Einfach effizienter

Doch zurück zur Ausgangssituation. Im Herzen Thüringens stellt die Robert Bosch Fahrzeugelektrik Eisenach GmbH Sensoren und Getriebesteuerungen her, die das Autofahren effizienter, sicherer und komfortabler gestalten. Rund 1 800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter arbeiten dort. „Der Kälte- und Wärmebedarf für die Fertigung der High-Tech-Produkte ist ganzjährig hoch. Weil die Energiepreise konstant steigen, hat sich das immer stärker bei den Betriebskosten bemerkbar gemacht“, sagt Steven Börner, Projektleiter Robert Bosch Fe. Eisenach GmbH. Der Kostenspirale wollten die Verantwortlichen entkommen und zugleich auf eine nachhaltigere Art der Wärme-, Kälte- und Kühlwassererzeugung setzen. Das Ziel: die Energieversorgung des Werkes vollständig CO₂-frei zu gestalten.

Die Energie-Experten von Bosch Energy and Building Solutions kennen sich bestens mit der Materie aus. Das Team erarbeitet alternative Konzepte zur fossilen Wärme- und Kälteversorgung, um ohne Kompensationsmaßnahmen CO₂-frei zu werden. So lässt sich auch bestehende Gebäudetechnik wie in Eisenach optimieren. Auftakt des Projektes war eine umfassende Bestandsaufnahme, wie Ronny Zeidler berichtet, Kundenteamleiter Bosch Energy and Building Solutions: „Wärme und Kälte wurden getrennt erzeugt mit großen Temperaturdifferenzen zwischen Wärme- und Kältenetz. Hierfür kamen vorrangig Gaskessel und Kältemaschinen zum Einsatz.“ Der Gasbedarf war hoch, ebenso die Netzverluste. Zudem verzeichnete das Team niedrige Wirkungsgrade der eingesetzten Erzeuger. Positiv dagegen: Am Standort wurde mittels Photovoltaik bereits CO₂-neutral Strom produziert sowie Ökostrom zugekauft.

Auf dieser Basis entwickelten die Energieexperten ein innovatives Konzept für eine optimierte Wärme-, Kälte- und Kühlwasserversorgung des Standorts. Bosch Energy and Building Solutions hatte einen wesentlichen Ansatzpunkt identifiziert: „Am Standort Eisenach entsteht wie in vielen anderen Industriebetrieben Abwärme aus den Prozessen im Werk“, erklärt Jürgen Eckstein, Projektleiter Bosch Energy and Building Solutions. „Die Abwärme aus der Kälteerzeugung wurde bis dato nicht genutzt, dieses Potenzial wollten wir heben.“ So kann eine Wärmepumpe Abwärme im Niedrigtemperaturbereich als Energiequelle für Heizung und Warmwasser verwenden. Ein weiterer Vorteil: Als Kältemaschine stellt die Wärmepumpe bei Bedarf auch Prozess- und Klimakälte bereit. Um die Wärme- und Kälteversorgung zu koppeln, galt es, die Netztemperaturen anzupassen. Denn: Eine Wärmepumpe arbeitet dann am effizientesten, wenn sie das Temperaturniveau der Energiequelle – in dem Fall der Abwärme – nur um wenige Grad anheben oder senken muss. Die Temperatur des Wärmenetzes musste somit runter und die des Kältenetzes hoch.

Der Ansatz hat die Verantwortlichen rundum überzeugt – nach Kostenschätzung und Auftrag startete Bosch Energy and Building Solutions damit, das Konzept umzusetzen. Über mehrere Einzelmaßnahmen wurden die Netztemperaturen angepasst. Das Wärmenetz arbeitet jetzt mit 60/35 °C (Vor-/Rücklauftemperatur) statt mit 80/60 °C. Das Kältenetz im Gegenzug nun mit 10/16 °C statt 6/12 °C. Kritische Verbraucher wurden angepasst und die Rücklauftemperatur so optimiert. Das waren die richtigen Bedingungen für eine neue Großwärmepumpe, die als Herzstück des Systems nun die vorhandenen Komponenten ergänzt. Mit rund 14 Tonnen ist sie ein wahres Schwergewicht in Sachen Effizienz, die Wärmeleistung beträgt 1 400 kW, die Kälteleistung 1 000 kW. Dank ihres hohen Wirkungsgrades muss für den Betrieb nur wenig elektrische Energie eingesetzt werden.

Mit seiner modernisierten Wärme-, Kälte- und Kühlwasserversorgung ist das Werk Eisenach auf dem Stand der Technik. „Die bislang ungenutzte Abwärme wird dem Kältenetz entzogen und für die Wärmeerzeugung verwendet – das deckt nahezu den kompletten Wärmebedarf des Standortes“, betont Ullrich Ziegler, Projektplaner Bosch Energy and Building Solutions. Wärme- und Kälteerzeugung sind so gekoppelt. Für den Wärmepumpenbetrieb kommt der CO₂-neutral produzierte Ökostrom zum Einsatz. Ein weiterer großer Pluspunkt: „Die vorhandenen Gaskessel laufen jetzt nur noch, um Spitzenlasten abzudecken. Beispielsweise im Winter oder wenn mal eine Systemkomponente ausfallen sollte“, sagt Jörg Lämmerhirdt, Facility Management – Robert Bosch Fe. Eisenach GmbH. Der Gasbedarf ließ sich so immens reduzieren: von 8 GWh auf nur noch 0,4 GWh für die Erzeugung von Wärme und von 10 GWh auf 0,5 GWh für die Kälteerzeugung. Über ein Monitoring, in das Daten aus der Gebäudeleittechnik einfließen, haben die Verantwortlichen jederzeit alle Daten im Blick. So lassen sich die Wirkungsgrade der einzelnen Komponenten auch im laufenden Betrieb noch feinjustieren.

Energiekosten sind ein entscheidender Wirtschaftsfaktor. Bosch Energy and Building Solutions unterstützt Anlagenbetreiber aus Industrie und Gewerbe dabei, diese nachhaltig zu senken. Mit innovativen Lösungen bereiten die Experten den Weg zu einer CO₂-freien Energieversorgung. „Unser Konzept zur energetischen Optimierung ist auf Unternehmen jeder Größe übertragbar, in denen zeitgleich viel Wärme und Kälte erzeugt wird“, sagt Kurt Heubl, Key Account Manager Bosch Energy and Building Solutions. Davon profitieren Umwelt und auch Anlagenbetreiber: Allein der niedrigere Gasverbrauch senkt die Kosten um 400 000 Euro pro Jahr. Hinzu kommen Einsparungen von 200 000 Euro durch die neuen energieeffizienten Anlagen wie Wärmepumpe, Kühltürme und dank niedrigerer Netztemperatur im Wärmekreis. Das sind in Summe jährlich 600 000 Euro, die der Standort Eisenach nun in andere Vorhaben investieren kann.