Institut für Energietechnik, Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung Op#miertes Energie‐ und Kostenmanagement durch Abwärmenutzung und Wärmerückgewinnung Clemens Felsmann 3. Fachtagung Energie – Effizienz – Strategie Dresden, 20.September 2012 Hintergrund und Mo#va#on für Energieeinsparung in Unternehmen zunehmendes Verantwortungsbewusstsein („Unternehmensphilosophie“) Ressourcenschonung und Versorgungssicherheit Möglichkeiten zur Kosteneinsparung im Kontext eines steigenden Anteils der Energiekosten Verordnungsrechtliche Vorgaben und Empfehlungen Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 2 Verordnungsrechtlicher Kontext NaEonaler Energieeffizienz‐AkEonsplan (EEAP) Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 3 Energieeffizienzrichtlinie (EED) ArEkel 10: Förderung der Effizienz bei der Wärme‐ und Kälteversorgung ‐ Nutzung von Abwärme: effiziente Fernwärmestrukturen (>50% Abwärme) ‐ NaEonale Wärme –und Kältepläne mit KarEerung von Industriegebieten Qh>20 GWh ‐ StädEsche Raumordnungspläne auf Abwärmenutzung konzipiert (Standorte für Ansiedlung von Industriegebieten) ‐ Einbindung von Abwärme in Wärmenetze Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 4 Energieeffizienzrichtlinie (EED) Im Entwurf noch enthalten: Wahl der Standorte industrieller Abwärmequellen Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 5 Energiemanagement Grundlage jeglicher Überlegungen und Handlungsansätze ist eine detaillierte Energieflussanalyse. 102 Zusammenfassende und übersichtliche Darstellung in Energieflussdiagrammen (Sankey‐Diagramm) Norm: DIN EN 50001 Abbildung 3.1: Energieflussdiagramm (Gesamtübersicht) Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 6 Elektrische Energie thermische Energie Effiziente Antriebe, Motoren, VenElatoren, Geräte und Maschinen Produktlabel EuP, ErP Bilder: WÄTAS Anlagentechnischer Aufwand bei Wärmenutzung/Kältenutzung Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 7 Abwärmenutzung Unterscheidung erforderlich: (a) der innerhalb eines üblicherweise örtlich und systemisch begrenzten Bilanz‐ und Versorgungsraums durchgeführten Wärmerückgewinnung z.B. warme Abluf zur Lufvorwärmung b) der unternehmensinternen Abwärmenutzung z.B. Abwärme aus ProdukEonsprozessen zur Heizung und/oder TWE c) dem Angebot zur Abwärmenutzung außerhalb des Unternehmens z.B. Abwärme zur Beheizung umliegender Wohngebäude Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 8 Wärmerückgewinnung Nutzung der Abwärme aus einem Prozess für die Wärmelieferung innerhalb der aus dem Prozess sich abgeleiteten Versorgungsaufgabe. Belüfung und KlimaEsierung von Gebäuden Auflagen zur Energieeinsparung und Energieeffizienz bei Klimaanlagen und sonsEgen Anlagen zur Raumluftechnik sind in §15 EnEV zusammengefasst. Trink‐ und Brauchwassererwärmung Wärmerückgewinnung aus dem Abwasser: neben energeEschen Aspekten weiterführende Fragestellungen zur Wasseraukereitung, hygienischen Problemen und der Wirtschaflichkeit bei nicht ausreichender Temperatur oder Menge des Abwasseraulommen beachten. Technologien der Abwärmenutzung Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 9 Abwärmenutzung unternehmensintern Verwertung von Abwärme über eigentlich getrennte Versorgungsbereiche hinweg. Trocknungsprozesse und Abgase/Abluf: Beheizung der Büro‐ und Verwaltungsbereiche und/oder Trinkwassererwärmung. Abwärme aus der Rückkühlung von Kälteprozessen für die Beheizung: bei gleichzeiEgem Wärme‐ und Kältebedarf Kraf‐Wärme‐Kopplung dezentrale KWK kleiner Leistung mit garanEerten Vergütungen (z.B. KWKG) und VergünsEgen (z.B. EnergieStG) beachten; Wirtschaflichkeit prüfen! Nutzung von Abwärme zur StromprodukEon z.B. ORC, SErling, jedoch stark abhängig von der Temperatur der Abwärme Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 10 Abwärmenutzung extern Anbieter von Abwärme mit Wärmekunden in Verbindung bringen eat rm wae .ab w w w ttp:// .de/ n e s ach s s a l h Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 11 Abwärmenutzung extern (Ab)wärmeatlas Sachsen Noch begrenzte Wirksamkeit: <50 Abwärmeanbieter in 2 Jahren beschränkte Transporsähigkeit von Wärme (im Gegensatz zu Strom ) Abwärmehandel prakEsch immer auf lokalem Markt Verknüpfung von Wärmeströmen mit Transportleitung Nahwärmenetz = Kosten, Energieverluste Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 12 Abwärmenutzung extern Bei der Abwärmenutzung durch Driue entstehen vertragliche Verpflichtungen zur Wärmelieferung sowie entsprechende gewerblich‐ geschäfliche Beziehungen zwischen dem Anbieter und dem Nutzer von Abwärme. Die Einkopplung industrieller Abwärme in bestehende Wärmenetze wird derzeit nicht prakEziert und bedarf der weiteren AbsEmmung der Beteiligten. INSEK; Stadt‐ und QuarEersplanung Siehe auch: Sektoruntersuchung Fernwärme des Bundeskartellamtes (August 2012) Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 13 Abwärmenutzung extern Interessentengruppen Energieberater Energieversorger Wärmeanbieter (Unternehmen) Technologie‐ anbieter Dresden, 20.09.2012 Wärmenutzer (extern) Forschung Clemens Felsmann Folie 14 Abwärmenutzung extern Interessentengruppen Wärmelieferant Erlöse aus Wärmeverkauf; Abnahmegarantie Wärmenutzer Preisvorteile; Versorgungssicherheit Energieberater Wissensvermittlung; Geschäft Energieversorger Kundenbindung; Geschäft verordnungsrechtliche Verpflichtungen Technologieanbieter Produktgeschäft; Verkauf; Entwicklung Forschung Feldtest; Validierung; Drittmittel Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 15 Abwärmenutzung extern Hemmnisse 1. Ökonomie: Energiekosten; Amortisationszeiten 2. Information und Organisation: Potenzialanalyse; Nutzungsmöglichkeiten und Technologiekenntnisse; Verantwortlichkeiten; Entscheider 3. Prozessgestaltung: Versorgungssicherheit; Kontinuität 4. Koordination: Interessensausgleich 5. Recht: Vertragliche Bindungen und Verpflichtungen; Abhängigkeiten Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 16 Aussicht Energiepreisentwicklung Quelle: Hunold+Knoop Quelle: USDA ERS Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 17 Aussicht Energiepreisentwicklung EED mit Auswirkungen auch auf Energiemanagement in Unternehmen (naEonale) Zielvorgaben zur Energieeinsparung Rolle der Energieversorger Stärkung der Bedeutung der Abwärme Nachahmung anregen Leuchuürme und Best Cases KoordinaEon und ModeraEon Hilfestellung anbieten Dresden, 20.09.2012 Clemens Felsmann Folie 18