Projekt

Am Beispiel einer Speiseeisfabrik wurde untersucht, inwieweit der Verbrauch an elektrischer Energie, Erdgas und Kälte (in Form von flüssigem Stickstoff) reduziert werden kann. Auch die Nutzung regenerativer Energien innerhalb der Speiseeisfabrik wurde untersucht. Die Maßnahmen tragen sowohl zu einer Verbesserung der Wirtschaftlichkeit als auch zu einer Verringerung der CO2-Emissionen bei. Zuerst wurde das Optimierungspotenzial von Einzelprozessen ermittelt, indem die Verbrauchswerte in einem einfachen physikalischen Modell verglichen wurden. Das Potenzial hinsichtlich der Kopplung von Wärmeströmen wurde mithilfe einer "Pinch-Analyse" untersucht, bei der warme und kalte Ströme erfasst und in einem Diagramm gegenüber gestellt werden. Um die Nutzungspotenziale von Erneuerbaren Energien, insbesondere für die Photovoltaik, zu berechnen, wurden zeitaufgelöste Verbrauchsdaten verwendet. Die praktizierte Verwendung von flüssigem Stickstoff zum Schockgefrieren wurde kritisch geprüft. Alle Maßnahmen wurden hinsichtlich der geschätzten finanziellen Auswirkungen sowie des CO2-Minderungspotenzials bewertet.

Ergebnisse:

Es wurde ein deutliches Energieeinsparungspotenzial durch Wärmeübertragung ermittelt. Da die Produktion allerdings im Batchprozess erfolgt, muss die Wärme zwischengespeichert werden. Für die verbesserte Energiebereitstellung wurde ein erdgasbetriebenes BHKW und eine Photovoltaik-Anlage ausgelegt und dabei die Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) berücksichtigt.

Als wirtschaftlich und technisch umsetzbare Lösungen empfehlen sich ein stromoptimiertes BHKW und Wärmeübertrager/-speicher in der Produktions- und Reinigungsanlage. Aufgrund der einfachen Bauweise erzielen Wärmeübertrager und -speicher das höchste kostenspezifische CO2-Einsparpotenzial in CO2/Euro.

Eine Kompressionskältemaschine als Ersatz für die Verwendung von flüssigem Stickstoff wäre thermodynamisch und ökologisch vorteilhaft, aber amortisiert sich bei dem betrachteten Beispiel der Speiseeiseinstellung eines KMUs nicht.