Werk Eisenach Bosch

Bosch hat das Werk Eisenach klimaneutral gemacht. Stromerzeugung durch Photovoltaik sowie eine deutlich höhere Energieeffizienz bei der Wärme- und Kälteerzeugung waren der Schlüssel dazu. Dieses Prinzip lässt sich auch auf Werke anderer Branchen übertragen. (Bild: Bosch)

Vor dem Hintergrund, CO2-Emissionen abzusenken, hat sich Bosch dem Thema 'CO2-neutrale Wärme- und Kälteerzeugung' in den eigenen Werken angenommen. Der Konzern betreibt dazu eine schrittweise Strategie, die Johannes Oltmanns, Projektentwickler Energie- und Ressourceneffizienz bei der Bosch Sicherheitssysteme GmbH am Beispiel des Werks Eisenach genauer erklärt. Der erste und auch leichteste Schritt der CO2-Neutralitätsstrategie seien Kompensationsmaßnahmen wie den Zukauf von Ökostrom. Welche erneuerbaren Energien es gibt und wofür sie sich eignen, lesen Sie in diesem Hintergrundartikel.

"Als nächstes geht es um den Aspekt 'New Clean Power' - also den Einsatz von erneuerbarem Strom am Standort oder standortnah sowie um das Thema Energie-Effizienz lokal vor Ort. Dazu gibt es im Werk Eisenach das Projekt 'Auf dem Weg zu Zero Emissions'. In dem Werk werden Sensoren und Getriebesteuerungen hergestellt, in dem es viel Reinraumflächen mit ganzjährig hohem Kälte- wie auch Wärmebedarf gibt", erläutert Oltmanns.

Zu Beginn des Projektes wurde das Werk laut Oltmanns noch mit Erdgas versorgt, wobei ein größerer Teil des Energiebedarfs auf elektrischen Strom entfiel.

Johannes Oltmanns Bosch
(Bild: Bosch)

"Wir haben den Verbrauch an Erdgas pro Jahr von vormals zehn Gigawattstunden auf 500 Megawattstunden reduziert. Gleichzeitig haben wir die PV-Leistung von circa 1,8 auf jetzt 6,5 Gigawattstunden ausgebaut", sagt Johannes Oltmanns, Projektentwickler Energie- und Ressourceneffizienz bei der Bosch Sicherheitssysteme GmbH.

Emissionsquellen identifizieren und eliminieren

Strom lässt sich einfach über Öko-Einkauf CO2-neutral bestellen, für das Gas als verbleibende Emissionsquelle müsste laut Oltmanns eine andere Lösung her. "Eine Möglichkeit wäre Biogas, allerdings ist das nicht die Lösung, um die Industrie im großen Stil zu dekarbonisieren. Eine gute Option wäre Wasserstoff – was aus unserer Sicht aktuell aber noch nicht die Marktreife erreicht hat", beschreibt Oltmanns. Bosch habe sich für ein anderes Konzept entschieden.

"Denn es gibt erprobte Technologien, aus denen man Wärme und Kälte aus Strom bereitstellen kann. Die erste Option wäre die Widerstandsheizung, die aber thermodynamisch gesehen hohe Effizienzverluste hat. Die zweite Option wäre Wärme beziehungsweise Kälte getrennt zu erzeugen - durch jeweils eine Kältemaschine und eine Wärmepumpe", skizziert Oltmanns auf. In der Einzelbetrachtung sei dies sehr effizient, aber in der Gesamtbetrachtung auch nicht die beste Lösung.

Mit dieser Strategie schafft Bosch die Klimaneutralität

"Die beste Option ist die gekoppelte Erzeugung von Wärme und Kälte. Der Kältebedarf stellt die Wärmequelle für eine Wärmepumpe bereit und die Wärmepumpe erhöht das Temperaturniveau, so dass diese Wärme nutzbar wird", verdeutlicht Oltmanns. In der Praxis handelt es sich um einen Kreislauf, der wie folgt aussieht: "Aus dem Werk wird die Abwärme über das Kältenetz entzogen - bei einer höheren Temperatur als bisher. Über die mit CO2-neutralem Strom betriebene Wärmepumpe wird das Temperaturniveau angehoben und wir kommen mit der Wärme ins Wärmenetz, in dem wir auch eine signifikante Reduzierung der Temperatur erreicht haben - von zuvor 80/60 Grad auf jetzt 60/35 Grad. Dadurch haben wir eine effizientere Nutzung auf beiden Seiten erzielen können, da weniger Energie bei zusätzlich höherem Wirkungsgrad eingesetzt werden muss", freut sich Oltmanns.

Maßnahmen zur Optimierung von Netztemperaturen

Implementierung Temperaturmonitoring auf Ebene der einzelnen Verbraucher:

  • Hydraulischer Abgleich der Netze
  • Hydraulische Entkopplung von Heizkreisen & Nachrüstung von Regelgruppen (geregelte Pumpen & Regelventile)
  • Schließen von Überströmungen an Heizkreisverteilern
  • Bei Bedarf Umrüstung von Hochtemperatur- auf Niedertemperatur-Verbraucher (zum Beispiel von Umlufterhitzern auf Deckenstrahlplatten, Erweiterung Heiz-/Kälteregister)

Kälte- und Wärmeerzeugung: Temperaturniveaus reduzieren als Schlüssel zur Effizienz

Dabei unterstreicht Oltmanns einen ganz wichtigen Aspekt: "Wir mussten vor Ort die einzelnen Lüftungsanlagen, statischen Heizungen und weitere Verbraucher betrachten, um zu erkennen, wie wir zu den niedrigeren Temperaturniveaus im Heizwärmenetz und zum Anheben im Kältenetz kommen. Nur so konnten wir das System nicht nur CO2-neutral sondern auch energieeffizient gestalten. Es ist ganz wichtig, die Temperaturniveaus zu reduzieren, denn erst dann habe ich umso mehr Möglichkeiten, Energieformen - auch erneuerbare Energien – zu nutzen."

Das sind die größten Vorteile für Bosch

In Wärmenetzen kann Bosch laut Oltmanns die Abwärme zum Beispiel aus Härteöfen oder Druckluftkompressoren besser nutzen. "Im Kältenetz können wir durch die angehobenen Temperaturen über einen längeren Zeitraum Freikühlung über Kühltürme nutzen und somit auch bessere Wirkungsgrade erzielen. Insgesamt können wir durch die Anpassung der Netztemperatur gekoppelte Erzeugung realisieren und damit alles CO2-neutral umsetzen", verdeutlicht Oltmanns.

Übertragbarkeit auf andere Standorte

Das Konzept ist für viele Standorte geeignet:

  • Maschinenbau, Automobil, Kunststoff mit großem Wärme-/Kältebedarf
  • Niedriger Temperaturunterschied zwischen Wärme- und Kältenetz: Vorlauftemperatur Wärme <80°C/Prozesskältebedarf >0°C
  • Gleichzeitiger Bedarf an Wärme und Kälte
  • Mehrschichtige Produktion

Strombasierte gekoppelte Wärme-und Kälteerzeugung ist eine zukunftsorientierte Lösung zur nachhaltigen & CO2-neutralen Energieversorgung von Industriebetrieben.

Das besagt die Endabrechnung für das Bosch-Werk in Eisenach

Letztendlich rechnet Oltmanns das Ergebnis vor: "Wir haben den Verbrauch an Erdgas pro Jahr von vormals zehn Gigawattstunden auf 500 Megawattstunden reduziert. Gleichzeitig haben wir die PV-Leistung von circa 1,8 auf jetzt 6,5 Gigawattstunden ausgebaut." In Summe werde der Wärmebedarf durch die Abwärme im Werk gedeckt, die Spitzenlastkessel seien nur noch für die Realisierung von Redundanz in Betrieb und der Strom komme aus Erneuerbaren Energien. "Wir sehen nicht nur für unsere Werke Anwendungsfälle, sondern in der Industrie auch überall dort, wo Energie sowohl für Wärme als auch für Kälte gebraucht wird – und zwar gleichzeitig", schließt Oltmanns.

Alles Wissenswerte zum Thema CO2-neutrale Industrie

Sie wollen alles wissen zum Thema CO2-neutrale Industrie? Dann sind Sie hier richtig. Alles über den aktuellen Stand bei der klimaneutralen Industrie, welche technischen Innovationen es gibt, wie der Maschinenbau reagiert und wie die Rechtslage ist erfahren Sie in dem Beitrag "Der große Überblick zur CO2-neutralen Industrie".

Um die klimaneutrale Industrie auch  real werden zu lassen, benötigt es regenerative Energien. Welche Erneuerbaren Energien es gibt und wie deren Nutzen in der Industrie am höchsten ist, lesen Sie hier.

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