Energieeffizienz

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1. Was ist Energieeffizienz?

„Energieeffizienz ist das Maß für den Energieaufwand zur Erreichung eines festgelegten Nutzens. Die Energieeffizienz ist umso höher, je geringer die Energieverluste für das Erreichen des jeweiligen Nutzens sind.“

So definiert das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) den Begriff. Das Umweltbundesamt weist eindringlich daraufhin, dass Energieeffizienz jedoch nicht allein entscheidend für eine nachhaltige Energiewende ist und es vielmehr auf die Reduzierung unseres absoluten Energiebedarfs ankommt. Für viele Unternehmen ist Energieeffizienz zunächst der erste Schritt, da er i.d.R. mit direkten finanziellen Vorteilen einhergeht. Es bedarf jedoch eines langfristigen Energiemanagementkonzepts, um einen glaubhaften Beitrag zum Umweltschutz zu leisten. Neben dem großen Energieverlust im Umwandlungs- und Nutzungsprozess entstehen insbesondere belastende Schadstoffe, die sogenannten Treibhausgasemissionen, die unsere natürlichen Ressourcen und somit unsere Lebensgrundlage bedrohen.

Unser Wirtschafts- und Konsumverhalten muss sich zukünftig zwingend an den planetaren Grenzen ausrichten. Der stark wachsende Bedarf nach fossilen Energieträgern wie Kohle, Öl und Gas beschleunigt den Klimawandel. Im Sinne der Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen (SDGs) hat sich die Bundesregierung klare Ziele für die Reduzierung unseres Energiebedarfs gesetzt. Das Energieeinsparpotential von Industrie und Gewerbe wird auf bis zu 40% geschätzt (BMU) und Maßnahmen der Wirtschaft massiv gefördert.

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Nachhaltige Beschaffung als größter Hebel für Energieeinsparungen

Zunehmend mehr Unternehmen möchten einen aktiven Beitrag zum Klimaschutz leisten, da dieses Thema immer mehr in den Fokus der Öffentlichkeit gerückt ist. Das Ziel der Klimaneutralität ist in den Unternehmen angekommen. Schaut man genauer hin, erkennt man schnell, dass die kommunizierten CO2 Ziele oftmals lediglich auf die eigenen Produktion, Mobilität und den zugekauften Energiebedarf ausgerichtet sind. Der weitaus größere Hebel liegt jedoch in den nachgelagerten Prozessen, wie z.B. der Entsorgung und in den Lieferketten. Bis zu 80% der Treibhausgasemissionen von Unternehmen entstehen im Rahmen der globalen Wertschöpfung mit den Zulieferern.

Ein glaubwürdiges und ambitioniertes Energiemanagement bindet daher insbesondere die Einkaufsabteilung und seine Lieferanten aktiv ein und berücksichtigt dabei den gesamten Beschaffungsprozess, beispielsweises:

- Produktspezifikation (z.B. durch die Ausrichtung des Material- / Produktbedarfs an Ökodesign Richtlinien und Labels, Reparierbarkeit)
- Beschaffungszyklus / geplante Nutzungsdauer
- Beschaffungsmärkte (Regional statt global)
- Logistikprozesse (Schiene statt Straße, Wasser oder Luft) und Verpackungen (Mehrwegverpackungen, nachwachsenden Rohstoffe)
- Energiebilanzbewertung von Lieferanten im Auswahlprozess
- Energiesparschulungen für Zulieferer
- Kennzeichnung von energiesparsamen Produkten in internen Bestellsystemen
- Anpassung von internen Richtlinien, Allgemeinen Einkaufsbedingungen und Verträgen
- U.v.m.

Ebenfalls nicht zu unterschätzen ist die aktive Sensibilisierung und Einbindung Ihrer Mitarbeiter im Rahmen eines gezielten Change – Managements. So kann auch insbesondere das Travel- Fuhrpark und Eventmanagement nachhaltiger ausgerichtet werden, z.B. durch die Einführung von Mobilitätsbudgets.

Nachhaltigkeitsexpertin zum Thema Beschaffung:

Yvonne Jamal / Vorstandsvorsitzende JARO Institut für Nachhaltigkeit und Digitalisierung e.V.
Tel: +49 177 6178912
y.jamal@jaro-institut.de

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2. Empfehlungen zur Vorgehensweise / Praxisbeispiele

2.1 Allgemeine Empfehlung zur Vorgehensweise

Damit Unternehmen erfolgreich Energieeinsparungen erreichen, empfiehlt sich eine gut strukturierte Vorgehensweise. Es wäre fatal, Potentiale ungenutzt zu lassen, weil man vorschnell eine Handvoll Maßnahmen ergreift, aber die größten Hebel unentdeckt bleiben. Planen Sie daher ausreichend Zeit für eine systematische Analyse und Planung ein. Die Energieagentur NRW bietet kostenfrei das ECO-COCKPIT an. Mit dieser kostenfreien Lösung können Sie in wenigen Schritten die CO2-Bilanz ihres Unternehmens (CCF) und Ihrer Produkte (PCF) ermitteln. Gleichzeitig identifizieren Sie damit die CO2-Treiber im Unternehmen und können dann gezielt Maßnahmen zur Reduzierung ableiten. Mehr Infos: https://ecocockpit.de/

Grundsätzliche besteht jedes Energieeinsparungsprojekt aus den nachfolgenden 5 Schritten:

I. Analyse des IST Zustandes

II. Identifizierung von Einsparpotentialen

III. Festlegung von Energiesparmaßnahmen

IV. Einführung eines Energiemanagementsystems
(z.B. ISO 50001, EMAS, für KMU: Energiecontrolling nach DIN EN 16247)

V. Kontinuierlicher Verbesserungsprozess

Viele Unternehmen haben die Chancen von Energieeffizienzmaßnahmen genutzt und erfolgreich in der Praxis umgesetzt. Viele Beispiele von Unternehmen und der öffentlichen Hand finden Sie auf den nachfolgenden Website:

https://www.energyefficiencyaward.de/startseite/

https://www.energieagentur.nrw/

https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energiesparen/energiesparen-in-industrie-gewerbe#energieeinsparpotenziale

hotel beispielbild

2.2 Praxisbeispiel Energie-Effizienz Hotel

Am Anfang jedes Projektes wird mit Hilfe vieler Fragen die IST Situation des Hotels erfasst, um Energiesparpotentiale zu identifizieren. Verfügt das Hotel z.B. über eine Gebäudeautomation für Heizung, Wasser, Klima und Energie in allen Bereichen? Weitere Fragen betreffen u.a.:

I. Hotelraum Management

II. Anlagenausstattung zur Primärenergieaufbereitung mit Heizung und Heizverteilung

III. Warmwasseraufbereitung

IV. Luftaufbereitung

V. Kälte für Klimaanlage

VI. Elektrizitätsgewinnung

VII. Abwärmenutzung von Serverräumen

 

Mögliche Energieeffizienzmaßnahmen können so beispielsweise sein:

- Energie-Check / Energiemanagementsystem

- Prüfung der Energie-Eigengewinnung z.B. durch Photovoltaikanlagen

- Erarbeitung eines Beleuchtungskonzepts z.B. durch Umstellung auf LED

- Optimierung des Küchenkonzepts (Nutzungszeiten und Nutzungsintensität)

- Klimatisierung / Raumwärme des Hotelraums

- Housekeeping Maßnahmen z.B. Wäschewechsel, Reinigungsgeräte und -mittel

 - Verwaltung: IT-Ausstattung. Papierverbrauch

- F&B Regionale Lebensmittel

- Regionale Hoteleinrichtung

- E-Mobilität für Mitarbeiter und Kunden

- Wärme - Kälte – Schwimmbecken / Sauna / Wellness sowie in den Zimmern (Temoeratureinstellungen)

- Maßnahmen zur Wassereinsparung (z.B. Spül-Stopp Taste am WC, Wasserspar-Duschkopf)

- Abfall als Rohstoff & Energielieferant

 

Dieser Ansatz lässt sich auch auf viele weitere Branchen bzw. Unternehmen übertragen.

Nachhaltigkeitsexpertin zu diesem Thema:

Andrea Ritter / Inhaberin Andrea Ritter Consulting
Tel: +49 172 6911000

mail@andrea-ritter.net

druckluftkanister

2.3 Praxisbeispiel Drucklufterzeugung

Die Drucklufterzeugung ist fast in jeder Produktionsstätte vorhanden und zählt zu den teuersten Energieformen. Dies liegt am Energieverlust während des Umwandlungsprozesses von elektrischer Energie in Druckluftenergie. Gründe dafür können sein:

- Nichtnutzung der Abwärme
- Leckagen im Druckluftnetz bzw. an Anlagen und Maschinen
- Fehlende übergeordnete Kompressorsteuerung bei mehreren Kompressoren
- minderwertige Technik
- Druckverluste im Druckluftnetz

 

Mögliche Energieeinsparpotentiale könnrn durch einen anteiligen Druckluft- Energieverbrauch in produzierenden Unternehmen in folgenden Bereichen vorliegen:

- Druckluftwerkzeuge und -motoren
- Verpackungsmaschinen
- Spritzgussmaschinen
- Robotertechnik
- Allgemein Maschinentechnologien (Automatisierung)
- Vakuumerzeugung bei Greifern
- Pneumatische Förderanlagen
- Zerstäuber, Abblas- Vorrichtungen und Düsen

Eine hohe elektrische Grundlast bei einem ruhenden Betrieb könnte auf eine hohe Druckluft-Leckagenrate hinweisen und somit auf weitere mögliche ungenutzte Energieeinsparpotentiale.

Lösungsansätze

Abwärmenutzung bei der Drucklufterzeugung

Bei der Verdichtung von Luft entsteht bei allen Luftdruckkompressoren Wärme, die meistens übereinen Luftkanal oder einem Wettergitter nach außen abgeführt wird. Bei luftgekühlten Kompressoren, die kalte Luft zur Kühlung ansaugen und warme Luft abgeben, kann die abgeführte Wärme über ein Kanalsystem und Umlenkklappen (einer Weiche) in einem Sommerbetrieb nach außen und einem Winterbetrieb in das Gebäude abgegeben werden.

Heizungswassererwärmung

Ein Schraubenkompressor arbeitet im Grundprinzip einer Verdrängermaschine und verfügt über mindestens zwei, oft auch mehr, gegenläufige Rotoren. Ein Gehäuse umschließt die Rotoren, die das Kernstück der Verdrängermaschine sind und komprimiert die eingeschlossene Luft. Bei Schraubenkompressoren mit Öleinspritzung sorgt das Öl dafür, dass das Getriebe des Werkzeugs die nötige Schmierung erhält. Dementsprechend sinkt die Betriebstemperatur und verringert den Verschleiß. Die Temperatur des Öls kann bis zu ca. 70°C erreichen und die Wärmeenergie kann mit einem Öl-/Wasserwärmetauscher für das Betreiben von Heizungswasser genutzt werden.In der Regel wird für den Öl-/ Wasserwärmetauscher ein Plattenwärmetauscher zum Einsatz kommen, da dieser eine hohe Wärmeausnutzung ermöglicht. Des Weitern haben Plattenwärmetauscher eine Bauform für eine platzsparende Installation und begünstigen hohe Wassertemperaturen. Ein Plattenwärmetauscher besteht aus einem geschlossenen Öl- Kreis für das warme Öl und einem Heizungswasserkreis. Das Öl erwärmt das Heizungswasser bis 70°C und das Wasser wird dem Heizungskreis zur Verfügung gestellt. Allerdings muss bedacht werden, dass nur dann Heizungswasser erwärmt wird, wenn der Kompressor im Lastbetrieb arbeitet.

ofenheizung

Dadurch dass ein Schraubenkompressor mit Öleinspritzung nicht immer im Lastbetrieb gefahren wird, kann auch nicht immer warmes Heizungswasser an das Heizungssystem abgegeben werden. Somit kann die Wärmerückgewinnung bei einem Schraubenkompressor nur zur Unterstützung des Heizungskreislaufs genutzt werden.

Druckluftspeicherung

Der Kompressor baut im Druckluftbehälter ein Speichervolumen auf und der Druckluftverbrauch kann zeitweise aus diesem Speichervolumen und dem Speichervolumen des Druckluftnetzes gedeckt werden. In dieser gedeckten Zeit liefert der Kompressor keine Druckluft an den Gesamtspeicher und somit verbraucht der Kompressor, da er in Bereitschaft steht, kaum (bei regelbaren Kompressoren) bzw. keinen Strom (bei ungeregelten Kompressoren). Im Druckluftnetz wird die schwankende Druckluftentnahme ausgeglichen und der Spitzenbedarf abgedeckt. Bei ungeregelten Druckluftkompressoren schaltet der Motor seltener und dadurch wird der Motorverschleiß reduziert.

Um ein ausreichendes Speichervolumen aufzubauen, könnten mehrere Druckluftbehälter benötigt werden. Sehr große Druckluftnetze verfügen meist über ein ausreichendes Speichervolumen. In diesem Fall könnten entsprechend kleinere Druckluftbehälter gewählt werden. Bei der Druckluftaufbereitung gilt es, die für die jeweilige Anwendung optimale Qualität zu erreichen. Die Grundanforderungen bestehen zumeist aus:

- der Luftqualität
- der Luftleckagen
- den Druckabfällen

Nicht nur die Druckluftaufbereitung hat einen Einfluss auf die Luftqualität, sondern auch das installierten Leitungssystem. Hierbei können folgende Merkmale die Luftqualität mindern:

- Leitungssystem nicht korrosionsfrei
- Ölkohleablagerungen
- Wasser- bzw. Kondensatanfall
- Zinkriesel
- Querschnitte der Leitungen
- Leckagenrate

Neben einer hohen Leckagenrate können auch falsch dimensionierte installierte Druckluftrohre einen Druckabfall zur Folge haben. So werden Druckluftnetze meist mit hoher Kompressorleistung mit 8 bar und sogar höher betrieben. Sollte eine Maschine ca. 5 bar benötigen aber mit 8 bis 9 bar beaufschlagt werden, vergeudet die Maschine erhebliche zusätzliche Luftmengen. Zu den falsch dimensionierten Querschnitten der Netzleitungen, die meist durch ein „ gewachsenes“ Luftdrucknetz entstanden sind, werden immer mehr Verbraucher an einer Hauptleitung angeschlossen und/ oder die Kompressorenleistung wird erhöht. Mit den drei Kriterien Luftqualität, Leckagen und Druckverluste könnte eine wirtschaftliche Sanierung der Netzleitungen geplant werden.

Eine Sanierung des Luftdrucknetzes kostet oftmals erheblich weniger als die jahrelange Energievergeudung z. B. für erhöhte Drücke. Sollte ein Luftdrucknetz nicht saniert werden können, so könnte bei der Reduzierung des Druckes und somit die Kompressorenleistung neben dem/den Hauptluftdruckspeicher(n) ein kleiner Druckluftspeicher für das Volumen bestimmter Maschinen in Frage kommen. D. h. ein kleiner zusätzlicher Druckluftspeicher übernimmt das Luft- Volumen für die einzelne Maschine, damit diese mit geringerem Druck störungsfrei betrieben werden kann. Reduzierung der Kompressorleistung heißt Reduzierung des Luftdruckes im Netz und somit werden Stromeinsparungen generiert die monetär bilanziert werden können.

Nachhaltigkeitsexperte zu diesem Thema:

Sven Kowert / Inhaber Power On Energieconsulting
Tel: +49 160 94930695
sk@power-on-energie.de

stempel mit aufdruck fördermittel

3. Weiterführende Literatur und Fördermittel

Zum Thema Energieeffizienz gibt es bereits eine Flut an Leitfäden und anderen nützlichen Veröffentlichungen, mit denen Sie sich vor Projektbeginn weiteres Wissen aufbauen können. Nutzen Sie diese Angebote, von denen wir Ihnen einige an dieser Stelle empfehlen möchten.

3.1 Leitfäden / Publikationen

Energieeffizienz in Unternehmen

Das rechnet sich: Mehr aus Energie machen und Kosten senken

(Mai 2020)

https://www.deutschland-machts-effizient.de/KAENEF/Redaktion/
DE/Publikation/energieeffizienz-in-unternehmen.html

Die Broschüre gibt Ihnen einen Überblick darüber, was alles in Sachen Energieeffizienz in Unternehmen möglich ist. Zudem erfahren Sie, wie Sie am besten eine energetische Modernisierung angehen, welche Förderprogramme Sie nutzen können, wo Sie Beratung finden und worauf Sie achten müssen. Anhand ausgewählter Best-Practice-Beispiele bekommen Sie einen Einblick, wie andere Betriebe, gleich, ob kleines oder großes Unternehmen, ihre Energieeffizienzmaßnahmen erfolgreich umgesetzt haben und wie sich Unternehmen in Netzwerken austauschen.

 

Energiemanagementsysteme in der Praxis

Vom Energieaudit zum Managementsystem nach ISO 50001: Leitfaden für Unternehmen und Organisationen

2. Auflage (Dezember 2019)

https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/
1410/publikationen/2020_04_07_energiemanagementsysteme_bf.pdf

Die Norm ISO 50001 hat sich seit ihrer Veröffentlichung im Jahr 2011 als internationaler Standard für das Energiemanagement etabliert. Der vorliegende Leitfaden wurde im Vergleich zur ersten Auflage grundsätzlich überarbeitet. Anhand konkreter Empfehlungen und einer Vielzahl von Praxisbeispielen wird gezeigt, wie Unternehmen und sonstige Organisationen auf Grundlage eines Energieaudits ein wirksames Energiemanagementsystem nach der DIN EN ISO 50001:2018 einführen können. In Exkursen wird erklärt, was zusätzlich für ein EMAS-Umweltmanagement nötig ist. Für Unternehmen und Organisationen, die zunächst mit überschaubarem Aufwand testen wollen, ob sich ein Energiemanagementsystem für sie lohnt, bietet sich der im Leitfaden beschriebene „Probedurchlauf Energiemanagement“ an.

 

Praxisleitfaden - Ideen für (noch) mehr Energieeffizienz & Klimaschutz

Mitarbeitende einbinden und motivieren

(Januar 2019)

https://www.mittelstand-energiewende.de/fileadmin/user_upload_mittelstand/
Unsere_Angebote/Mitarbeitermotivation_u_Einbindung_Klimaschutz_MIE_2019.pdf