Energieaudit und Buchhaltung
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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