Neue Energieeffizienztechnologien und Energiemanagementsystem - Synergien und Kostensenkungseffekte systematisch erschließen – Praxisbeispiel: Effizienz und Energiemanagementsystem bei der Fa. Mahr in Göttingen Seminar der IHK Hannover Braunschweig und der Mittelstandsinitiative Energiewende und Klimaschutz Hannover 05.05.2015 Übersicht Neue Energieeffizienztechnologien und Energiemanagementsystem Ausgangssituation - Bestand und energetische Gegebenheiten Hemmnisse - Wandel zu Chancen Durchbruch - sprichwörtlich Umsetzung - mit systemischem Ansatz Effizienzerfolg - Taten und Betriebsergebnisse © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 2 Identifizierung von Maßnahmen so ging es 2004 los Heizzentrale mit 1. BHKW 07/08 Heizung und dann weiter! 2. BHKW & Absorptionskühlung alle Gebäude 07 bis 09 12/13/14 DKD-Labor 07/08 Präzisions-Klima Messräume Halle G 04/05 Klima Halle E 14/15 Klima Halle D 07 Beleuchtung alle Gebäude 07 bis 09 © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover Zentrale Kaltwassererzeugung 07/08 Klima Seminar 08/09 Anschluss Heizung 3 EDV 11 Brauweg 06 Mahr Effizienzmaßnahmen mehr als 200 systemisch abgestimmte Einzelmaßnahmen 2004 bis 2015 848,64 G F E N L M © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 4 Beratende Ingenieure - Energiesysteme Gesamtübersicht Verbrauchserfassung Platzierungen der Verbrauchszähler © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 5 „Die Steigerung der Energieeffizienz stellt den preisgünstigsten und schnellsten Weg dar, um die Ziele der Energiewende zu erreichen. Wer heute den Stromverbrauch reduziert, muss sich weniger Gedanken darüber machen, wie er den Strom ersetzt, den die Kernkraft nicht mehr liefert“ Handelsblatt 24.02.12 Hemmnisse werden zu Chancen In der Energieeffizienz steckt unglaubliches Potenzial Nur wer sein System versteht, kann diese Potenziale ausschöpfen © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 6 Ein ganz normales Bürogebäude? © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover Baujahr 1911 2006 grundsaniert 7 Systemabstimmung mit intelligenter Gebäudetechnik flächenbezogener Heizenergieverbrauch ‚Büronutzung‘ im Vergleich Büro Brauweg Energiesystem & wärmedämmtechnisch erneuert Altbestand Büro Verwaltung 0 20 40 60 80 100 120 Heizenergieverbrauch pro m² Gebäudefläche und Jahr [kWh/m²a] © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 8 140 160 Der Durchbruch zu Energiemanagement und Energieeffizienz © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 9 Energiepolitik - Effizienzaufzeichnungen - Energie-Handbuch Messung • Messeinrichtungen • Messpläne • Messdaten (energetische Eingänge u. Ausgänge) Analyse • Jahres-/ Monatsbilanzen (kWh / Euro) • Energieeinsatzanalyse • Energieleistungskennzahlen (z.B. kWh pro Tonne) (ggf. integriertes System) Verfahrensanweisung Energieprogramm (Aktionsplan) Controlling • Umsetzungsgrad Energieziele Energieeffizienzziele Maßnahmenbeschreibungen • Massnahmenauswertung (kWh und Euro Einsparungen) • Einsparregister auf Basis der „Baseline“ • Erwartete Entwicklung Arbeitsanweisungen Formblätter, Aufzeichnungen, … © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 10 Wege zum Ziel ‚EnergieEffizienz‘ messen, erfassen, beurteilen - Grundlage der Effizienzkonzeption Top Down Energieaudit nach DIN EN 16247 Energiemanagementsystem DIN EN ISO 50001 Erfassung der energierelevanten Daten & anlagentechnischen Verhältnisse Raumlufttechnik Heiztechnik Kühltechnik Druckluft Erschließung der Energieeffizienzpotenziale Aufbau rationeller Energieversorgung Kriterien, Auslegungsgrößen, Kosten etc.. Raumlufttechnik Produktion Abwärme Heiztechnik Bottom Up Kühltechnik Erfassung der energierelevanten Daten & anlagentechnischen Verhältnisse © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover Druckluft Produktion Abwärme 11 Wirtschaftlichkeit – Effizienz Lebenszykluskosten LCC Kapitalgebundene Kosten Verbrauchs -abhängige Kosten Betriebsgebundene Kosten Lebenszyklus Kosten / Life Cycle Cost (LCC) © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 12 Kapitalrückfluss mit interner Verzinsung Quelle: Fraunhofer Institut ISI, Karlsruhe, Radgen © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 13 Wirtschaftlichkeit – Effizienz Lebenszykluskosten LCC Realbeispiele einer BHKW-Effizienzanlage mit Produktionswärmeversorgung Sustainability GmbH Dirk Köwener Nutzungsdauer Eingabe 8 Jahre Startjahr 2012 Nutzungsdauer (Jahre) 8 8 Investition 1,2 Mio € Zinssatz 5,0% Investition 1.200.000 € Positiven Betrag eingeben. jährlicher Rückfluss (Einsparung) 400.000 € Positiven Betrag eingeben. Rückfluss Steigerungsrate Rückfluss 2,0% Die Steigerungsrate spiegelt mögliche Preissteigerungen der (Einsparung) Energieversorgung400 wider.T €/a Ergebnisse Amortisation, statisch (Jahre) Amortisation, 5% (Jahre) Barwert interne Verzinsung 2,8 3,1 1.559.664 € 30,8% Zahlungsplan Zeitpunkt Kredit für Investition Rückfluss Zins Tilgung Restschuld Überschuss 01. Jan 2012 1.200.000 € -1200000 -1.200.000 € © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 31. Dez. 2012 31. Dez. 2013 400.000 € -60.000 € -340.000 € -860.000 € 0€ 408.000 € -43.000 € -365.000 € -495.000 € 0€ 14 Kapitalwert 1,5 Mio € Interne Verzinsung > 30 % Gesamtüberblick betriebliche Energiesituation aktuell und im Vergleich vergangener Jahre Rückblick © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 15 Überblick Jahreswärmerzeugung © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 16 Wärmeerzeugung im Jahresvergleich detaillierte Gesamtbetrachtung zurück zum Überblick Wärmebezug und Wärmeerzeugung Ist-2010 MWh 3.561 Gesamt Ist-2011 MWh 3.212 Ist-2013 MWh 4.479 Ist-2014 MWh 4.656 Ist-2015 MWh 1.911 Ist-2016 MWh 0 Forecast 2015 MWh 1.911 1.148 191 919 304 835 28 0 0 1.199 238 1.000 72% 100% 91% 1.195 1.149 1.467 1.547 1.676 1.630 519 508 0 0 1.699 1.667 1.476 96% 123% 135% 21 0 113 Ist-2014 71% Ist-2015 54% Ist-2016 #DIV/0! Forecast 176% 2,7% 1,1% #DIV/0! 5,9% Ist-2012 MWh 3.433 Kessel Nr.1 Kessel Nr.2 Wärmebezug über Stadtwerke Göttingen 1.223 1.004 705 659 291 263 BHKW-1* BHKW-2* Wärmerzeugung durch Mahr 1.655 1.384 0 503 140% 97% 68% 77% Mittel 3.868 342 966 Wärmerückgewinnung aus Produktion Wärmerück. Kompressor Haus B *Einschließlich Brennw ertnutzen Wärme aus BHKW Wärmerückgewinnung aus Produktion DL 23 30 120 125 128 27% 35% 140% 147% 150% Ist-2010 46% Ist-2011 59% 0,6% 0,9% © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover Kennzahlen Ist-2012 Ist-2013 68% 67% 3,5% 2,8% 17 85 Ein Bild sagt mehr als 1000 Worte… detaillierte Gesamtbetrachtung Wärmebezug Stadtwerke Wärmelieferung BHKWs Sofort erkennbar, dass beide BHKWs im Gleichtakt laufen © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 18 Auswertung und Darstellung auf Gebäudeebene Verbrauchsverfolgung pro Gebäude © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 19 Übersicht der Gebäude-Heizwärmeverbräuche Firmenüberblick Vergleichsgebäude aus Folie 7 und 8 Haus M: effizient Haus L : ineffizient Struktur Datenablage nach Gebäude ‚Gebäudeausreißer‘ sofort erkennbar Klärungs- und Handlungshinweis © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 20 Auswertung und Darstellung ‚Einzelanlage‘ „Rechenzentrum Klima EDV“ Verbrauchsentwicklung seit 2011 2011 Einsparerfolg durch Effizienzmaßnahme*) sichtbar bis 2011: 60.000 kWh/a ab 2013: <7.000 kWh/a Effizienzerfolg: ~ 90 % Minderung Umbau 2012 ab 2013 © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 21 *) Effizienzmaßnahmen Server in Warm-/Kaltgang Reduzierung Kühlluft Freie Brunnenkühlung monatliche Verbrauchsverfolgung im Jahresrückblick zum direkten Vergleich Kühlverbrauch ‚Winter‘ gibt Anlass zur Überprüfung © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 22 Analyse der Betriebsgegebenheiten Trendkurven / Carpetplot / Scatter Plot Auswert- und Erkennungsmethoden mit Sichtung großer Massedaten Trendkurven zeigen den aktuellen Betriebsverlauf u.a. Häufigkeitsverteilungen werden dargestellt, die Rückschlüsse auf das Betriebsgeschehen zulassen tägliche und wöchentliche Betriebsdaten sind zur Analyse als wiederkehrende Muster zu erkennen © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 23 Analyse der Betriebsgegebenheiten Carpetplot Auswert- und Erkennungsmethoden mit Sichtung großer Massedaten (Langzeiterfassung) Mustererkennung ‚auf einen Blick‘ zur Kontrolle und Analyse von Betriebszuständen nach Nutzungsprofilen und Abhängigkeiten, wie Regelung, Witterung, zum Erkennen auftretender Systemfehler und Abweichungen vom optimalen Betriebszustand © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 24 Erfolge mit Energiemanagement und Energieeffizienz © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 25 Lüftung Halle D bei - 9,6 C AT dafür CNC Bearbeitungszentren ohne Heizbetrieb effiziente Wärmerückgewinn + sparsamer Ventilatorbetrieb Hoher Produktionswärmeanfall 25,8 C Rücklufttemperatur rotierender Wärmerückgewinner -9,6 C Außentemperatur 81 % Ventilatorbetrieb Wärmerückgewinnung substituiert Heizbetrieb Zulufttemperatur 15 C kein Heizbetrieb 0% © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover Einsparung > 80% 26 Wärmerückgewinn aus Abluft hocheffizient die eine Hälfte eines runden, rotierenden Wärmetauschers Rotationswärmetauscher Außenluft - Fortluft Wärmerückgewinn um 90 % (bis über) aus Raumluft einsetzbar für Industrieabluft Prozessabluft © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover auch problembehaftet, korrosiv hohe Temperaturen, staubhaltig Farbnebel Laborabluft Krankenhaus 27 Heizwärmeverteilung extreme Verbesserung durch Controlling Hauptpumpen Nahwärmenetz Effizienzverbesserung mit Erneuerung und Optimierung Nahwärmenetz Industrie 3.850 Watt 4.000 40.000 m²NF mittlere Leistung beider Hauptpumpen [Watt] 3.500 Leistung der Hauptpumpen im Altsystem 3.000 100 % 2.500 - 90% 3.850 Watt 2.000 1.500 563 Watt 336 Watt 1.000 500 15 % 9% 220 Watt 6% 0 Alt-Bestand © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover gesamte Betriebszeit von Nov 08 bis …. Heizsaison Oktober 2009 bis Mai 2010 28 Zeitraum Februar 2010 bis Mai 2010 Kraft - Wärme – Kälte - Kopplung Strom und Wärme Blockheizmodul (BHKW) in der Größe eines PKW-Motors: 140 kWelt Leist Wärmelieferung Eigenstromerzeugung 4.800.000 kWh/a CO2-Minderung (gesamte Erneuerung) BHKW Modul mit Hochtemperaturwärme auskopplung 110° C und Brennwertnutzen © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 1.820.000 kWh/a Primärenergieersparnis (gesamt) 3.300.000 kWh/a 29 1.500.000 kg/a Aus Abwärme Kälte + Strom Absorptionskälteerzeugung Betrieb ab Oktober 2013 Absorptionskältemaschine Aufstockung BHKW Zentrale für Absorptionskälte © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 30 Effizienz hoch3 mit BHKW Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 31 BHKW-Betrieb II im Doppelpack 2 BHKW parallel betrieben Betrieb ab Mitte September 2011 Wärmelieferung 2014 Eigenstromerzeugung 1.350.000 kWh/a etwa 32 40% Wärmeabdeckung © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 3.300.000 kWh/a etwa 70 % Im Zeichen von Energieeffizienz: Auch viele kleine Maßnahmen führen zum Ziel! © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 34 Ich bedanke mich für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl.-Ing. Günther Geese Alte-Uslarer-Str. 24 a 37181 Hardegsen Tel 05505 9405 0 www. ing-geese.de [email protected] www.leen-system.de / www.30pilot-netzwerke.de Mit freundlicher Unterstützung durch http://www.mahr.com veranstaltet von im Rahmen des Seminars Energie 2015: Energieaudits und -managements 05.05.2015 in Hannover © 2015 Geese Beratende Ingenieure Dipl.-Ing. G. Geese Seminar IHK Hannover, 05.05.2015 in Hannover 35
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