Universität Kassel: Nachhaltige Bierproduktion durch Nutzung solarer Prozesswärme und Energieeffizienz

Projektbeschreibung:
Im Rahmen eines Pilotprojektes wird die Identifizierung und Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen im Bereich der Heißwasserversorgung der Hütt Brauerei in Kassel mit Bau und Einbindung einer thermischen Solaranlage zur Bereitstellung von Prozesswärme kombiniert.

• Umstellung der Würzekochung auf ein effizienteres Verfahren mit einer Reduktion des Energieeinsatz von etwa 30% für diesen energieintensiven Prozessschritt
• Modifikation der innerbetrieblichen Wärmerückgewinnung zur teilweisen Nutzung der rückgewonnenen Wärme in einem geschlossenen Kreislauf auf einem höheren Temperaturniveau
• Integration einer thermischen Solaranlage mit 150 m² Kollektorfläche in die Heißwasserversorgung der Brauerei
• Aufbau eines Energie-Monitorings des Brauprozesses zur Identifikation weiterer Schwachstellen und Erhöhung der Energieeffizienz
• Erstellung eines allgemeinen Branchenkonzeptes, um die wissenschaftlichen Erkenntnisse auch in anderen Brauereien nutzen zu können

Investition:    

• 85.000 € (Förderung von 50% durch das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit).

Erzielte/erwartete Einsparungen:   

• Erwartete Einsparung von 80 MWh/Jahr (durch die Solaranlage), Einsparungen durch Effizienzmaßnahmen kommen hinzu.

Begründung der Jury:   
Interessante Einbindung der Solarthermie in einen komplexen Industrieprozess, zwar noch in einem frühen Stadium, aber mit Potenzial. Insgesamt betrachtet gute Kombination von Energieeffizienz und Einsatz erneuerbarer Energien.

Verantwortliche:    
Universität Kassel, Fachgebiet Solar- und Anlagentechnik, Christoph Lauterbach, Bastian Schmitt, Prof. Dr. Klaus Vajen
Hütt-Brauerei, Dipl.-Brmst. Klaus Peter Reinl

Nexans SuperConductors GmbH: Supraleitender Strombegrenzer

Projektbeschreibung:
Seit Anfang November 2009 arbeitet der weltweit erste auf Hochtemperatur-Supraleitern basierende resistive Strombegrenzer in einem Kraftwerk. Die Pilotanlage von Nexans SuperConductors konnte in dem sächsischen Braunkohlenkraftwerk Boxberg erfolgreich installiert werden und schützt seitdem die Stromversorgung von Kohlemühlen und -brechern vor hohen Kurzschlussströmen. Der Kraftwerksbetreiber Vattenfall verspricht sich von der innovativen Technologie einen erheblichen Gewinn an Personenschutz und Anlagensicherheit. Bewährt sich das Gerät im Feldtest, könnten die Investitionskosten von Neuanlagen durch die Verwendung von Supraleitenden Strombegrenzern deutlich gesenkt werden, da aufgrund des Sicherheitsgewinns zum Beispiel Schaltanlagen wesentlich kleiner dimensioniert werden können – bei möglichen Kurzschlussströmen von bis zu einigen zehntausend Ampere ein immenses Sparpotenzial.

Investition:           

• k.A.

Erzielte/erwartete Einsparungen:       

• k.A.

Begründung der Jury:    
Weltweiter erster Einsatz des Innovationsthemas „supraleitende Strombegrenzer“ in einem Kraftwerk und ein wichtiger Baustein für Verbesserungen auf den Innovationsfeldern Smart Grid und CO2-Abscheidung. Das bringt mehr Sicherheit auch auf anderen Anwendungsfeldern. Ein großes Einsparpotenzial steht geringeren Investitionskosten für das Gesamtsystem gegenüber. Die Strombegrenzer sind auch nachrüstbar und damit schnell einsatzfähig.

Verantwortlicher:       
Nexans SuperConductors GmbH, Dr. Joachim Bock

Warsteiner Brauerei: Integration einer BHKW-Anlage

Projektbeschreibung:
Bei der Integration einer Kraftwärmekopplungsanlage in die Produktionsprozesse wurde ein Konzept entwickelt, mit dem das Wärmerückgewinnungssystem der stillgelegten Sudlinie wieder in Betrieb genommen werden konnte. Zwei Erdgasverbrennungsmotoren mit einer thermischen und elektrischen Gesamtleistung von jeweils 2,3 MW wurden im Keller des Sudhauses aufgestellt. Durch den Verbrennungsprozess erwärmtes Kühlwasser wird mittels einer Wärmeübergabestation an das Energiespeichersystem (altes Wärmerückgewinnungssystem) übergeben, von wo es auf die die Wärmeabnehmer Maischebottiche, Würzerhitzer, Brauwassererwärmung, Wasseraufbereitung und Heizungsnetz bedarfsgerecht verteilt wird. Zur Abdeckung von Lastspitzen wurden – als zusätzliche Wärmespeicher – drei Wassertanks aus dem stillgelegten Bereich eingebunden, in denen zu Zeiten geringer Wärmeabnahme das Heizungswasser gespeichert wird. Durch die ganzheitliche Planung ist es gelungen, Anschaffungskosten zu vermeiden und ungleichmäßige Lasten abzufangen. Der erzeugte elektrische Strom wird brauereiintern genutzt, kann aber bei Überschuss auch in das Netz des Energieversorgers eingespeist werden.

Investition:           

• ca. 3.000.000 €

Erzielte/erwartete Einsparungen:   

• geplante dynamische Amortisation liegt bei 3,5 Jahren

Bewertung der Jury:   
Intelligentes Beispiel für Kraft-Wärme-Kopplung unter Verwendung des Kühlwassers eines Blockheizkraftwerks, dessen Strom selbst genutzt oder ins Netz eingespeist wird. Für den Praxiseinsatz tauglich wird das Konzept durch den Einsatz von Pufferspeichern. Die Wiederverwendung bereits stillgelegter Anlagenteile erhöht die Nachhaltigkeit der Lösung.

Verantwortlicher:    
Warsteiner Brauerei, Alexander Harder

Georg Fischer Automobilguss GmbH: Abwärmenutzung eines Kupolofens

Projektbeschreibung:
Bisher wurde in der Georg Fischer Automobilguss GmbH nur ein geringer Teil der Abwärme für die eigene Heißwasserbereitung verwendet. Im Rahmen eines partnerschaftlichen Projekts mit der Nestlé Deutschland AG Maggi Werk Singen planten die Unternehmen, die Abwärmeenergie der Schmelzerei zukünftig ganzjährig zur Erzeugung von Sattdampf in der benachbarten Nestlé Deutschland AG einzusetzen. Durch Erneuerung des Rekuperators der Kupolofenanlage können nun bis zu 11 MW Abwärme zusätzlich genutzt werden. Die Abwärme des Kupolofens wird durch ein Schockbündel das vor dem Rekuperator sitzt mittels Thermoöl abgeführt. Über einen Sicherheitswärmetauscher wird diese Wärme an das Speisewasser des Dampfkessels im benachbarten Unternehmen übergeben. Die Restwärme wird zur eigenen Heißwasserbereitung verwendet oder durch einen Kühlturm rückgekühlt. Durch die Abwärmenutzung werden zwei Drittel der Erdgasmenge eingespart die sonst bei der Nestlé Deutschland AG  zur Sattdampferzeugung notwendig gewesen wäre.

Investition:          

• 3,5 Mio. € Georg Fischer Automobilguss GmbH
• 1,5 Mio. € Nestlé-Deutschland AG
• Das Projekt wurde durch das Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit gefördert, im Rahmen der BMU-Klimaschutzinitiative wurden Mittel aus aus dem Umweltinnovationsprogramm zur Verfügung gestellt.

Erzielte/erwartete Einsparungen:       

• 11.000 t CO2 / a

Bewertung der Jury:   
An sich kein neues Verfahren, jedoch vorbildlich über System- und damit Unternehmensgrenzen hinaus gedacht: In derartigen Kooperationsansätzen erschließen sich Synergien mit benachbarten Firmen, die gleichermaßen ökonomische wie ökologische Vorteile bieten. Das beispielhafte Vorgehen sollte – zum Nutzen aller Beteiligten – häufiger praktiziert werden.

Verantwortlicher:        
Georg Fischer Automobilguss GmbH, F. Bettinger / M. Kenzler