dampferzeugung und Prozesswärme

– Kühlung und Prozesskälte

– Kraft-Wärme-(Kälte-)Kopplung

Kenngrößen der Wärmetechnik

Name Formelzeichen Einheit

Wärmekapazität Cp J/K

Spezifische Wärme-

Kapazität c J/kgK

Wärmestrom Qh, фth W

Wärmeleitfähigkeit W/mK

Heizwert; Brennwert Hi; Hs kJ/kg

24.04.2014 101



Wärmerückgewinnung und Abwärme-Nutzung

Potenzial der Wärmerückgewinnung unterschiedlicher Branchen

in Deutschland 2010

Wärm

ebed

arf

in P

J/a

Quelle: Bundesländerspezifische Potenziale von Blockheizkraftwerken und Brennstoffzellen, Statistisches Landesamt Baden-Württemberg, Stuttgart 2010.

Eigene Darstellung 103




24.04.2014 104

Produktion

Absaugung

Abluft

Frischluft

Ventilator

Abluft

Beheizte Gebäude-

teile

Temperatur-

intensive

Prozesse

Wärmetauscher

Wärme-

tauscher

Heiz-

körper

Funktionsskizze zur

Wärmerückgewinnung





Vorteile der Wärmerückgewinnung

• Niedrigere Anschlussleistungen [kW] für Heiz- und Kälteenergie

• Verringerung des Energieverbrauchs [kWh] für Heizung und Kühlung

• Verringerung der Investitions- und Betriebskosten in anderen Technologien

(z. B. Heizung, Kühlung)

• Verringerung der Schadstoffemissionen

• Verringerung der Temperaturdifferenz (Entfall oder Verminderung des

Nacherwärmers für komfortable Zuluft-Temperatur)

24.04.2014 105




• Ein erheblicher Teil der Prozesswärme im Temperaturbereich bis 200 °C wird

für Trocknungsprozesse eingesetzt.

• In Deutschland wird der jährliche Energieverbrauch für Trocknungsprozesse

auf rund 300 PJ geschätzt.

• Vor allem die Trocknung von Holz, Granulaten, Kohle, Ziegeln, Papier, Lacken

und Farben, Feinkeramik, Nahrungsmitteln und Textilien sorgt für einen

hohen Energiebedarf in den jeweiligen Branchen.

24.04.2014 106



Trocknung

Gliederung von Trocknungsprozessen

• Thermische Prozesse (Wärme oder Kälte)

• Sorptive Prozesse (Absorption, Adsorption)

• Mechanische Abtrennprozesse (Druck, Zentrifuge, Absetzprozess)

24.04.2014 107



Trocknung


1. Mechanische Entfeuchtung

• Ist eine mechanische Vorentfeuchtung des Trocknungsgutes mit Pressen oder

Zyklonen möglich?

• Ist das Trocknungsgut gegenüber den Abgasen einer direkten Beheizung

tolerant? Ist eine Umrüstung der indirekten Beheizung auf eine direkte

geprüft worden?

• Ist die Anlagen-Dämmung ausreichend? Wurde die Dämmung mit

Thermografie-Aufnahmen überprüft? Werden Oberflächentemperaturen von

35-40 °C überschritten?

2. Optimierung von Beheizung und Dämmung

24.04.2014 108



Trocknung


3. Optimierung der Prozesssteuerung

• Ist eine Taupunktregelung im Einsatz?

• Wird der Transmitter regelmäßig überprüft und gereinigt? Tritt in der Anlage

Tröpfchen-Bildung bzw. lokale Kondensation auf? Dies ist ein Anzeichen für

eine falsche Positionierung des Transmitters.

• Wird der Trockner im Umluftbetrieb gefahren? Ist eine Umrüstung von Frisch-

bzw. Abluftbetrieb hin zu Umluftbetrieb geprüft worden? Eine Trocknung der

Ofenabluft durch Kondensation oder Adsorption ermöglicht eine

Kreislaufführung der Ofenatmosphäre.

24.04.2014 109



Trocknung


4. Anwendung alternativer Trocknungsverfahren

• Sind die Alternativen zu einer thermischen Trocknung mittels Heiß- oder

Kaltluft geprüft worden?

• Ist eine Trocknung mit überhitztem Dampf möglich?

• Ist eine Strahlungstrocknung möglich?

• Wurde eine Niederdruck- bzw. Vakuumverdampfung hinsichtlich der

Prozessdauer und des Energieverbrauchs geprüft?

24.04.2014 110



Trocknung

• Industrieöfen sind ein wesentlicher Schwerpunkt des Energieverbrauchs in

der Industrie. 30-40 % des industriellen Energieverbrauchs entfallen darauf.

• Die spezifische Verdampfungsenergie, die nötig ist, um 100 Liter Dampf zu

erzeugen, liegt bei 74,33 kWh (= 0,74kWh/kg).

24.04.2014 111



Dampferzeugung und Prozesswärme

Wärmebehand

-lungsprozess

Beschreibung Beispielprozess

Sterilisieren Wasserdampf tritt direkt mit dem Gut in

Kontakt.

Molkerei, Brauerei, Bäckerei, etc.:

Reinigung von Anlagen und Behältern

(Flaschen, Fässer, Bleche etc.)

Waschen Wasser unterhalb der Siedetemperatur wird

durch Dampf oder Verbrennungsgase erwärmt.

Textilindustrie: Waschen,

Lebensmittelindustrie: Spülprozesse

(Gläser, Flaschen, Anlagen)

Schmelzen Elektro- bzw. Dampfheizung:

Ohne direkten Kontakt mit dem

Wärmeträgermedium

Kunststoffverarbeitung:

Schmelzen und anschließende

Formgebung in Werkzeugen

Trocknen Über Wärmetauscher wird ohne direkten

Kontakt mit dem Wärmeträgermedium das zu

verarbeitende Gut durch einen Luftstrom

erwärmt.

Fahrzeugindustrie: Lacktrocknung

Futtermittelindustrie:

Trocknungsprozesse

Textilindustrie: Textilientrocknung

Härten Gefüge-Änderung in Metallbauteilen durch

direkten Kontakt mit heißem Öl

Fahrzeug- und Maschinenbau

24.04.2014 112




Produkte/

Branchen

Ofentyp Produkt / Branche Ofentyp

Roheisen Hochöfen Zement Drehrohröfen

Sintern Sinteröfen Investitionsgüter Wärmebehandlungs-

öfen

Oxygen-Stahl Schmelzöfen Glas Wannenöfen

Elektrostahl Tiegelöfen Keramit Tunnel- und

Kammeröfen

Walzstahl Wärmeöfen

NE*-Gießereien Schmelzöfen

24.04.2014 113




* NE-Gießerei = Nichteisenmetall-Gießerei


1. Wärmeverluste reduzieren

• Thermische Dämmung, Dichtheit, Wandaufbau prüfen.

• Wärmebrücken eliminieren.

• Ofentüren so klein wie möglich gestalten und so kurz wie möglich öffnen.

Dichtheit von Türen und Schaugläsern sicherstellen.

24.04.2014 114





2. Moderne Brenner und Beheizung einsetzen und ggf. Wärmerückgewinnung nutzen

• Mit steigender Temperatur nimmt die NOx-Bildung exponentiell zu, so dass

bei Luftvorwärmung NOx-mindernde Maßnahmen erforderlich sein können.

24.04.2014 115





3. Weitere Abwärme-Nutzung

• Abwärme kann ggf. zur Gutvorwärmung bzw. zur Vorwärmung der

Transporteinrichtungen genutzt werden.

• Ggf. weitere Wärmesenken wie Hallenheizung oder Brauchwassererwärmung

prüfen.

• Bei diskontinuierlich anfallender Abwärme ist zu prüfen, ob diese in

geeigneten Medien zwischengespeichert und einer weiteren Nutzung

zugeführt werden kann.

24.04.2014 116




24.04.2014 117

Einsatzgebiet Gesamtenergiebedarf [GWh/a]

Elektrisch Nichtelektrisch

Haushaltskälte 24.138 -

Supermarktkälte 8.582 -

Nahrungsmittelherstellung 6.748 138

Gewerbe 5.396 110

Transport 563 1.134

Klimatisierung 10.795 12.301

Industrie 9.804 200

Medizin 1.348 -

Kühlhäuser 1.406 -

Wärmepumpen 1.532 -

Sonstiges 632 300

Gesamt 70.944 14.183

Kälteenergiebedarf in

der Bundesrepublik

Deutschland 2009 nach

Anwendungsbereichen

Quelle: VDMA, Neue Studie zum Energiebedarf für Kältetechnik, 2011



Kühlung und Prozesskälte

Verschiedene Technologien:

• Kompressionskältemaschinen

• Adsorptionskühlanlagen

• Absorptionskühlmaschinen

• Gaskältemaschinen

• Verdunstungskühlung

• Vakuumkühlung

24.04.2014 118




Kompressor

Kältemittel gasförmig

Expansionsventil Kältemittel flüssig

Konden

sato

r Verd

ichter

Kompressions-

kältemaschinen

Über 90 % aller installierten

Anlagen basieren auf dem

Prinzip der Kompressions-

kältemaschinen.

24.04.2014 119





1. Kälteerzeugung

• Kommen Kompressoren mit Effizienzklasse IE3 zum Einsatz?

• Verfügt der Kompressor über eine drehzahlgesteuerte Regelung?

• Wurden die Möglichkeiten und Rahmenbedingungen für eine

Wärmerückgewinnung geprüft?

• Gibt es Abwärme auf einem Temperaturniveau > 80 °C? Wurde der Einsatz

einer Absorptionskälteanlage geprüft?

24.04.2014 120





2. Kälteverteilung

• Verfügen die Kälteträger-Rohrleitungen über eine entsprechende

Wärmedämmung?

• Wird das Kälteverteilernetz regelmäßig auf Leckagen untersucht?

• Wurden die Möglichkeiten zum Einsatz eines Kältespeichers geprüft?

3. Kältespeicherung

24.04.2014 121




„Kraft-Wärme-Kopplung ist die gleichzeitige Umwandlung von eingesetzter

Energie in elektrische Energie und in Nutzwärme in einer ortsfesten technischen

Anlage.“

aus: Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz-Gesetz (KWKG)

24.04.2014 122



Kraft-Wärme-(Kälte-)Kopplung

• Insgesamt werden in der Industrie rund 20 % des Stromverbrauchs in KWK-

Anlagen eigenerzeugt.

• Potenzial für den Ausbau der KWK-Anlagen besteht in allen Branchen mit

einem Prozesswärmebedarf bis rund 500 °C.

• In der Industrie eignen sich vor allem die Sektoren Papier-, Chemie-,

Ernährungs- und Metallindustrie sowie der Fahrzeugbau für den Einsatz von

KWK-Anlagen.

24.04.2014 123




Geeignete

Temperaturniveaus und

Prozesse für die KWK

Industriesektor Prozess Temperatur

in °C

Lebensmittel,

Getränke

Trocknen

Waschen

Pasteurisieren

Kochen

Sterilisieren

Wärmebehandlung

30-90

40-80

80-110

95-105

140-150

40-60

Textilindustrie Waschen

Bleichen

Färben

40-80

60-100

100-160

Chemieindustrie Kochen

Destillieren

Einzelne chemische Prozesse

95-105

80-300

120-180

Alle Sektoren Kesselwasservorwärmung

Raumheizung

Kältebereitstellung

Klimatisierung

30-100

30-80

80-200

80-110

Quelle: Energie- und klimaeffiziente Produktion, Springer Verlag, 2012 24.04.2014 124




Prozesse für

Kraft-Wärme-Kopplung

Indirekte

Wärmezufuhr

Kalte

Verbrennung

Direkte Wärmezufuhr

Diesel-/

Ottoprozess

Gas-

Turbine

Dampf-

Generator

Stirling-

Motor

Brennstoff-

zelle

Gas- und Dampfprozess

(GuD)

24.04.2014 125




Hotelbetrieb: Heizkessel Energiepreis

je kWh

Energie-

kosten in €

KWKAnlage

+ Heizkessel

Energie-

kosten in €

Brennstoff-

verbrauch

300.000

kWh

6 ct/kWh

18.000 €

340.000

kWh

20.400 €

Strombezug

pro Jahr

120.000

kWh

20 ct/kWh

24.000 €

60.000 kWh

13.200 €

Gesamte

Energiekosten

42.000 €

33.600 €

So ergeben sich 20 % Kostenersparnis und eine Reduzierung der CO2-Emissionen

von etwa 30 Tonnen pro Jahr.

Berechnung einer Beispielanlage in einem Hotelbetrieb (Die Angaben beziehen sich auf den Betrieb eines Jahres.)

24.04.2014 126




Impressum

Dieses Curriculum dient als Grundlage für die Qualifizierung von Auszubildenden zu

Energie-Scouts in Workshops der IHK-Organisation. Die Inhalte können von den

Industrie- und Handelskammern, den teilnehmenden Unternehmen und den Partnern der

Mittelstandsinitiative Energiewende frei verwendet werden.

Das Curriculum wurde im März 2014 im Rahmen der Mittelstandsinitiative Energiewende

erstellt von:

24.04.2014 128

Frank Meyer zur Heide

Felix Dahm

Alte Kirchstraße 1

D-34508 Willingen

[email protected]

+49 (0)5231/ 9807627

www.smartet.de

Projektleitung

Servicestelle der Mittelstandsinitiative Energiewende im Deutschen Industrie- und

Handelskammertag e. V. | Breite Str. 29 | 10178 Berlin | Tel. 0800 934 23 75

[email protected] | http://www.mittelstand-energiewende.de/

mailto:[email protected]

http://www.smartet.de/




http://www.mittelstand-energiewende.de/



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Einführung in die Energieeffizienz - IHK Osnabrück · 6 I. Energie und Gesellschaft Was ist Energie? Energie, die Wortart: Substantiv, feminin 1. mit Nachdruck, Entschiedenheit