Energieeffizienz & Energieaudits

Unsere Leistungen
  • Untersuchung und Bewertung Ihrer Produktionsanlage oder Abfallbehandlungsanlage in Hinblick auf deren aktuelle Energieeffizienz
  • Darstellung der Potenziale für Energieeinsparungen und Kostensenkungen
  • Ökologische und ökonomische Betrachtung der möglichen Verbesserungsmaßnahmen
  • Durchführung des Projekts unter der Leitung eines zertifizierten Europäischen Energiemanagers und Energieauditors (EUREM) gemäß § 44 Energieeffizienzgesetz (EEffG, BGBl. I Nr. 68/2020 idgF)
Kennzahlen der Energieeffizienz
 

Die Effizienz einer Energieerzeugungsanlage (genaugenommen: einer Energieumwandlungsanlage) wird durch den energetischen Wirkungsgrad gekennzeichnet.

Allgemein versteht man unter dem energetischen Wirkungsgrad das Verhältnis zwischen dem Nutzen und dem Aufwand des Prozesses bzw. Betriebszustandes. Der Nutzen bezeichnet hierbei die erzeugte Energie, z.B. Stromproduktion, Dampferzeugung, Fernwärmeproduktion. Der Aufwand sind die an der Systemgrenze zugeführten Energieströme.

Die Berechnung der Energieeffizienz erfolgt allgemein in der Form:

Je nach Art des Energieoutputs unterscheidet man zwischen thermischem Wirkungsgrad und elektrischem Wirkungsgrad.

Erzeugt eine Anlage gleichzeitig Strom und Wärme (Kraft-Wärme-Kopplung, engl. „combined heat and power (CHP)“ oder „cogeneration), wird der Gesamtwirkungsgrad oder Brennstoffnutzungsgrad als Kenngröße herangezogen.

In Abhängigkeit von der gezogenen Bilanzgrenze des betrachteten Systems können energetische Wirkungsgrade für die gesamte Anlage (Anlagenwirkungsgrad) oder auch nur für Teile einer Anlage (z.B. Kesselwirkungsgrad) betrachtet werden.

Jede dieser Kennzahlen kann in Form eines Brutto-Wirkungsgrades sowie eines Netto-Wirkungsgrades ermittelt werden. Dem Brutto-Wirkungsgrad liegt die gesamte produzierte Energiemenge zugrunde, i.e. die Summe aus jener Energie, die für Abnehmer bereitgestellt werden kann, und dem Eigenverbrauch der Anlage (z.B. für Zwecke der Luftvorwärmung oder als Energieversorgung von Gebläsen und Pumpen). Im Unterschied dazu berücksichtigt der Netto-Wirkungsgrad ausschließlich jene Energie, die für Abnehmer bereitgestellt wird, also die Bruttoproduktion abzüglich des Eigenverbrauchs.

Optimierung der Energieeffizienz
 
Die Energieeffizienz von Industrieanlagen spielt eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung von Betriebskosten und der Minimierung des ökologischen Fußabdrucks. Um die Energieeffizienz zu verbessern, können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden.

Zunächst ist eine umfassende Analyse des Energieverbrauchs notwendig, um Schwachstellen zu identifizieren. Der Einsatz moderner Technologien, allem voran von energieeffizienten Maschinen und Anlagen, kann den Energieverbrauch erheblich senken. Weiters tragen regelmäßige Wartungen und Inspektionen, die Implementierung von Energiemanagementsystemen sowie laufende Schulungen für Mitarbeiter:innen dazu bei, die Energieeffizienz im Anlagenbetrieb zu erhöhen.

Energieeffizienz von Abfallverbrennungsanlagen gemäß BVT-Schlussfolgerungen
 

Zu den besten verfügbaren Techniken (BVT) betreffend die Energieeffizienz von Abfallverbrennungsanlagen treffen die BVT-Schlussfolgerungen zur Abfallverbrennung (2019) die folgenden Festlegungen:

BVT 19. Die BVT zur Steigerung der Energieeffizienz der Verbrennungsanlage besteht in der Verwendung eines Abhitzekessels.
Beschreibung: Die im Abgas enthaltene Energie wird in einem Abhitzekessel zurückgewonnen, der heißes Wasser und/oder Dampf erzeugt, das/der exportiert, intern verwendet und/oder zur Stromerzeugung verwendet werden kann.

BVT 20. Die BVT zur Erhöhung der Energieeffizienz der Verbrennungsanlage besteht in der Anwendung einer geeigneten Kombination der nachstehenden Techniken:

  • Trocknung von Klärschlamm
  • Reduzierung des Abgasstroms
  • Minimierung von Wärmeverlusten
  • Optimierung der Konstruktionsweise des Kessels
  • Niedertemperatur-Abgaswärmetauscher
  • Hohe Dampfzustände
  • Kraft-Wärme-Kopplung
  • Abgaskondensator
  • Trockenentaschung

Zur Definition des Standes der Technik geben die BVT-Schlussfolgerungen die folgenden energetischen Mindestwirkungsgrade vor:

Mit den besten verfügbaren Techniken (BVT) assoziierte Energieeffizienzwerte für die Verbrennung von Abfällen (Quelle: BVT-Schlussfolgerungen Abfallverbrennung (2019))
R1-Kriterium für Abfallverbrennungsanlagen
 
Die Abfallrahmenrichtlinie (RL 2008/98/EG) der europäischen Union unterteilt die zulässigen Behandlungsverfahren für Abfälle in Beseitigungsverfahren und Verwertungsverfahren. Anhang I der Richtlinie listet die Beseitigungsverfahren (engl. „disposal“) D1 bis D15. Anhang II der Richtlinie die Verwertungsverfahren (engl. „recovery“) R1 bis R13, jeweils in taxativer Form.

Abfallmitverbrennungsanlagen fallen per definitionem unter Verwertungsanlagen, da der „Hauptzweck der Energieerzeugung (oder der Produktion stofflicher Erzeugnisse)“ entscheidend für ihre Einstufung als Mitverbrennungsanlage ist (vgl. Thermische Verwertung).

Im Gegensatz zur Mitverbrennung kann die Verbrennung von Abfällen jedoch entweder ein Beseitigungsverfahren (D10 „Verbrennung an Land“) oder ein Verwertungsverfahren (R1 „Hauptverwendung als Brennstoff oder als anderes Mittel der Energieerzeugung“) darstellen, je nachdem, ob bzw. in welchem Ausmaß die bei der Abfallverbrennung freigesetzte Energie einer Nutzung zugeführt wird.

Das R1-Kriterium findet sich als Fußnote in Anhang II der Abfallrahmenrichtlinie.
Es dient dazu, bei Abfallverbrennungsanlagen eine Unterscheidung zwischen den Verfahren D10 und R1 zu treffen.

Beim R1-Energieeffizienzkriterium handelt es sich nicht um einen Wirkungsgrad im technisch-naturwissenschaftlichen Sinn, sondern um eine im genannten Kontext definierte Kenngröße, die auch Werte ≥ 1 erreichen kann. Die Formel zu Berechnung lautet:

Mit:
Ep die jährlich als Wärme oder Elektrizität erzeugte Energie; der Wert wird berechnet, indem Elektroenergie mit dem Faktor 2,6 und für gewerbliche Zwecke erzeugte Wärme mit dem Faktor 1,1 multipliziert wird [GJ/Jahr];
Ef der jährliche Input von Energie in das System aus Brennstoffen, die zur Erzeugung von Dampf eingesetzt werden [GJ/Jahr];
Ew die jährliche Energiemenge, die im behandelten Abfall enthalten ist, berechnet anhand des unteren Heizwerts des Abfalls [GJ/Jahr];
Ei die jährliche importierte Energiemenge ohne Ew und Ef [GJ/Jahr];
0,97 ist ein Faktor zur Berechnung der Energieverluste durch Rost- und Kesselasche sowie durch Strahlung [-].

Als Verwertungsanlagen (R1-Verfahren) gelten Abfallverbrennungsanlagen nur dann, wenn deren R1-Wert mindestens folgende Werte erreicht:

  • 0,60 für in Betrieb befindliche Anlagen, die nach geltendem Gemeinschaftsrecht vor dem 1. Januar 2009 genehmigt werden
  • 0,65 für Anlagen, die nach dem 31. Dezember 2008 genehmigt werden.
R1-Kriterium und tatsächliche R1-Werte von österreichischen Abfallverbrennungsanlagen im Jahr 2020 (Quelle: Umweltbundesamt Report REP-0830. Grafik: UVP GmbH)
Brennstoffnutzungsgrad von Abfallverbrennungsanlagen und Wahl des Standorts
 
Eine Kraft-Wärme-Kopplung ermöglicht bei Abfallverbrennungsanlagen deutlich höhere Brennstoffnutzungsgrade von über 80%, während bei der reinen Verstromung in einer Kondensationsturbine typischerweise nur rund 26% der in den Abfällen enthaltenen Energie nutzbar gemacht werden kann.

Deshalb ist es für den Brennstoffnutzungsgrad von entscheidender Bedeutung, ob am Standort einer Abfallverbrennungsanlage auch Wärmeabnehmer – wie Industriebetriebe mit Prozesswärmebedarf oder die Möglichkeit zur Auskopplung von Fernwärme und/oder Fernkälte – zur Verfügung stehen.

Brennstoffnutzungsgrad einer Abfallverbrennungsanlage bei reiner Verstromung und mit Kraft-Wärme-Kopplung (© UVP GmbH)
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