Energieeffizienzmaßnahmen in der Industrie

Wo liegt das Einsparpotenzial durch ehöhte Energieeffizienz für Industriebetriebe?

 

In unserer Blogserie „Energieeffizienzmaßnahmen in der Industrie“ möchten wir mögliche Einsparpotenziale in der Industrie und die damit verbundenen Maßnahmen vorstellen. In diesem ersten Artikel möchten wir zunächst die Gesamtsituation in Deutschland erörtern und darauf aufbauend die größten Einsparpotenziale in der Industrie aufzeigen.

Die Bundesregierung hat das ambitionierte Ziel ausgegeben, die Treibhausgasemissionen (THG-Emissionen) in Deutschland bis zum Jahr 2020 um 40% gegenüber dem Emissionsniveau von 1990 zu senken. Darüber hinaus soll bis zum Jahr 2030 eine Senkung von 55% und bis zum Jahr eine Minderung von über 80% erreicht werden. Wie in der Abbildung zu sehen ist, konnte zwischen 1990 und 2016 ein Rückgang der CO2-äquivaltenten THG-Emissionen um 23,7% von 1.251 auf 906 Mio. Tonnen erreicht werden. Das oben genannte Ziel der Bundesregierung ist jedoch gleichbedeutend mit CO2-äquivalenten THG-Emissionen von höchstens 751 Mio. Tonnen im Jahr 2020. Um das nationale Ziel zu erfüllen muss also eine weitere Minderung der THG-Emissionen von 17,1 % erreicht werden, was eine durchschnittliche jährliche Reduktion um etwa 4,2 % ab dem Jahr 2016 voraussetzt. Ob das Ziel der Bundesregierung überhaupt zu erreichen ist spielt dabei eine untergeordnete Rolle. Entscheidend ist die Verfolgung solcher Ziele.

UN Klimarahmenkonvention

An welchen Stellschrauben muss gedreht werden um diese Emissionsziele zu erreichen?

Deutlich zu erkennen ist das die Energiewirtschaft mit einem Anteil von knapp 37 Prozent der Hauptverursacher der THG-Emissionen ist. Also insbesondere die Energieversorgungsunternehmen sowie Raffinerien mit ihren Tätigkeiten der Energiegewinnung, -speicherung und -übertragung. Dem Gegenüber erscheint der Anteil der Industrie an den THG-Emissionen mit knapp 17 % recht gering. Zu berücksichtigen ist jedoch dass die Emissionen, die hier nach dem Verursacherprinzip – dem Ort der Erzeugung – also der Energiewirtschaft zugeordnet werden, entstehen, da die Energie in den anderen Sektoren (Industrie, Haushalte, etc.) nachgefragt und „verbraucht“ wird.

Folglich ist es wichtig zwischen der Angebotsseite (Energiewirtschaft) und der Nachfrageseite (Industrie, Haushalte, etc.) zu unterscheiden. Auf der Angebotsseite ist es demnach notwendig und unumgänglich die Strom- und Wärmeerzeugung von fossilen Energieträgern auf erneuerbare Energieträger umzustellen um so die THG-Emissionen nachhaltig zu senken. Die Hauptverantwortung den Energieerzeugern zuzuschieben greift hier allerdings zu kurz. Denn die sauberste und günstigste Energie ist die, die gar nicht erzeugt, transportiert oder gespeichert wird. Aus diesem Grund ist es notwendig den Energiebedarf über alle Sektoren hinweg dauerhaft zu senken und zugleich das vorhandene Potenzial zu dezentralen und nachhaltigen Eigenenergieerzeugung zu nutzen.

Schauen wir uns also die Nachfragseite etwas genauer an:

Anhand des Energieflussbildes (Deutschland 2015) lässt sich der Prozess zwischen Energieerzeugung und dem Verbrauch der unterschiedlichen Energieformen in den jeweiligen Sektoren besonders gut darstellen. Ausgangspunkt ist der Primärenergieeinsatz bzw. -verbrauch (rechnerisch nutzbare Energie eines natürlichen Energieträgers wie Kohle, Öl, Gas, Biomasse, Sonnenenergie, etc.). Ein Teil der Primärenergieträger wird in Kraftwerken und Raffinerien zu Sekundärenergie z.B. Strom oder Kraftstoffe umgewandelt. Zieht man vom Primärenergieeinsatz die bei der Umwandlung und dem Transport entstehenden Verluste sowie den Eigenbedarf ab erhält man den Endenergieverbrauch der vom Verbraucher in den unterschiedlichen Sektoren genutzt wird.

Der Industrie kommt bei der Erreichung der Einsparziele der Bundesregierung, mit einem Anteil von 29 % (2.576 PJ oder 716 TWh) am gesamten Endenergieverbrauch im Jahr 2015 eine entscheidende Rolle zu.

Energieflussbild DE 2015

Wo genau besteht das Einsparpotenzial in der Industrie?

Betrachtet man den Endenergieverbrauch in dem Sektor Industrie etwas genauer, lässt sich feststellen, dass der größte Teil der Energie (etwa zwei Drittel) zu Bereitstellung von Prozesswärme und etwa ein Viertel zum Antrieb von Motoren und Maschinen (Mechanische Energie) verwendet wird. Die dafür eingesetzten Energieträger sind hauptsächlich Gas (34%) und Strom (32%).

Bei der Suche nach Einsparpotenzialen in diesen Anwendungsbereichen ist besonderes Augenmerk auf die Energieumwandlung und -nutzung zu legen. Also die Umwandlung von Endenergie in Nutzenergie (z.B. Strom in mechanische Energie oder Licht, Gas in Wärme, etc.). Entgegen der herkömmlichen Annahme, dass gerade in den westlichen Industrieländern der Umgang mit Energie und Werkstoffen sehr effizient ist, sind die Verluste in der Endenergieumwandlung und -nutzung mit über 30% sehr hoch. Besonders in der Industrie aber auch in den anderen Sektoren besteht ein hohes Potenzial, sich von einer ressourcenverschwenderischen zu einer nachhaltigeren Ökonomie zu wandeln. Mit aktuell bestehender Technik könnte innerhalb der nächsten 30 Jahre die Energienutzung um bis zu 50% gesteigert werden.

In der Praxis hat es sich dabei bewährt grundsätzlich nach Querschnittstechnologien und Prozesstechniken zu unterscheiden. Der Begriff „Prozesstechnik“ bezieht sich ausschließlich auf prozessspezifische Vorgänge in einem Unternehmen wie Verfahrens- und Fertigungsprozesse, die zur Herstellung der Erzeugnisse notwendig sind.

Der Begriff „Querschnittstechnologie“ wird dem gegenüber für alle Technologien verwendet, die übergreifend in vielen Branche zu finden sind, also nicht auf einen Anwendungssektor oder Prozess begrenzt sind. Schwerpunkt dieser Technologien ist wie oben angesprochen häufig die Energieumwandlung in Nutzenergie.

Zu den Querschnittstechnologien lassen sich folgende Bereiche zuordnen:

  • Prozess- und Raumwärmeerzeugung bzw. Verteilung
  • Prozess- und Klimakälte bzw. Verteilung
  • Elektrische Motoren und Antriebe
  • Pumpen
  • Lufttechnische Anlagen insb. Ventilatoren
  • Drucklufterzeugung und Verteilung
  • Beleuchtung
  • Wärmerückgewinnung durch erneute Nutzung von Abwärme

In den kommenden Artikeln dieser Blogserie werden wir jeweils im Detail auf eine der hier erwähnten Querschnittstechnologien eingehen und jeweils technologiespezifische Potenziale und Maßnahmen diskutieren.

Versteckte Funktionen im ENIT Agent kennenlernen:

TESTPHASE ANFORDERN

Der ENIT Agent ist mit zwei Handgriffen bei Ihnen installiert. So können Sie ihn drei Monate unverbindlich testen.

Jetzt testen