Aktuell entfallen 67 % des bundesdeutschen Gesamtbedarfs an Kälte auf die Nahrungsmittelindustrie. Besonders energieintensiv sind dabei Prozesse der Fleisch- und Wurstwarenproduktion. Hier müssen Betriebe neben Wärme auch Prozesskälte zur Raumklimatisierung bereitstellen. Der Einsatz bedarfsoptimierter Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungssysteme kann hier zu einer deutlichen Effizienzsteigerung führen.
Je nach Betriebsgröße, Produktpalette und Anlagentechnik kann der Energieverbrauch den Kostenhaushalt eines Betriebes mit bis zu 15 % belasten. Systemspezialisten wie Yados arbeiten deshalb an der Entwicklung effizienter Versorgungslösungen, die es Betrieben ermöglichen, den Großteil ihres Strom-, Wärme- und Kältebedarfs selbst zu erzeugen. Eine zentrale Rolle spielt dabei die Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK). Die KWKK-Technologie beruht auf dem Prinzip der gekoppelten Energieverwendung aus fossilen oder regenerativen Brennstoffen. Anlagen wie sie von Yados eingesetzt werden können mit verschiedenen, teils auch kombinierbaren Energieträgern betrieben werden, etwa auf Basis von Gas (Erd-, Bio- und Klärgas), Holz (Pellets, Hackschnitzel) oder Erdöl. Während Biomasseheizwerke vor allem für Energieversorger sowie gewerbliche Großabnehmer interessant sind, lassen sich Blockheizkraftwerke (BHKW) bereits bei geringerem Energiebedarf einfach und effektiv in ein bestehendes Energieversorgungssystem integrieren oder auch unabhängig davon betreiben. In einem BHKW wird durch Einsatz von Gasmotoren elektrischer Strom erzeugt. Die dabei entstehende Abwärme kann in einem Heizungskreislauf weiter genutzt und in eine gekoppelte Absorptionskältemaschine (AKM) eingespeist werden. Hier wird die Wärmeenergie in einem ein- oder zweistufigen Absorber in Prozesskälte umgewandelt und in einem Solekreislauf bei -8 bis -10 °C direkt an Endverbraucher abgegeben. Bestehende Kälteanlagen mit einem Solekreislauf können dabei soweit entlastet werden, dass sie lediglich zur Versorgungssicherung beispielsweise in Spitzenlastzeiten zugeschaltet werden müssen.
Primärenergie mehrfach nutzen
Aufgrund der Mehrfachnutzung der eingesetzten Primärenergien gilt die Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung nicht nur als besonders wirtschaftliche, sondern auch als ressourcen- und klimaschonende Methode zur nachhaltigen Energiegewinnung. Allein die Yados-KWK-Komponenten können Gesamtwirkungsgrade von über 90 % erzielen und die CO2-Emmissionen reduzieren. Von der praktikablen Integration der KWKK-Technologie profitieren insbesondere auch kleinere Unternehmen der Fleischverarbeitungsbranche: Kurze Bauzeiten, geringer Platzbedarf und eine ganzheitlich betreute Projektumsetzung von der Planung über die Installation bis hin zur Inbetriebnahme und einem nachgelagerten 24-h-Service verringern den kundenseitigen Organisationsaufwand, der während des laufenden Produktionsbetriebs häufig nur schwer zu leisten ist.
Voraussetzung für eine wirtschaftliche und nachhaltige Lösung ist sowohl eine auf die energetischen Voraussetzungen und betrieblichen Erfordernisse als auch auf die Standort-Bedingungen aufbauende Wirtschaftlichkeitsberechnung. In Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro EcoEnergyTherm konnten maßgeschneiderte Anlagen mit optimalem Wirkungsgrad im Generalunternehmerverfahren abgewickelt und schlüsselfertig übergeben werden. Der Dienstleister zeichnet für die Planung, Umsetzung und den nachfolgenden Service der Gesamtanlage verantwortlich.
Die Ausführung einer KWKK-Anlage kann optional sowohl in modularer als auch in stationärer Bauweise erfolgen und ist flexibel skalier- und erweiterbar. Containermodule bieten darüber hinaus den Vorteil, dass ihre Aufstellung nur in wenigen Fällen behördliche Zustimmung erfordert. Zeitaufwendige baurechtliche Genehmigungsverfahren entfallen.
Positive Energie- und Ökobilanz
Wie deutlich sich eine Effizienzsteigerung durch Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung in der Energiewirtschaft eines fleischverarbeitenden Betriebs niederschlägt, zeigt sich beispielhaft an einer von zahlreichen, gebauten KWKK-Anlagen eines großen Fleisch- und Wurstwarenherstellers. Vor dem Hintergrund einer geplanten Produktionserweiterung und dem damit verbundenen erhöhten Kältebedarf, entschied sich das Unternehmen für die Implementierung eines kombinierten erdgasbetriebenen Blockheizkraftwerks mit einer leistungsfähigen Absorptionskältemaschine auf Basis eines modularen Containersystems. Damit entfiel die zusätzliche Anschaffung einer herkömmlichen strombetriebenen Kompressionskältemaschine, die den zukünftigen, auf rund 2 MW Nennleistung aufgestockten Energiemehrbedarf hätte decken müssen.
Heute erzeugt das Unternehmen die gesamte, für die Verarbeitung erforderliche Prozesskälte mittels KWKK-Technologie selbst. Zur Tiefkühllagerung sowie zur Unterstützung bei Spitzenlast können die bereits vorhandenen Kompressionskältemaschinen ebenfalls weiterhin eingesetzt werden. Dort, wo keine Temperaturen im Frostbereich benötigt werden, wie es an einem Nebenstandort des Herstellers der Fall ist, ist es möglich, den Kältebedarf zwischen 3 bis 4 °C vollständig durch eine Absorptionskältemaschine abzudecken und den externen Stromverbrauch situativ bis auf null zu drosseln. Die energetische Gesamtbilanz spricht für sich: Die Hälfte der verbrauchten Kälte- und Stromenergie ist Produkt der unternehmenseigenen KWKK-Lösung. Seit Systemeinführung hat der Fleischwarenproduzent seinen jährlichen CO2-Ausstoß um 2500 t verringert.
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Olaf Besser Silvio Müller Axel Munsch
Geschäftsleitung, Yados
Diplom-Finanzwirt, Yados
Geschäftsführung, EcoEnergyTherm
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