Pro Jahr stehen in Deutschland laut einer Studie des Instituts für ZukunftsEnergie- und Stoffstromsysteme (IZES)¹ rund 226 TWh potenziell nutzbare Abwärme aus Industrieprozessen zur Verfügung. Aufgrund des niedrigen Temperaturniveaus oder fehlender Anwendungsmöglichkeiten lässt sich diese jedoch häufig nicht nutzen.

Situation vor Ort

Die DMK GmbH gehört mit rund 7.800 Mitarbeitenden europaweit zu den führenden Unternehmen der Milchwirtschaft und ist mit über 5.600 Landwirten Deutschlands größte Molkereigenossenschaft. Im Kontext der systemischen und nachhaltigen Optimierung aller Standorte wurde die vorliegende Energieeffizienzmaßnahme für den Standort Edewecht erarbeitet, an dem Käse, Molkenkonzentrat, Molkenpulver und Butter hergestellt werden. Der Produktionsstandort umfasst dabei drei Käsereien und eine Butterei sowie die Molkenkonzentrat- und Molkenpulverherstellung. Zudem werden in den Produktionsbereichen die Reinigungsanlagen (CIP – cleaning in place) zur Gewährleistung lebensmittelsicherheitstechnischer Anforderungen betrieben. In Edewecht werden jährlich rund eine Mrd. kg Rohmilch verarbeitet.

Bisher wird der Wärmebedarf der Verbraucher über ein standortweites Leitungssystem mit Frischdampf gedeckt. Die Dampferzeugung erfolgt dabei im Wesentlichen über eine Gas- und Dampfturbinen-Anlage (GuD-Anlage). Molkereitypisch erfolgt die Kälteversorgung der Prozesse über zentrale Eiswassersysteme. Hierfür werden zwei Ammoniak (NH3)-Kompressionskälteanlagen betrieben. Der Wärmebedarf aller Produktionsprozesse wird derzeit unabhängig voneinander und unidirektional aus dem zentralen Versorgungssystem der Dampferzeugung bedient. Eine Verknüpfung der Wärmesenken mit am Standort vorhandenen Wärmequellen fand bislang nur in geringem Umfang statt. Dies liegt insbesondere an der vollständig dampfbasierten Wärmeversorgung der Prozesse, die einer effektiven Nutzung der vorhandenen Abwärmepotenziale sowie dem Einsatz von Sektorkopplungstechnologien, wie z. B. Wärmepumpen, entgegenstehen.

Das Energieeffizienzprojekt

Ziel des im Förderwettbewerb Energieeffizienz geförderten Projektes ist die Realisierung einer standortweiten Abwärmenutzung und einer intelligenten Verknüpfung von Wärmequellen und Wärmesenken. Ein zusätzlicher Wärmespeicher mit einem Volumen von ca.-circa 300 m³ wird zum zentralen Bestandteil des neuen Systems und dient zum Ausgleich des asynchronen Bedarfs- und Angebotsverlaufs der Abwärme.
Zudem ermöglicht der Speicher die Realisierung eines zentralen, vollautomatisierten Wärmemanagement- und Dispositionssystems.

Die wesentlichen Ansätze zur Hebung der vorhandenen Energieeffizienzpotenziale sind:

• die Umstellung der Produktionsprozesse von Dampfnutzung auf Warmwassernutzung und die damit verbundene Möglichkeit der Abwärme-Nutzung auf unterschiedlichen Temperaturniveaus,
• die Installation eines großvolumigen Wärmespeichers mit der Möglichkeit, Wärme zwischen unterschiedlichen Temperaturniveaus zu verschieben und
• die Integration von weiteren Abwärme-Quellen aus der Kälteerzeugung.

Somit können die extern bezogenen Strom- und Erdgasmengen des Unternehmens deutlich reduziert und die Energiekosten gesenkt werden. Insgesamt kann durch das Abwärmenutzungskonzept die CO2-Emmission um ca. 5.000 t CO2 pro Jahr reduziert werden.

Zitat:

„DMK hat sich zu einem nachhaltigen unternehmerischen Handeln im Einklang mit Mensch und Umwelt und einer verantwortungsvollen Milcherzeugung bekannt. Hierfür wurde beispielsweise das Nachhaltigkeitsprogramm DMK 2020 ins Leben gerufen. Die vorliegende Maßnahme ist insbesondere aus Gründen der Energieeffizienz geplant, konnte jedoch in der Vergangenheit aufgrund der hohen Kosten gegenüber anderen Maßnahmen keine Umsetzung erfahren. Mithilfe der Förderung können wir das Projekt umsetzen und innovative Technologien zur Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung am Standort Edewecht einsetzen“,

so Lars Dammann, Head of Environment, Health, Safety and Security Department bei DMK.

Aufgrund der bevorstehenden Energiekostensteigerungen und der Förderung für die Effizienzmaßnahme ist das Projekt auch hinsichtlich der Amortisation für DMK attraktiv.

Das Projekt wird im Zeitraum zwischen September 2020 und August 2023 umgesetzt.

DMK zeigt mit seiner standortweiten Energieeffizienzmaßnahme, wie große Effizienzpotenziale und somit CO2-Einsparungen auf systematische und umfassende Art erschlossen werden können und wurde dafür von der Deutschen Energie-Agentur (dena) als Leuchtturm-Projekt aus der Industrie ausgewählt. Weitere Informationen zu den „Industrie-Leuchtturm-Projekten“ stehen unter www.co2-leuchttuerme-industrie.de/startseite zur Verfügung.

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¹ IZES (Institut für ZukunftsEnergie- und Stoffstromsysteme), Abwärmenutzung – Potentiale, Hemmnisse und Umsetzungsvorschläge 11.14 – 07.15