2. September 2013

Klares Ziel vor Augen: So lassen sich Energiepotenziale in Brauereien heben

Energieeffizienz in der Getränkeproduktion


Nicht zuletzt aufgrund steigender Energie- und Produktionskosten ist der Kostendruck in der Getränkeindustrie unverändert hoch. Der Automatisierer Siemens sieht hier aber noch ein großes Einsparpotenzial: So könnten allein in der deutschen Getränkeindustrie die Kosten für Strom und Wärmeenergie um rund 72 Millionen Euro pro Jahr gesenkt werden. Zum Mekka der Branche könnte dabei die kleine, aber feine Straubinger Karmeliten-Brauerei werden. In etwa fünf Jahren will man dort eine energieautarke Produktion umgesetzt haben.

 

Während sich die Bierproduktion weltweit in einer ungebrochenen Wachstumsphase mit einem Anstieg von 50 Prozent innerhalb der letzten 15 Jahre befindet, ist der Markt von anhaltender Konsolidierung bei zunehmendem Preisdruck geprägt. Viele Brauereien hierzulande sind bei zunehmenden Kostensteigerungen für Rohstoffe, Wasser und Energie gezwungen, alle Optimierungspotenziale auszuschöpfen, um die jeweilige Marktpositionen langfristig behaupten zu können.

 

Dies hat auch der rührige Geschäftsführer der Straubinger Karmeliten-Brauerei erkannt und sich zum Ziel gesetzt, mittelfristig energieautark zu produzieren. Am Ende eines langen Technologie-Updates will die 1397 gegründete Brauerei ihren Neubau von 1980 auf den neuesten Stand bringen und mit den dann investierten rund 3,5 Millionen Euro energieautark produzieren. Damit wäre man die weltweit erste Brauerei, die sich diesem Ziel verschrieben hat.

 

Brauerei-Geschäftsführer Christoph Kämpf ist Realist genug, um die lange Amortisation nicht als das Hauptargument für diese Maßnhame herauszustellen, zumal keine Fördermittel des Landes für diesen Fall zur Verfügung stehen. Vielmehr sieht er diese Maßnahme auch unter Marketinggesichtspunkten, die den Bekanntheitsgrad der Brauerei und die Verbundenheit der Kunden stärken sollen.

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Anlagenbauer Ziemann International und Siemens unterstützen die weitsichtigen Pläne der Straubinger Bierbrauer mit einem breiten Angebot an Dienstleistungen zur energietechnischen Optimierung von Prozessen, Maschinen und Anlagen. Zur Steuerung nutzen die Karmeliten-Brauer das Prozessleitsystem Braumat von Siemens. Das System erlaubt eine schnelle Inbetriebnahme und bietet ein grafisches Rezeptursystem, mit dem man auch schnell und flxibel Anpassungen im laufenden Betrieb erstellen und eine problemlose Anpassung des Mengengerüsts erzielen kann.

 

Elektrische und thermische Energie im Fokus

 

Als wichtigsten Energieverbraucher treten elektrische und thermische Energie zutage. Während bei elektrischer Energie vor allem die Kälteanlagen zu Buche schlagen, sind die Hauptverbraucher der thermischen Energie vor allem die Füllerei sowie das Sudhaus. Bis heute wird der Wärmebedarf in Straubing durch Dampfkessel mit Temperaturen bis zu 160 C° gedeckt. Die Ziemann-Planung sieht vor, dass in einem auf acht Modulen basierenden Maßnahmenkatalog die Energieautarkie in Straubing erreicht werden soll:

 

  • Modul 1: Implementierung der Sudhaus Cascade: hierdurch können bis zu 30 % Energie im Sudhaus eingespart werden.
  • Modul 2: Mit einer Solarthermie-Anlage können abhängig von der Fläche bis zu 40 % thermische Energie eingespart werden.
  • Modul 3: Der Eneregiespeichertank (Heisswasser) wird zum zentralen Punkt der Brauerei.
  • Modul 4: Kraft-Wärme-Kopplung: Der alte dampfkessel wird durch ein Blockheiz-Kraftwerk ersetzt.
  • Modul 5: Wasserqualitätsmanagement: Über ein mehrstufiges Abwasserrecycling soll eine 20-prozentige Einsparung des Frischwassers erreicht werden.
  • Modul 6: Abwasseraufbereitung: Verwandlung in Biogas, Brennstoff-Substitution bis zu 15 %, die ins Blockheizkraftwerk geht.
  • Modul 7: Bis zu 10 % der thermischen Energie sollen über Geothermie eingespart werden.
  • Modul 8: Bis zu 10 % Einsparung an elektrischer Energie können über Windkraft, die zu Druckluft umgewandelt wird, erreicht werden.

 

Performance-based-Contracts

 

Zu den Services gehören unter anderem die Unterstützung bei der Einführung eines Energiemanagementsystems nach ISO 50001, die Konzeption und Implementierung von Energiedatenmanagementsystemen sowie energetische Analysen von Maschinen, Fertigungslinien oder Anlagen. Zur einfachen Finanzierung von Effizienzmaßnahmen können Kunden bei vielen Projekten auf Performance-based- Contracts zurückgreifen: Bei diesen Vertragsmodellen erfolgt die Bezahlung des Dienstleisters durch die eingesparten Energiekosten – also ohne dass eine Anfangsinvestition erforderlich ist.

 

Basis der Energieeffizienz-Services der Siemens-Division Customer Services ist eine ganzheitliche technische und ökonomische Betrachtung der Unternehmensprozesse. Im Mittelpunkt stehen die drei Aspekte Bewusstsein, Transparenz und Effizienz. Ein betriebliches Energiemanagement ist nur dann erfolgreich, wenn das Bewusstsein für einen optimierten Energieeinsatz in allen Bereichen im Unternehmen vorhanden ist. Um dieses zu steigern, führt Siemens Schulungen und Workshops für Mitarbeiter aller Ebenen durch. Ausgangspunkt sind in der Regel Gespräche auf Managementebene, bei denen energierelevante betriebliche Abläufe und Prozesse sowie die organisatorischen Strukturen betrachtet und bewertet werden.

 

Darauf aufbauend werden erste Handlungsempfehlungen abgeleitet. Dies kann zum Beispiel ein Konzept für den Aufbau eines Energiemanagementsystems nach ISO 50001 sein. Diese Norm beschreibt die Anforderungen an ein Energiemanagementsystem, das Unternehmen in die Lage versetzen soll, ihren Energiebedarf und ihre Energiekosten systematischund kontinuierlich zu reduzieren. Siemens hilft, die Anforderungen Schritt für Schritt umzusetzen und begleitet Industriekunden bis zur erfolgreichen Zertifizierung.

 

 

Die Grundlage: Transparenz erhöhen

 

Die Transparenz über Prozesse und Energiebedarf zu erhöhen, ist eine wesentliche Voraussetzung für größtmögliche Energieeffizienz. Hier bedarf es einer intelligenten Datenerfassung und -auswertung, die zugleich die Grundlage für jedes Energiemanagementsystem nach ISO 50001 ist. Um die Datentransparenz zu erhöhen, können Kunden dabei auf diverse Dienstleistungen zurückgreifen. Für größere Unternehmen empfehlen sich Maßnahmen auf Basis des etablierten Energiedatenmanagementsystems Simatic B.Data. In der Getränkeproduktion lassen sich damit beispielsweise wichtige Kennzahlen erfassen, wie zum Beispiel der Energiebedarf in Bezug zur Produktionsmenge (kWh/Hektoliter für Sudhaus oder Abfüllung) oder in Bezug auf Hilfsstoffe (kWh/m³ für Druckluft oder aufbereitetes Wasser).

 

 

Die Umsetzung: Energieeffizienz steigern

 

Um die Energieeffizienzmaßnahmen genau zu identifizieren und den Allgemeinzustand der Anlage bezüglich der Energieeffizienz zu bewerten, erfolgt eine technische Analyse vor Ort. Dabei werden sämtliche Energieformen (Strom, Wärme, Druckluft, Kaltwasser etc.) analysiert, alle Energieversorgungs- und -verteilungsanlagen sowie alle energierelevanten Produktionsanlagen.

 

Ein Beispiel ist die energetische Maschinen- und Linienanalyse, die Experten vor Ort mit mobilen Messsystemen durchführen, um versteckte Energiesparpotentiale zu heben: Unnötiger Leerlaufbetrieb (zum Beispiel im Abfüllbereich) und überdimensionierte Anlagen (zum Beispiel Pumpen) werden schnell identifiziert.

 

Neben überhöhtem Stromverbrauch lassen sich so auch Wärmeverluste in der Produktion erkennen. In der Getränkeindustrie treten diese beispielsweise bei der Flaschenreinigung und der Flaschenkühlung auf. Die Wärme aus Brüden kann zum Beispiel zum Vorheizen, die Wärme des Spül- oder Kühlwassers bei der Pasteurisation eingesetzt werden. Auf Basis der Analysen werden gemeinsam mit dem Kunden einzelne Energieeffizienzmaßnahmen ausgewählt und ein Umsetzungskonzept erstellt. Es enthält ausführliche Kalkulationen und Angebote der bevorzugten Lieferanten und wird in enger Zusammenarbeit mit diesen, den beteiligten Siemens-Abteilungen und der Instandhaltungs- und Produktionsabteilung des Kunden erstellt.

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Die darin enthaltenen Maßnahmen werden anschließend mit Siemens oder ausgewählten Partnern implementiert und realisiert. Dies kann zum Beispiel der Einsatz eines Energiedatenmanagementsystems, die Installation einer Wärmerückgewinnungsanlage oder die Modernisierung der installierten Basis beispielsweise mit Simatic-Steuerungen oder Simotics-Motoren sein. In der Getränkeindustrie kann insbesondere bei Pumpen und Kompressoren, die zu den großen Verbrauchern gehören, sowie den Motoren in der Produktion viel Energie gespart werden – und das mit Amortisationszeiten unter drei Jahren.

 

 

Energy Performance Contracting

 

Für manche Unternehmen ist die Investition eine Hürde, um Energieeffizienzmaßnahmen zu implementieren. Hier bietet Siemens das sogenannte „Energy Performance Contracting“ oder auch Energiespar-Contracting an. Bei diesen Verträgen werden die Ausgaben für die Maßnahmen aus den eingesparten Energiekosten bestritten, ohne dass eine sofortige Investition erforderlich ist.

 

Fazit: In Straubing jedenfalls sind sich die beteiligten Technologie-Partner einig.Wenn alle Module implementiert und an das Prozessleitsystem angeschlossen sind, wird die Karmeliten-Brauerei für viele andere Brau-Experten zum Mekka für eine energieautarke Getränkeproduktion.