Energieaudit und Buchhaltung

Energieaudit und Buchhaltung
Fallstudie
IHK Seminar
21. September 2004
Eric Schröder ETCM GmbH
Energieaudit – Fallstudie
1) Unser Unternehmen
2) Bestandteile eines Energieaudits
3) Beispiel eines Energieaudits in der Papierindustrie
4) Technischer Aspekt
5) Abwärmeverwertung in der Lebensmittelindustrie
6) Beleuchtungstudie(n)
1-Unser Unternehmen
•
•
•
•
Ein 2-Personen-Unternehmen in Malmedy situiert.
ETCM ist spezialisiert auf den Entwurf und die Ausführung industrieler
Projekte.
Hauptsächlich in Lebensmittel -und Papierindustrien.
– Von der Vermessung ….
» Process Ablauf
» Übersichtspläne (Lageplanung)
» Haushaltsplan
» Lastenheft , Preisanfragen (technische Beschreibung)
» Projektkoordinierung
….. Bis zur Inbetriebnahme
Seit 2000 haben wir eine Zulassung als Auditor oder Sachverständiger für
Energiebilanzen .
1.1 Lebensmittelindustrie : Beispiel einer Ausrüstung
2) Die verschiedenen Schritte eines Energieaudits
- Gründung eines « Energieteams »
- Identifizierung und Bewertung der verschiedenen Energiequellen
- Besichtigung des Geländes
- Aufstellung der « Arbeitshypothese »
- Aufstellung der Verbrauchstabelle für das Referenzjahr
-Verbesserungsvorschläge , Rentabilität und Investition .
- Liste der technischen Bedürfnisse für die Verbesserung der
Kostenrechnung.
- Jahr für Jahr ermöglicht die Energiebilanz den Aufbau
vom Energieeffizienz-Index (IEE)
2.1-Energieteam
• Eine Kostenrechnung für das Referenzjahr wird von dem
« Energieteam » , mit der Hilfe eines Außenberaters ,
aufgestellt .
• Um die Kostenrechnung effizient zu behalten , muss das
« Energieteam » seine Tätigkeit über Jahre fortsetzen , und
unter Umständen andere Teilnehmer hinzurufen (Techniker ,
außenstehende Firmen ,….)
• Die Leistungsfähigkeit des « Energieteams » hängt
hauptsächlich von dem Teammanager ab.
• Um eine wirksame Außenhilfe zu geben , muß man
sich an Ort und Stelle begeben .
3- Beispiel eines Energieaudits in der Papierindustrie
Die Arbeitshypothese ermöglicht eine Wiedergabe der Berechnungen
- Wasserverbrauch für die Farbstoffvorbereitung :
Anlage 16 zeigt ein Wasserverbrauch von 32m³ während eines Monats .
Der Jahresverbrauch ist schätzungsweise von 32 x 12 = 384 m³.
- Wasserverbrauch für die Rückstandbehandlung :
Eine Messung von Anfang 2001 ergibt einen Monatsverbrauch von 779 m³,
Der Jahresverbrauch ist schätzungsweise von 779 x 12 = 9350 m³ .
3.1 Energieaudit vom Referenzjahr 1999
UTILISATEUR
PRODUCTION
T ableau de consommation - année de référence 1999
CARACTERISTIQUES
CHIFFREES
heures
ENERGIES ACHETEES
électricité
(kWh/an)
fuel E lourd
(kg/an)
gasoil
(lit/an)
eau (riv + puits)
(m³/an)
butane
(kg/an)
178.008
quantité
(h/an)
(T/an)
7.584
47.668
29.124.161
1.411.773
pulpers pâte (2)
1.025.696
/
/
PM X
raffinage
4.919.443
circuit approche (avant table)
5.192.208
/
partie humide (table et presses)
6.665.700
/
pré-sècherie
1.519.279
/
couchage + cuisine à couche
2.843.636
/
post-sècherie
1.906.235
/
calandres
1.469.047
/
centrale à cassés (3 pulpers)
PM Y
pulper pâte (1)
5.300
5.705
3.582.917
/
4.045.300
719.501
502.358
/
raffinage
1.241.068
/
circuit approche (avant table)
1.162.493
/
603.009
/
pré-sècherie
58.761
/
couchage + cuisine à couche
96.945
/
159.849
/
73.642
/
147.175
/
partie humide (table et presses)
post-sècherie
calandres
pulpers à cassés (2)
178.008
3.3) Energieeinteilung
TOTAL
électricité
fuel lourd
gasoil
butane
LPG
électricité
butane
LPG
1.010.529 GJp
100,00%
460.720 GJp
524.687 GJp
1.226 GJp
7.339 GJp
16.559 GJp
45,59%
51,92%
0,12%
0,73%
1,64%
électricité
fuel lourd
gasoil
électricité
42,83%
2,90%
UTILITES
54,28%
PRODUCTION
92,09%
vapeur
air comprimé
vapeur
49,26%
5,02%
BÂTIMENTS
6,66%
3.4 Vergleich zwischen Energie / Kosten / CO²
120,00%
100,00%
80,00%
LPG
Butane
Gasoil
60,00%
Fuel Lourd
Electricité
40,00%
20,00%
0,00%
GJp
€
CO²
3.5) CO²-Emissionnen
Sources d‘énergie
Kg CO² / MWhp
Gaz naturel
251
Gasoil
306
Fuel (léger->lourd) 310
Fuel (extra-lourd)
320
Charbon
385
Bois
45
Source CWaPE 2002
3.5 Verbesserungsvorchläge für Dampfersparnisse
Consommation de Vapeur par Quantité de papier
12
10,52
10
8,46
(T vap/T pa)
8
7,78
7,70
7,40
Continue 2
7,02
8206/8207 (Mural backing)
6,68
8000 (Facing)
6
BBA (bcp fibres synth.)
8551+8552
8001+8008
Autre produits
4
2
0
Continue 2
8206/8207
(Mural backing)
8000 (Facing)
BBA (bcp fibres
synth.)
8551+8552
8001+8008
Autre produits
Ungewöhnlich hoher Dampfverbrauch bei diesem Kunden , Im allgemeinen zählt man 2.2 T Dampf / 1T Papier.
Ursache :
- Maschinenumbau (2000) =Trockner überdimensioniert
(2,8Tpap/h vor dem Umbau , 0.6T/pap danach)
Verbesserung : - Ein Teil des Trockners für sämtliche Produkte abschalten
- Mehr produzieren : Höhere Maschinengeschwindigkeit , Schichtenarbeit ,grössere Mängen ,….
3.6 Verbesserungen ,Investitionen , Einsparungen
N° amélioration
UTILITIES-1
Intitulé/objet
Diminution des pertes en lignes sur le réseau vapeur.
Situation existante
L'ensemble des lignes du réseau n'est pas totalement calorifugé. Ces lignes comprennent les
conduites de retour condensats, le réseau vapeur 2.5 bars et le réseau vapeur 8 bars ainsi que
différents accessoires (pompes, vannes, etc.)
Description de l'amélioration
Sur chacun des réseaux, on identifie à la fois les grosses vannes et détendeurs ainsi qu'une
estimation complémentaire des longueurs de chaque circuit avec diamètre à recalorifuger.
Economie attendue
Investissement correspondant
Classification
53.486
120.000
A
Euros/an
Euros
2
3.7) Der Energieeffizienz-Index « IEE »
- « IEE » ist ein Indikator der Energieeffizienz des Unternehmens
- Er ist unabhängig von :
- Der Außentemperatur
- Dem Produktionsvolumen
Der Energieeffizienz-Index wird durch folgenden Ausdruck wiedergegeben
IEE(Jahr t)=
100 x beobachteter Gesamtenergieverbrauch (Jahr t)
Summe spez. Verbr.(Referenzjahr ) x Produktionsvolumen (Jahr t)
.
3.8 Energieeffizienz_Index über mehrere Jahre
IEE (Année/200é)
1,50
1,40
1,30
1,20
1,10
1,0185
1,0000
0,9989
1,00
0,9906
0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
1999
2000
2001
2002
IEE
4) Technischer Aspekt
ETCM Vorschlag : Bessere Dampfnetzeinteilung um die Kostenrechnung zu verbessern
4.1 Messung des Wasserverbrauchs
!"
#
$ !"
#%
&
4.3 Schätzung des Dampfverbrauchs
•
Schätzung des Dampfverbrauchs durch Kondensatmessung
– Wenn die Kondensatverteilung pro Apparat gemacht ist
– Wenn die ganze Dampfmenge in Kondensat umgewandelt wird
4.4 Messung des Dampfverbrauchs
•
Kostenaufstellung eines Dampfzählers (Ohne elektronischen Pulszähler)
– DN 80 : 2 T vap/h à 8 bars
Material 3 500 à 4 500€
+ Montage 1 500 à 2 500 € = 5 000 à 7 000 €.
– DN 200: 20 T vap/h à 2.5 bars
Material 6 000 à 12 000 €
+ Montage 3 000 à 4 000 € = 9 000 à 16 000 €.
•
Kostenaufstellung eines Kondensatzählers (Ohne elektronischen Pulszähler )
– 2 T vap/h = 2 m³/ h (Rohr und Zähler DN 25)
Material 400 € (Warmwasser)
+ Montage 300 à 1000 € = 700 à 1400€
– 20 T vap/h = 20 m³/ h (Rohr und Zähler DN 65)
Material 400 € (Warmwasser)
+ Montage 300 à 1 000€ = 700 à 1 400€
4.5 Zentralisierung der Messungen (Schaltplan)
4.6 Zentralisierung der Messungen (E Schrank)
4.7 Zentralisierung der Messungen (Komputernetz)
4.8 Zentralisierung der Messungen
(Verwirklichung in der Lebensmittelindustrie)
• 43 bestehende Zähler (Wasser und Strom) + 44 neue Wasserzähler =
87 Messpunkte.
• Anschaffung von 44 Zählern : 16 000 €
• Verkablung und Anschluss von 87 Messpunkten an das vorhandene
Komputernetz : 30 000 €
• Mechanischer Aufbau der Zähler :
46 000 € (also 1 000 €/Zähler)
• Hardware , Software und Kosten der Inbetriebnahme :
30 000 €
• Gesamtbetrag : 125 000 € für 87 Messpunkte
( 1 436 € pro Messpunkt).
4.9)Überprüfung der eingesetzten Sparmaßnahmen
Beispiel von einer Papierindustrie
Dieser Kunde mißt seinen Wasserverbrauch und sammelt die Daten über ein Komputernetz .
Im Juni wurde eine Verbesserung an der Maschine PM1 gemacht. Im August stellt man einen
verringerten Wasserverbrauch fest.
Vorteil einer solchen Anlage : man sieht sofort die Ersparnisse der eingesetzten Maßnahme .
CONSOMMATION SPECIFIQUE (Eau-Vapeur-Condensat- Electricité)
N° compt.
Désignation
Production nette de papier en T
PM1
PM7
PM10
Eau de process en m³/T
PM1
PM7
=FCE14-FCE5
=FCE11+ FCE12
Données
janv
févr
mars
avr
mai
juin
juil
août
Manuel
Manuel
Manuel
0
0
0
0
0
0
4.970
613
3.580
5.217
657
3.426
5.251
526
2.894
5.055
654
3.466
3.846
367
1.947
3.874
606
2.720
Mesur
Mesur
m³/Tpap
0
0
m³/Tpap
0
0
m³/Tpap
26
66
m³/Tpap
28
72
m³/Tpap
29
100
m³/Tpap
29
89
m³/Tpap
25
127
m³/Tpap
22
102
4.10) Verwaltung der Ausnahmen
-Außergewönlicher Wasserverbrauch auf dem Feuerspritzennetz (Grafik)
-Produktivitätverbesserung durch Ermittlung der « Energiesparende » Arbeiter
5.1 Wärmerückgewinnung in der Lebensmittelindustrie
•
Ausgangspunkt :
– Tieftemperatur Industrieabwasser
• Abkühlung der Butter vor Lagerung
Mögliche Rückgewinnung :835.000 Kcal/Jahr
• Abkühlung der Kristallisatoren
Mögliche Rückgewinnung : 293.000 10³ Kcal/Jahr
• Kondensatabkühlung
Mögliche Rückgewinnung : 650.000 Kcal/Jahr
– Analyse des Warmwasserbedarfs
• Reinigungszyklus pro Woche = 133
Verbrauch pro Zyklus =2 m³
• Bodenreinigungswasser
– 2 Spritzröhre 4.4 m³/Std (durchlaufend)
– 7 Spritzröhre bei Schichtwechsel
5.2 Wärmerückgewinnung in der Lebensmittelindustrie
Technische Daten
•
•
•
•
Am Tagesende besteht ein
Warmwassermangel von
–52.90 m³ ……
…..Was dem
Leitungswasserzuschuß
entspricht.
Um dies zu vermeiden müsste der
Wassertank einen Volumen von
10 + 52.9 m³ = 62.9 m³ haben
Der zur Verfügung stehende Tank
hat eine Kapazität von 70 m³
Jour
Lundi
temps
Tot
Tot
Temp
Variation
entrée
sortie
sortie
totale
24
3
0,00
44,38
3,00
1
3
0,00
43,82
3,00
2
3
0,00
43,33
3,00
3
3
0,00
42,89
3,00
4
3
0,00
42,50
3,00
5
3
0,00
42,14
3,00
6
13,7
13,40
42,31
0,30
7
15,7
13,40
42,27
2,30
8
16,7
13,40
42,17
3,30
9
16,2
44,40
42,10
-28,20
10
15,7
13,40
42,12
2,30
11
16,7
13,40
42,02
3,30
12
16,2
13,40
42,02
2,80
13
15,7
13,40
42,06
2,30
14
16,7
13,40
42,00
3,30
15
16,2
13,40
42,00
2,80
16
15,7
13,40
42,04
2,30
17
16,7
13,40
41,99
3,30
18
16,2
13,40
41,99
2,80
19
15,7
44,40
42,06
-28,70
20
16,7
13,40
41,98
3,30
5.3 Wärmerückgewinnung in der Lebensmittelindustrie
Analyse
•
•
Die technische Lösung
– Zentralisierung der Warmwasserabflüsse in einem
bestehenden
2000 L Tank (Flusswasser)
– Einbau eines Wärmetaucher (Flusswasser / Leitungswasser)
– Umbau eines alten Rohstofftanks von 70.000 L in einen
vorgewärmten Leitungswassertank .
– Aufstellung von 4.5 bar Pumpen um die bestehenden Boilers
mit dem aufgewärmten Wasser zu speisen .
– Automatisierung und Instrumentierung des Projektes.
Kosten : 96.500Euros
5.4 Wärmerückgewinnung in der Lebensmittelindustrie
Technisches Verfahren
•
•
•
Das aufgefangene Wasser
wird in einem 2 m³ Tank
gelagert
Die Wärme von diesem
Wasser wird über ein
Wärmetaucher an den 70 m³
Tank weitergegeben
Dieser 70 m³ Tank darf nicht
überlaufen , da er mit teurem
Leitungswasser gespeist wird .
5.5 Wärmerückgewinnung in der Lebensmittelindustrie
Überprüfung der Effizienz und der Wirtschaftlichkeit
– Effizienz:
• Vorgeheizte Wassermenge, die in 2002 nach den Boiler Floss
34.617 m³ > Potential 1.038.510 10³ Kcal/Jahr
• Leitungswasserzusatz in 2002
– 3.555 m³
– Wirtschaftlichkeit :
• Schweröleinsparung : 148.000Kg/Jahr > 22.200 Euros
• Pay back: 4.34 Jahre
6) Beleuchtungstudie
Zumtobel staff COPA
11741
Zumtobel staff TECTON
?
90°
90°
0
100
200
300
45°
45°
400
500
η = 0.75
DLOR = 0.75
cd/1000lm
C0
13305
180°
135°
90°
135°
90°
0
50
100
45°
150
45°
200
η = 0.96
DLOR = 0.72
cd/1000lm
C0
C90
6.1 Fall Studie :Beleuchtung einer Industriehalle
Nom du projet: USINE
Conseils: H. BROUIR / P-E. FRYNS
*** Données de projet ***
Durée de fonctionnement par jour
Nombre de jour par an
Totalité durée par an
Prix du kWh
Variante 1
Variante 2
Variante 1
Variante 2
CLOCHE
FLUO
CLOCHE
FLUO
27,01
67.520
18
21,16
52.890
29
14.720
0
14.720
20.910
0
20.910
7.427
533
7.961
5.818
176
5.994
10,00
250,00
2500,00
0,11 €
*** Caractéristiques de l'installation ***
***Bilan énergétique et consommation ***
Luminaires
Luminaire
Type appareillage
Consommation par luminaire (en W)
Fonctionnement à %
Nombre de luminaires
Niveau d'éclairement moyen (en LUX)
Consommation en énergie et lampes
Puissance installée (en kW)
Consommation d'énergie par an (en kW)
Nombre de lampes à changer par an
Source lumineuse
Nombre de lampes/ armature
Durée de vie de la lampe (en h)
Prix en plus
Investissement
Armature
Installation armature
Entretien installation existante
Frais généraux d'entretien
Entretien installation
Frais de remplacement par lampe
luminaire
luminaire
COPA TECTON 2/80W
422
172
100%
100%
64
123
300
300
1
9.000
2
21.000
230
0
0
170
0
0
0
30
0
6
*** Comparaison en investissement *** (en EUR.)
Investissements
Luminaires
Prime URE
Total investissement
Frais d'éxploitation/an
Energie selon prix du kWh
Changement de lampe
Total frais d'exploitation/an
6.2 Wirtschaftlichkeit der Beleuchtung einer Industriehalle
Nom du projet: USINE
Conseils: H. BROUIR / P-E. FRYNS
Calcul pour graphique
Investissement
Luminaire
Frais d'éxploitation/an
Energie selon prix du kWh (0,11€)
Changement de lampe
COPA (400W)
TECTON 2/80W
14.720 €
20.910 €
7.427 €
533 €
5.818 €
176 €
7.960 €
5.994 €
Amo rtis s e me nt
100000
Frais cummulés investissements et
couts
90000
Total frais d'exploitation/an
80000
70000
Amortissement
années
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Frais cummulés investissements et couts
Cloche
Fluo
14.720 €
20.910 €
22.680 €
26.904 €
30.640 €
32.898 €
38.600 €
38.892 €
46.560 €
44.886 €
54.520 €
50.880 €
62.480 €
56.874 €
70.440 €
62.868 €
78.400 €
68.862 €
86.360 €
74.856 €
94.320 €
80.850 €
60000
CLOCHE
50000
FLUO
40000
30000
20000
10000
0
0
1
2
3
4
5
années
6
7
8
9
10
6.3 Vergleich der beiden Systemen
Cloche
TL+Electronique
Eclairement
300 lux
300 lux
Investissement
14720 €
20910 €
Durée de vie
9000 h
21000 h
Consommation
67520 kwh /an
52890 kwh / an
Energie primaire
486 GJ /an
380 GJ / an
CO²
27224 kgCO² / an 21325 kgCO² / an
Cout sur 10 ans
94320 €
80850 €
6.4 Fall Studie :Beleuchtung eines Büros
Conseils: H. BROUIR / D. KRINS
Variante 1
Variante 2
Variante 1
T26 FAIBLE PERTE T26 ELECTRONIQUE
Variante 2
T26 FAIBLE PERTE T26 ELECTRONIQUE
*** Données de projet ***
Durée de fonctionnement par jour
Nombre de jour par an
Totalité durée par an
Prix du kWh
*** Comparaison en investissement ***
10,00
250,00
2500,00
0,11 €
*** Caractéristiques luminaires***
Luminaires
Luminaire
Type appareillage
Consommation par luminaire (en W)
Fonctionnement à %
Nombre de luminaires
Niveau d'éclairement moyen (en LUX)
luminaire
REC 1/58W
67
100%
6
500
luminaire
REC 1/58W
57
100%
6
500
Investissements supplémentaire
Balast électronique
Total investissement
0€
0€
126 €
126 €
Frais d'éxploitation/an
Energie selon prix du kWh
Changement de lampe
111
9
94
6
Total frais d'exploitation/an
120
100
luminaire
6
luminaire
6
0,40 kW
1.005 kWh
0,34 kW
855 kWh
111 €
9€
94 €
6€
500 lux
500 lux
Résumé
Source lumineuse
Nombre de lampes/ armature
Durée de vie de la lampe (en h)
Supplément à l'investissement
Balast électronique
Frais de remplacement par lampe
1
13.000
1
20.000
0
8
21
8
Puissance installée
Consommation en énergie/an
Couts de l'énergie/an
Frais de changement de lampes/an
***Bilan énergétique et consommation ***
Consommation en énergie et lampes
Puissance installée (en kW)
Consommation d'énergie par an (en kW)
Nombre de lampes à changer par an
Luminaire
Quantité de luminaires
0,40
1.005
1
0,34
855
1
Niveau d'éclairement
Economie en frais d'exploitation/an
Investissement
Amortissement
20 €
126 €
6,30 ans
6.5 Wirtschaftlichkeit einer Bürobeleuchtung
Conseils: H. BROUIR / D. KRINS
Résumé
Luminaire
Quantité de luminaires
Puissance installée
Consommation en énergie/an
Couts de l'énergie/an
Frais de changement de lampes/an
Total frais d'exploitation/an
Niveau d'éclairement
Economie en frais d'exploitation/an
Investissement
Amortissement
luminaire
6
luminaire
6
0,40 kW
1.005 kWh
0,34 kW
855 kWh
111 €
9€
120
94 €
6€
100
500 lux
500 lux
0€
0€
20 €
126 €
6,30 ans
Amo rtis s e me nt
Calcul pour graphique
Amortissement
années
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
T26 électronique
17,00 €
3,00 €
20,00 €
Frais cummulés investissements et couts
0€
126 €
120 €
226 €
240 €
326 €
360 €
426 €
480 €
526 €
600 €
626 €
720 €
726 €
840 €
826 €
960 €
926 €
1.080 €
1.026 €
1.200 €
1.126 €
1.320 €
1.226 €
1400
Frais cummulés investissements et
couts
Economie
Couts de l'energie
Frais changement de lampes/an
Economie totale
1200
1000
800
T26 FAIBLE
PERTE
600
400
T26
ELECTRONIQUE
200
0
0
1
2
3
4
5
années
6
7
8
9
10