Energie mit Köpfchen sparen

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Energie sparen in Gewerbe- und Industrieparks. Eine neue Planungssoftware hilft Gewerbe- und Industrieparks energetisch zu verknüpfen. So kann Prozesswärme im Verbund genutzt und abgestimmt werden. Die Software sOptimo erschließt so Synergieeffekte und spart Energie. Doch wie funktioniert sie genau?


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Eine neue Planungssoftware hilft, die Betriebe im Chemiepark Knapsack energetisch zu verknüpfen. So können Prozessabwärme im Verbund genutzt und weitere Synergieeffekte erschlossen werden. © InfraServ

Vernetzt Energie sparen

Ein Industriepark vereinigt in der Regel einen branchenübergreifenden Mix an Betrieben. Abhängig von ihrer jeweiligen Produktion unterscheiden sich deren Ansprüche an die Energieversorgung. Während beispielsweise in der metallverarbeitenden Industrie Wärme im Bereich von vielen hundert Grad Celsius benötigt wird, liegt das Temperaturniveau des Wärmebedarfs in der Ernährungsindustrie häufig unterhalb von hundert Grad Celsius. Betriebe in direkter Nachbarschaft können die Abwärme aus solchen Prozessen nutzen.

In einem Industriepark ist es möglich, viele Energieversorgungssysteme und Verbraucher der eng benachbarten Firmen zu vernetzen und Prozesse zu koppeln. Durch Ausgleichs- und Synergieeffekte zwischen den verschiedenen Unternehmen lassen sich höhere Effizienzgewinne erreichen als durch eine separate Optimierung der einzelnen Anlagen. Daher werden Industrieparks häufig von einem zentralen Standortbetreiber mit Energie versorgt.

Eine neu entwickelte Software soll Planer und Betreiber dabei unterstützen, diese Effizienzpotenziale zu erschließen. Bei der von Forschern und Praktikern im Projekt „Strukturoptimierung der Energieversorgung von Industrieparks – sOptimo“ gemeinsam erarbeiteten Software stehen die Energieformen Strom, Wärme und Kälte im Mittelpunkt der Betrachtungen. Durch Programmergänzungen können künftig weitere Komponenten wie beispielsweise die Druckluftversorgung einbezogen werden.

Mit Hilfe der neuen Software lassen sich sowohl die Umstrukturierung beziehungsweise Erweiterung bestehender als auch eine integrierte Energieversorgung von neuen Standorten planen. Hierbei ist das Ziel, auch für sehr komplexe Industriestandorte mit einer unüberschaubaren Vielfalt an Kombinationen und Auslegungen von Versorgungsvarianten eine optimale Struktur zu erhalten. Mit der Software wird es bereits in einer frühen Planungsphase möglich, mit geringen Investitionskosten die Energieeffizienz aller Anlagen zu optimieren und Stoff- und Energieströme sinnvoll zu koppeln, zum Beispiel durch die Nutzung von Abwärme.

Die Software berücksichtigt verschiedene Energieformen wie elektrische Energie sowie Wärme und Kälte auf unterschiedlichen Temperaturniveaus. Sie bildet unterschiedliche Erzeugervarianten ab, wie zum Beispiel Kessel, Blockheizkraftwerke (BHKW) oder Kältemaschinen. Zusätzlich werden die Kosten für die Verlegung von Leitungstrassen bei der Neuerrichtung von Anlagen berücksichtigt.

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Schematische Darstellung eines Versorgungsnetzwerks im Programm TOP-Energy. © Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik e. V.

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Darstellung der Superstruktur eines Energieversorgungssystems. Das blaue Netz stellt das Warm-/Kaltwassersystem dar, das rote die Stromversorgung. © RWTH Aachen

Eine Software die Einsparpotenziale erschließt

Die neue Software liefert Vorschläge für die Auslegung von Komponenten, Bauteilen und Anlagen. Außerdem errechnet sie Kriterien für die Bewertung der verschiedenen Varianten, zum Beispiel über Investitions- und Betriebskosten, Kapitalwert sowie CO2-Emissionen. In die Berechnung fließen unter anderem die Lastgänge der unterschiedlichen Verbraucher, die Energiesystemstruktur, die Topographie sowie eine Technologiedatenbank der einsetzbaren Komponenten ein.

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