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Stahlhart aber energieeffizient

Die Gewinde Ziegler AG produziert im Solothurnischen Horriwil Gewinde jeglicher Art. Der Produktionsprozess ist energieintensiv, hohe Energiekosten sind Teil des Geschäfts. Um dem entgegenzuwirken, schraubt der Familienbetrieb in Zusammenarbeit mit der EnAW kontinuierlich an der Energieeffizienz. Ein gutes Beispiel dafür, wie einfache Betriebsoptimierungen und gezielte Investitionen Grosses bewirken.

Stromintensives Geschäft: Die Gewinde Ziegler AG setzt in Zusammenarbeit mit der EnAW auf Betriebs- und Prozessoptimierung.

Drehen, Härten, Schleifen: Die Gewinde Ziegler AG produziert in Horriwil massangefertigte Gewinde und Spindeln in sämtlichen Grössenausführungen für die ganze Welt. Ob für den Hydraulikersatz in der Wasserkraft, für Schleusen oder grosse Wellen für Verlader und Schiffe – die Produkte, die die Gewinde Ziegler verlassen, finden eine breite Anwendung. Reto Ziegler führt den Familienbetrieb mit rund 80 Mitarbeitenden in dritter Generation. Seine Unternehmensphilosophie? Stete Weiterentwicklung. «Wir sind sehr entscheidungsfreudig und offen gegenüber neuen Prozessen», sagt Ziegler. Entsprechend ist der Betrieb seit der Firmengründung im Jahr 1932 stetig gewachsen. Als neuster Zuwachs kam 2014 die Härterei dazu. 2019 realisierte das Unternehmen den Neubau der Härterei. Seither können alle Prozesse inhouse durchgeführt werden.

Stromintensives Geschäft

«In unserer Härterei können wir nun bis zu zehn Meter lange Wellen bei bis zu 1100 Grad Celsius hängend bearbeiten», so der Geschäftsführer. Das sei ziemlich exklusiv. Denn die Härterei, also die wärmetechnische Veredelung eines Wertstoffes, bieten heute in der Schweiz nicht mehr so viele Firmen an. Was exklusiv ist, ist aber auch stromintensiv: «Die Härterei braucht grosse Energiemengen», weiss Daniel Kaufmann. Er ist für das Qualitätsmanagement zuständig und arbeitet seit vielen Jahren im Betrieb. «Wir betreiben nur einen kleinen Teil unserer Anlagen mit Gas, der Rest ist elektrisch betrieben.» Strom spielt also die Hauptrolle. Energetische Herausforderungen gebe es immer, sagt Ziegler. «Da unser Betrieb aber sehr stromintensiv ist, bereitet mir die Zukunft im Hinblick auf die Stromversorgung gerade etwas Sorgen», gibt der Geschäftsführer zu.

«Wir sind zwar Grossverbraucher, aber ein kleines Unternehmen. Die Unterstützung der EnAW ermöglicht uns ein sinnvolles Energie-Management.»

Daniel Kaufmann, Qualitätsmanagement Gewinde Ziegler AG

Geschätzte Zusammenarbeit

«Grundsätzlich sind wir alle zum Energiesparen erzogen worden», so Ziegler. Die Umsetzung während des laufenden Tagesgeschäfts kann aber ganz schön herausfordernd sein. «Wir sind zwar Grossverbraucher, aber ein kleines Unternehmen. Da ist es nicht immer ganz einfach, alles unter einen Hut zu bringen», weiss Kaufmann. Hier kommt die EnAW ins Spiel. Im Rahmen der CO2-Abgabe wurde das Unternehmen auf das Angebot der EnAW aufmerksam. «Die EnAW ist für uns der sachdienliche Weg, um die politischen Anforderungen zu erfüllen», so Kaufmann. Dank der EnAW habe man den Fokus auf das Energie-Management geschärft.

Stetige Optimierung als Erfolgsrezept

In der Zielvereinbarung sind 26 Massnahmen festgehalten. «Davon hat die Gewinde Ziegler in den letzten fast zehn Jahren diverse umgesetzt», weiss der EnAW-Berater Michael Grässle. Darunter sind auch viele Betriebsoptimierungsmassnahmen, so zum Beispiel die Abwärmenutzung der Druckluftkompressoren oder die Abwärmenutzung der Kältemaschinen. Allein durch die Umsetzung dieser Massnahmen spart die Gewinde Ziegler pro Jahr rund 60 Tonnen CO2 ein. Aber auch Optimierungen an Heizung- und Kälteerzeugung, der Ersatz und die Optimierung der Drucklufterzeugung, der Beleuchtungsersatz oder die Installation von Zeitschaltuhren und Bewegungsmeldern bei Lüftung und Beleuchtung verbessern die Energiebilanz in Horriwil. «Wir sind dem gesetzten Ziel jedes Jahr etwas vorausgeeilt», sagt Kaufmann nach einem Blick in die Unterlagen. «Das ist nicht zuletzt auch den kleineren Massnahmen zu verdanken.»

Weg vom Gas

Aktuell ist die Firma daran, eine Wärmepumpe zu installieren. Damit wird eine der grösseren, noch offenen Massnahmen in der gemeinsamen Zielvereinbarung mit dem Bund umgesetzt. «Dadurch, dass die Wärme dem Heizungsnetz zugeführt wird, spart die Gewinde Ziegler eine Menge Erdgas», erklärt Grässle. Konkret wird die neue Wärmepumpe pro Jahr rund 340 Megawattstunden Erdgas ersetzen. Das entspricht fast 70 Tonnen CO2. Bei der Umsetzung werde in einem ersten Schritt das Kältewassernetz der Prozesskühlung als Quelle genutzt. In weiteren Ausbauschritten können dann laufend neue Wärmequellen zur Verfügung gestellt werden. «Da der Betrieb selbst wächst und auch weitere Gebäude in der Umgebung mit Wärme versorgt werden können, steigt auch das Potenzial, das mit der neuen Wärmepumpe abgedeckt werden kann», so der EnAW-Berater.

«Die Betriebs- und Prozessoptimierungen machen sich nicht nur beim Energieverbrauch bemerkbar, sondern auch in der Firmenkasse. Das ist ein wichtiger Vorteil.»

Reto Ziegler, Geschäftsführer Gewinde Ziegler AG

Erfreuliche Einsparungen

Doch die Energieeinsparungen sind nicht der einzige Vorteil: «Als Familienbetrieb freut es uns natürlich, wenn wir dank dem Energiesparen weniger Geld für die Herstellung unserer Produkte ausgeben», betont Ziegler. «Gerade jetzt, wo Energiekosten einen grossen Stellenwert haben, macht es umso mehr Sinn, an den richtigen Schrauben zu drehen», ergänzt er. Deshalb strebt die Gewinde Ziegler in Zusammenarbeit mit dem EnAW-Berater auch in Zukunft eine laufende Optimierung der Prozesse an. «Energiesparen lohnt sich finanziell und ist in der heutigen Zeit einfach wichtig und richtig», summiert Ziegler.

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Weitere Informationen

Die Produkte von Bell lassen sich aus den Regalen unserer Supermärkte kaum wegdenken. Grillbegeisterte, Hobby-Köche, Gourmets – für alle ist etwas dabei. Bell wurde vor mehr als 150 Jahren als kleine Metzgerei in der Basler Innenstadt gegründet.

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Aus Liebe zur Tradition seit 1869

Die Produkte von Bell lassen sich aus den Regalen unserer Supermärkte kaum wegdenken. Grillbegeisterte, Hobby-Köche, Gourmets – für alle ist etwas dabei. Bell wurde vor mehr als 150 Jahren als kleine Metzgerei in der Basler Innenstadt gegründet. Heute ist das Unternehmen die Nummer Eins auf dem Schweizer Fleischmarkt und ein bedeutender Anbieter von Charcuterie-Spezialitäten und Geflügelprodukten in Europa.

Themen rund um Nachhaltigkeit stehen bei Bell nicht erst seit heute auf dem Plan. Die Produktqualität, das Tierwohl sowie der Ressourcenverbrauch spielen ebenso eine wichtige Rolle wie Engagements in Sachen Klima- und Umweltschutz oder gegenüber der Gesellschaft. Die Bell Schweiz AG rezykliert heute ungefähr 86 Prozent seiner Abfallstoffe. Ein grosser Teil der Nebenprodukte, die nicht für die menschliche Ernährung geeignet sind, wird in der Pet-Food-Industrie zu Tiernahrung weiterverarbeitet. Andere biologische Reststoffe werden zu Biogas oder zu Biodiesel umgewandelt. Aber auch bei den Produktionsprozessen wird auf nachhaltige Methoden Wert gelegt.

Abwärme klug genutzt

Im Geflügelverarbeitungsbetrieb in Zell bei Luzern wurden bereits im Zeitraum von 2010 bis 2015 verschiedene Projekte zur Abwärmenutzung umgesetzt, sodass im Jahr 2015 rund 50 Prozent des Wärmebedarfs durch Abwärme gedeckt werden konnte. 2016 folgte mit Unterstützung der EnAW eine ausführliche Pinch-Analyse. Daraus erfolgte die Installation einer Hochdruckwärmepumpe – eine nicht nur nachhaltige, sondern auch wirtschaftlich sinnvolle Massnahme, wie Dominik Elsasser, Betriebsleiter am Standort Zell, betont. Darüber hinaus wird ab 2022 mit der überschüssigen Abwärme auch das Schulhaus und die Turnhalle der Gemeinde Zell mit der nötigen Wärmeenergie versorgt.

Filtern statt verbrennen

Veränderungen im Energiebereich anzustossen braucht Mut und Köpfchen. So zeigte die Nachfrage nach Convenience-Food seitens der Konsumentinnen und Konsumenten in den letzten Jahren steil nach oben, was Bell aus energetischer Sicht vor neue Herausforderungen stellte. Denn die Luft, die von den Fritteusen aufsteigt, muss gereinigt werden, bevor diese in die Umgebung gelangt. Die damit verbundene konventionelle Methode der thermischen Nachverbrennung war durch den enorm hohen Energie- und damit auch Heizölverbrauch teuer und wenig nachhaltig. Ein neues Filtersystem schaffte hier als effiziente Reinigungsmöglichkeit Abhilfe. Diese Massnahme, kombiniert mit weiteren Optimierungen sowie der Installation einer Hochdruckwärmepumpe ermöglicht es Bell heute rund 300 000 Liter Heizöl pro Jahr einzusparen. Ein Erfolg, der das Unternehmen einen guten Schritt weiter in Richtung Netto-Null-Ziel bringt – und sich auszahlt.

WEITERE INFORMATIONEN

«Alles ausser gewöhnlich». Diesem ambitionierten Anspruch hat sich die Franke Gruppe verschrieben – und das mit Erfolg.

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Hoch hinaus

«Alles ausser gewöhnlich». Diesem ambitionierten Anspruch hat sich die Franke Gruppe verschrieben – und das mit Erfolg. Die Produkte von Franke begleiten uns den ganzen Tag hindurch, sei es Zuhause in der Küche, im Restaurant, beim Bäcker oder an der Tankstelle. Damit der Ort des Genusses, der Erholung, der Gespräche, des Zusammenseins auch «aussergewöhnlich» ist, arbeitet Franke ständig an neuen, qualitativ hochstehenden, innovativen und auch nachhaltigen Lösungen. Kein einfacher Weg, weiss Bruno Triet, Geschäftsführer der Franke Schweiz AG am Standort Aarburg. Ein «grünes Herz» allein reicht nicht, denn zum Schluss müssen sich die Massnahmen auch rechnen. Mit der Expertise der EnAW tun sie das auch.

Eine Strategie ohne Scheuklappen

Nachhaltigkeit ist bei Franke in der Konzernstrategie tief verankert. Denn Franke nimmt in Sachen Energieeffizienz und CO2-Ausstoss nicht nur die eigene Produktion, sondern auch die der Lieferanten umfassend unter die Lupe. Dies unter ständiger Berücksichtigung des Kundennutzens. Triet weiss, dass es ohne einen verantwortungsvollen Umgang mit Ressourcen heute nicht mehr geht. Weder auf dem Markt, noch beim Personal. Wer hier das Richtige tut, profitiert.

Mit einer Massnahme CO₂-neutral

Ein sehr gutes Beispiel für die Nachhaltigkeitsbestrebungen von Franke ist der Hauptsitz im aargauischen Aarburg. Mit 60 umgesetzten Effizienzmassnahmen glänzt das weltweit tätige Unternehmen hier bereits. Zu den Bedeutendsten zählt in puncto Heizung sicherlich der Umstieg von Gas auf Holzschnitzel. Mit dieser Massnahme wurde Franke in Aarburg im Heizen CO2-neutral und spart Jahr für Jahr über eine halbe Million Franken an Energiekosten ein. Durch eine effiziente Abwärmenutzung kann darüber hinaus die nahe gelegene Wohnüberbauung «Stadtblick» mit überschüssiger Abwärme versorgt werden. Ein Gesamtergebnis, mit dem Triet durchaus zufrieden ist und Franke in Sachen Netto-Null zu einer wahren Erfolgsgeschichte werden lässt.

WEITERE INFORMATIONEN

Die Forbo-Giubiasco SA hat ihren CO2-Ausstoss seit 2012 halbiert. Mit Effizienzmassnahmen, Prozessanpassungen und dem Anschluss an ein Fernwärmenetz.

Bruno Guidotti (links), Geschäftsführer der Forbo Giubiasco SA, und EnAW-Berater Walter Bisang (rechts) erarbeiten gemeinsam besonders erfolgreiche Massnahmen.

Wie ein Teig: Die zunächst auf 180 Grad Celsius erhitzte Bodenbelag-Masse wird nach dem Walzen abgekühlt.

Schweissschnüren mit der gleichen Farbe und passend zum Bodenbelag werden verwendet, um die Zwischenräume zwischen den Bodenbelag-Platten zu schliessen. Perfekte Hygiene und pflegeleicht.

Die in Giubiasco hergestellten ableitfähigen und isolierenden Platten werden in der Elektro- und Elektronikindustrie auf der ganzen Welt eingesetzt.

Wie muss ein Bodenbelag sein, damit er in Laboren, radiologischen Bereichen oder in der Elektro- und Elektronikindustrie eingesetzt werden darf? Er muss gleichzeitlich ableitfähig und isolierend sein, sowie statische Entladungen verhindern, um die Personen zu schützen, die beim Kontakt mit spannungsführenden Teilen Gefahren ausgesetzt sind. Nebst der Personensicherheit als zentrales Verkaufsargument ist auch die Wahrung der Produktequalität von empfindlichen Elektrogeräten von essenzieller Bedeutung. Diese könnte bei einer statischen Entladung massgeblich beeinträchtigt werden. Die Expertise von Forbo-Giubiasco liegt genau in der Anfertigung solcher Spezialböden. Hier am Standort Giubiasco im Tessin werden Bodenbelag-Platten mit den passenden Schweissschnüren, Ecken, Rampen und Sockelleisten hergestellt. Und zwar für die ganze Welt.

Qualität = Swissmade

Colorex heisst der porenfreie, pflegeleichte High-Tech-Vinylboden. Er erfüllt höchste Hygieneansprüche bis hin zur Reinraumtauglichkeit. Er muss gegenüber elektrischen Spannungen, die von Geräten ausgehen, isolierend und gleichzeitig antistatisch sein. Besonders im Winter und bei trockener Luft kann es durch Reibung von Kleidern oder Schuhen zu Funkenentladungen kommen, wenn sich die Bodenbeläge statisch nicht entladen. Hier darf man keine Risiken eingehen – niemand auf der Welt. So beliefert das Tessiner Unternehmen Kunden in Amerika, Asien und Europa. Dabei gehe es in erster Linie um Vertrauen, erklärt Bruno Guidotti, Geschäftsführer und promovierter Chemiker der Forbo-Giubiasco SA. Aber wie wird ein solches Produkt hergestellt und wo liegen dabei die energieintensivsten Produktionsschritte?

Es ist ein ewiges Hin und Her zwischen heiss und kalt.

Bruno Guidotti, Geschäftsführer der Forbo-Giubiasco SA

Wie beim Backen

«Stellen Sie sich vor, Sie backen einen Zopf», beginnt Guidotti zu erklären. Zu Beginn des Prozesses erhält das Unternehmen die Rohmaterialien in Pulverform. Diese werden zunächst im vierstöckigen Mischturm dosiert und gemischt. Der ganze Prozess läuft vollautomatisch und wird vom Kontrollraum aus gesteuert und ständig überwacht. Am Ende des Mischvorganges entsteht durch das Erhitzen der Grundmasse auf 180 Grad Celsius eine heisse, homogene und verarbeitbare Masse. «Der Teig sozusagen», schmunzelt Guidotti. Anschliessend wird diese heisse Masse mithilfe von Kalanderwalzen zu einem endlosen Band ausgewalzt und kühlt an der Luft ab. In einem nächsten Schritt wird dieses Band zu kleinen, viereckigen Chips zerschnitten. Mit einer schwarzen Flüssigkeit auf Russbasis werden diese Chips anschliessend beschichtet. Die schwarze Flüssigkeit besteht aus leitfähigem Material und sorgt dafür, dass die Böden am Ende antistatisch werden. Mit hohem Druck – ganzen 45 Kilogramm pro Quadratzentimeter – werden die Chips in einem grossen Ofen erneut erhitzt, zu Fladen gepresst und anschliessend längs gespaltet. Was danach passiert, ist die Oberflächenbehandlung, die aus Schleifen, Bürsten und Glätten besteht, bevor die Platten in den Entspannungsofen gelangen, in dem sie zuerst erwärmt und anschliessend gekühlt werden. Am Ende des Prozesses werden die Platten auf Mass gestanzt, akribisch kontrolliert, palettiert und zum Versand vorbereitet.

Mit kleinen Massnahmen Grosses bewirken

«Es ist ein ewiges Hin und Her zwischen heiss und kalt», sagt Guidotti über den Produktionsprozess. Und das sei eigentlich immer energieintensiv. Für die gesamte Produktion benötigt die Forbo-Giubiasco SA eine grosse Menge an thermischer Energie. Seit über neun Jahren ist die Grossverbraucherin deshalb nun schon Teilnehmerin im Energie-Modell der EnAW und folgt damit unter anderem ihrem weltweiten Motto «Creating Better Environments». Seitdem haben Guidotti und EnAW-Berater Walter Bisang schon viel erreicht. Nämlich beispielsweise mit der Umsetzung von Effizienzmassnahmen. Nicht nur die Knet- und Schmelzmaschine, sondern auch die grosse Presse werden durch Thermoöl beheizt. Früher ging viel von dieser Prozesswärme aufgrund wenig Isolierung einfach verloren. Heute sind die Maschinen komplett mit Isoliermatten bestückt und die wärmeführenden Röhren optimal gedämmt. Die Wärme bleibt so vermehrt im Prozess und Forbo spart damit ganze 70 000 Liter Heizöl pro Jahr. «Natürlich müssen Massnahmen, die wir im Sinne der Umwelt umsetzen auch wirtschaftlich interessant sein», so Guidotti. Mit einer Payback-Zeit von knapp drei Jahren haben sich diese Effizienzmassnahmen aber bereits alle Male gelohnt

Wir schauen einer treibhausgasfreien Zukunft optimistisch entgegen.

Bruno Guidotti, Geschäftsführer der Forbo-Giubiasco SA

Genau hinschauen lohnt sich

Wer nach klassischen Effizienzmassnahmen einen Schritt weitergehen will, schaut sich die Prozesse an. Beispielsweise mit einer Pinch-Analyse. «Bei der Pinch-Analyse geht es darum, alle Prozesse grundsätzlich zu hinterfragen», erklärt Bisang. Und genau das hat die Forbo-Giubiasco SA 2012 und 2014 gemacht. So auch beim Entspannungsofen, der am Ende der Produktion steht und bei dem der Energieverbrauch hauptsächlich von der Temperatur im Innern des Ofens bestimmt wird. «Es stellte sich die Frage, ob die eingesetzte Erhitzungstemperatur notwendig war», erinnert sich Bisang.  Auch wurde die Menge der benötigten Zuluft und Abluft in den einzelnen Bereichen sowie die absoluten Höhen der Temperaturen hinterfragt. Nach Anpassungen bei den Luftmengen wurde die Temperatur in kleinen Schritten zurückgefahren und die resultierende Produktequalität genauestens verfolgt. Das Resultat: Wo früher Temperaturen von 110 Grad Celsius zum Aufheizen der Platten nötig waren, braucht es heute nur noch 60 Grad Celsius – und das bei gleichbleibender Produktequalität. Damit spart Forbo eine beträchtliche Menge an Heizöl ein. Aber nicht nur das. «Jetzt, wo wir nur noch 60 Grad Celsius brauchen, sind wir dabei zu prüfen, ob wir hier nicht ganz auf Thermoöl verzichten und die nun niedrigeren Temperaturen im bestehenden Ofen vielleicht sogar mit Heisswasser sicherstellen können», erklärt Guidotti. Und zwar über den Warmwasserkreis, der bei Forbo neben dem Thermoölkreis, der auf 200 Grad Celsius erhitzt wird, zusätzlich in der Fabrik zirkuliert. Dieser Warmwasserkreis wird aus dem Fernwärmenetz «Teris» gespiesen. 

Energie aus der Region

Einen Kilometer von der Betriebsstätte in Giubiasco entfernt, befindet sich die einzige Verbrennungsanlage für Siedlungsabfälle des Kantons Tessin. «Wir beteiligten uns als eines der ersten Unternehmen daran, um die lokale Fernwärmeenergie voranzutreiben und heizen heute das gesamte Gebäude mit Fernwärme und der Abwärme aus der Produktion», erzählt Guidotti. «Damit können wir jährlich ungefähr 120 000 Liter Heizöl einsparen.» Indem Projekte wie jenes mit dem Entspannungsofen geprüft werden, soll der Fernwärmeanteil in Zukunft grösser werden und Forbo in eine dekarbonisierte Zukunft führen. Was das Tessiner Unternehmen bisher erreicht hat, ist beeindruckend. Seit 2012 konnte der CO2-Ausstoss mit der Umsetzung von Effizienzmassnahmen, Prozessoptimierungen und dem Anschluss an das Fernwärmenetz halbiert werden. Angefangen bei 1425 Tonnen pro Jahr, stiess das Unternehmen 2020 jährlich noch 684 Tonnen CO2 aus – eine bemerkenswerte Leistung. Trotzdem: «Ganz ohne Öl geht es einfach noch nicht», erklärt EnAW-Berater Walter Bisang.

Positive Aussichten

«Wir sprechen hier über eine Industrie, die für die Produktion hohe Temperaturen braucht», so Bisang. Diese können nicht mit Heizenergie aus dem Fernwärmesystem sichergestellt werden, da besagtes Fernwärmesystem eine maximale Temperatur von 90 Grad Celsius generiert. Diese Temperaturen reichen für Gebäudeheizungen und andere Tieftemperaturanwendungen, nicht aber für Prozesse mit höheren Temperaturen. Deshalb benutzt man bei Forbo ein System mit Thermoöl. Thermoölanlagen bieten verschiedenste Vorteile wie beispielsweise einen hohen Grad an Präzision in der Regelung. Fakt bleibt aber: Es handelt sich dabei um keine nachhaltige Energiequelle. Deswegen sorge auch das ambitiöse Netto-Null-Ziel der Schweiz bereits für viel Gesprächsstoff. «Natürlich machen wir uns Gedanken darüber und prüfen unsere Möglichkeiten fortlaufend», so auch Guidotti. In Diskussion ist beispielsweise auch ein möglicher Einsatz von Pellets zum Abdecken des Hochtemperaturbedarfs – entschieden ist aber noch nichts. Unter schlaflosen Nächten leide der Chemiker dennoch nicht. «Was wichtig ist, ist die mentale Einstellung», ist er sich sicher. «Zwar kennen wir die schlussendliche Lösung heute noch nicht, aber wir sind uns sicher, dass wir die Herausforderung annehmen werden, und schauen einer treibhausgasfreien Zukunft optimistisch entgegen.» 

Der Entspannungsofen

Der Entspannungsofen ist in verschiedene Segmente unterteilt und ca. 25 Meter lang. In der ersten Hälfte wird geheizt, in der zweiten gekühlt. Beim Durchlaufen dieser Temperaturunterschiede stabilisiert (entspannt) sich das Produkt (Bodenplatten) während der Durchlaufzeit von einigen Minuten.

Weitere Informationen

Das Netzwerk des Lebens floriert und gedeiht seit rund vier Milliarden Jahren und setzt dabei auf einige einfache Grundsätze. Dazu gehört der ständige Materialkreislauf: Was für einen Organismus Abfall ist, dient als Ressource für andere Lebewesen. Wenn sich unsere Industriestruktur daran orientiert, kann sie eigentlich nur noch florieren und gedeihen – oder?

Fünf Schritte sind bei der Umsetzung einer CO2-freien Produktion Erfolg versprechend:

Schritt 2: Übergreifende Nutzungen und Netze

Durch die Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung über einzelne Produktionsstandorte hinaus kann weiteres Potenzial zur Emissionsreduktion erschlossen werden. Durch Nah- und Fernwärmenetze können Wärme und Kälte zwischen verschiedenen Prozessen und Industrien genutzt werden. Die Herausforderungen bei der Umsetzung stellen sich bei der räumlichen Planung der übergreifenden Nutzungen und Netze bzw. der geografischen Distanz der potenziell angeschlossenen Unternehmen. Wärmenetze setzen ausserdem eine langfristige Planung voraus und bedingen hohe Investitionen, welche die Unternehmen der angeschlossenen Standorte teilweise finanziell nicht tragen können. Zudem schaffen übergreifende Nutzungen und Netze Abhängigkeiten zwischen den Betrieben, die bei der Planung berücksichtigt werden müssen. So kann zum Beispiel ein Pfannenhersteller eine Gemeindeverwaltung, ein Altersheim, Teile der Schulanlagen und private Liegenschaften mit Wärme versorgen. Da nicht nur Partnerunternehmen vorhanden sein müssen, sondern häufig auch eine öffentliche Infrastruktur Voraussetzung ist, sind zudem Rechts- und Planungssicherheit sowie ein gutes Einvernehmen mit den Behörden unabdinglich.


Die ersten Zivilisationen erlebten dank der Erfindung der Landwirtschaft einen Aufschwung. Nun, da unsere Gesellschaft ihre Energiemodelle neu erfinden muss, wird die energetische Gegenseitigkeit, die sich zwischen zwei landwirtschaftlichen Gewerben auf dem Land bei Vernier (GE) eingestellt hat, zum Symbol. Dort produziert die Millo & Cie in grossen Gewächshäusern Schnittblumen für den regionalen Markt. «Früher haben wir unsere 12 000 Quadratmeter grossen Gewächshäuser mit Propan beheizt», erinnert sich Charles Millo, dem schon seit jeher eine andere, erneuerbare, lokale Energiequelle vorschwebte. Zusammen mit dem Landwirtschaftsbetrieb seines Nachbarn Marc Zeller hat er daher beschlossen, das fossile Gas durch Biogas zu ersetzen: In einer grossen Kompostieranlage werden dem Mist und anderen organischen Abfällen Bakterien zugegeben, die beim Abbauprozess Methan freisetzen, mit dem in einer Wärme-Kraft-Kopplungsanlage Wärme und Strom generiert werden. «Seit 2012 produzieren wir Biogas aus den vergärbaren Abfällen von Marcs Hof sowie von zwei weiteren Landwirtschaftsbetrieben und aus Nahrungsmittelresten aus der Gastronomie.» Die jährlich erzeugten 3,5 Gigawattstunden Strom werden zu einem grossen Teil in das Netz eingespeist, und zwar bei Bedarf, denn die Lagerung von Methan ermöglicht eine flexible Einspeisung. Mit Biogas werden 70 Prozent des jährlichen Wärmebedarfs der Gewächshäuser mit einer Warmwasserheizung abgedeckt. Im Winter, wenn die Produktion der Schnittblumen auf Hochtouren läuft, wird als Zusatzheizung noch Propan eingesetzt.

«Dank Biogas können wir die Gewächshäuser beheizen, hausgemachten Strom nutzen und unser Einkommen diversifizieren, indem wir unseren Stromüberschuss verkaufen», freut sich Charles Millo. Der Verkauf der Gärreste als Dünger trägt in mehrerlei Hinsicht zum Klimaschutz bei: Er erfolgt lokal, die Produktion ist einfach, die Transportwege sind kurz bis inexistent.

Energie auf dem Land zum Zweiten

Ganz am anderen Ende der Schweiz, in Tägerwilen (TG), arbeiten der Frucht- und Gemüsesafthersteller Biotta AG und der benachbarte Gemüsebetrieb Rathgeb Bio ebenfalls Hand in Hand. Auch sie wollen sich von den fossilen Energieträgern lösen. «Die Sonne gewährleistet den grössten Energieanteil in unseren Gewächshäusern, aber es braucht noch mehr Energie, damit die Kulturen in einer warmen und trockenen Umgebung optimal gedeihen können», erklärt Thomas Meier, Leiter Finanzen bei Rathgeb. Als die Biotta AG ihr Heizsystem erneuern wollte, ist eine Diskussion über die Bedürfnisse der beiden Unternehmen entstanden – Dampf für Biotta und Warmwasser für Rathgeb. Nun nutzen beide Unternehmen gemeinsam eine Heizung, die mit Thurgauer Holzschnitzeln befeuert wird, mit einem Volumen von 5300 Kubikmetern pro Jahr. Das Warmwasser wird über die Fernwärmeleitung in die Speicheranlage von Rathgeb geleitet und der Dampf wird in die Produktionskette von Biotta eingespeist. Alle Produktionsprozesse und die Heizung der Biotta-Gebäude sind nun vollständig CO2-neutral. In den Gewächshäusern von Rathgeb beträgt dieser Grad momentan 75 Prozent, wobei der Gemüsebetrieb ebenfalls eine volle CO2-Neutralität anstrebt. Fortsetzung folgt also…

Noch mehr lokales Holz und Schokolade

Eine weitere Holzschnitzelfeuerung in Courtelary (BE) im Berner Jura hat überraschend gar drei Unternehmen aus ganz unterschiedlichen Sektoren vernetzt: eine Schreinerei, einen Schokoladenhersteller und ein Zementwerk.

Die Chocolats Camille Bloch SA lässt hinsichtlich erneuerbarer Energien nichts anbrennen. Die Photovoltaikanlagen auf den Dächern decken 10 Prozent des Strombedarfs – der restliche Strom stammt aus zertifizierter Wasserkraft. Auch die Kälte wird hauptsächlich mit Wasserkraft erzeugt, und zwar über die Entnahme von Wasser aus dem nahegelegenen Fluss. Zudem nutzt die auf dem Dach installierte Free Cooling-Anlage die Umgebungstemperatur für die Kälteerzeugung. Die Wärme, die in den Räumlichkeiten und entlang der gesamten Produktionskette verwendet wird, kommt hauptsächlich aus dem Fernwärmenetz der Gemeinde, für das regionales Holz verfeuert wird. Die aus der Durchsetzungskraft eines Unternehmers aus Courtelary entstandene La Praye énergie SA hat nun einen Kunden gewonnen, der zu jeder Jahreszeit ein Grossverbraucher ist. «Unser Heizölverbrauch ist von 230 000 auf 57 000 Liter pro Jahr gesunken – der Ölheizkessel bleibt lediglich zur Sicherheit und zur Unterstützung erhalten», erklärt Jean-Philippe Simon, Leiter Infrastruktur bei Camille Bloch.

Von der Schokolade zum Zement

Aber das war noch nicht alles. Das Netz von Camille Bloch und La Praye énergie hat sich über die Asche auf die Vigier Ciments SA in Péry Reuchenette (BE) ausgedehnt. Olivier Barbery, Direktor des Zementwerks, erläutert: «Für die Zementherstellung wird Kalkstein zu Rohmehl vermahlen, das anschliessend mit 20 Prozent Mergel versetzt wird, bevor alles bei 1450 Grad Celsius im Ofen gebrannt wird. So entsteht der Zementklinker, der dann zu Zement vermahlen wird. Beim Brennen sowohl des Kalkgemischs als auch des Brennstoffs wird CO2 freigesetzt. Da bei der Produktion einer Tonne Klinker 0.72 Tonnen CO2 freigesetzt werden, reduziert sich der CO2-Fussabdruck, je weniger Klinker sich im Zement befindet.»

1995 hat Vigier eine erste Generation von Zementen auf den Markt gebracht, bei denen Klinker und hochwertiger Rohkalkstein vermischt werden: «In einer zufälligen Unterhaltung mit dem Betreiber der Heizungsanlage in Courtelary erklärte dieser, wie die Asche in einer Deponie entsorgt und befeuchtet werden musste, mit einer Tarifierung nach Gewicht. Doch es gibt eine bessere Option: Die Asche kann in das Gemisch für den Klinker integriert werden. Seither verwenden wir die Asche», so Olivier Barbery. Allerdings ärgert sich Barbery darüber, dass die «Normen immer noch zu viel reinen Klinker für Anwendungen vorschreiben, in denen Gemische voll und ganz genügen würden». Die Normen müssen sich also noch weiterentwickeln. Das zeigt, dass Klimaschutz eine kollektive Herausforderung ist.

Seit 1976 optimiert Vigier Ciments so ihre CO2 -Bilanz: Fossile Energieträger werden laufend durch Altholz, Schlamm, Tabakstaub, tierische Fette und Tiermehl oder auch alte Lösungsmittel und Altöl usw. ersetzt. Also durch alles, was andernorts als Abfall anfällt… «Unsere Wärme wird heutzutage zu fast 97 Prozent aus alternativen Brennstoffen gewonnen.» Zusammen mit weiteren umfassenden Massnahmen führen die genannten Massnahmen zu einer Senkung der CO2-Emissionen um 35 Prozent seit 1990 am Standort, mit einem Ziel von 40 Prozent bis 2021.

Salz produzieren und Shrimps wärmen

Ebenfalls mit Mineralien arbeiten die Schweizer Salinen, die jährlich bis zu 600 000 Tonnen Salz an drei Standorten fördern: Riburg (AG), Schweizerhalle (BL) und Bex (VD). An den Standorten im Aargau und in Baselland befindet sich das Salz in Tiefen von 200 bis 500 Meter. Durch das Zuführen von Frischwasser bildet sich im angebohrten Salzlager die Sole. Nach der Verdampfung des Wassers bleibt das Salz zurück. Die Hälfte dieser Salzproduktion wird als Auftausalz auf den Strassen verwendet, der Rest für die Industrie, für das Vieh sowie – natürlich – als Speisesalz.

Die Verdampfungsprozesse benötigen viel Wärme, die über den freigesetzten Dampf laufend zurückgewonnen wird. Dank einer Vorrichtung, die 1877 von Antoine-Paul Piccard, dem Urgrossonkel von Bertrand Piccard, in Bex eingeführt wurde und die sich seither bewährt hat, wird der Dampf zuerst komprimiert und anschliessend in den Heizkreislauf eines grossen Verdampfers eingespeist. Der Verdampfer in der Riburger Saline ist 30 Meter hoch. Trotz der ständigen Optimierung der Energieeffizienz erzeugt die Anlage immer noch grosse Wärmeüberschüsse, «wie ein Fluch», lächelt François Sandoz, der technische Leiter. Dieser Überschuss ist hingegen ein Segen für den «wärmehungrigen» Nachbarn SwissShrimp, den Schweizer Shrimpszüchter, der 2018 seinen Betrieb aufgenommen hat. Die Abwärme der Saline wird über das Fernwärmenetz zur Shrimpsfarm und zu den Becken geleitet, «für eine ökologische und nachhaltige Shrimpsproduktion», verkündet François Sandoz stolz.

Zur Not: Vernetzung mit sich selbst!

Was, wenn man Abwärme hat, aber keinen Nachbarn, der sie nutzen könnte? Ein Unternehmen mit mehreren Gebäuden kann natürlich auch sein eigener Nachbar sein. Genau das hat die B. Braun Medical SA in Crissier (VD) gemacht.

Das deutsche Unternehmen, das vor 180 Jahren gegründet wurde und noch immer im Familienbesitz ist, beschäftigt momentan 63 000 Menschen weltweit, davon 365 in Crissier. Der Waadtländer Standort stellt Volumenersatzlösungen und flexible Weichbeutelsysteme für die parenterale Ernährung und die Infusionstherapie, aber auch Beutel für Lösungen zur urologischen Anwendung her.

Da B. Braun einen ziemlich hohen Wasser- und Energiebedarf aufweist, hat das Unternehmen 2018 beschlossen, die Abwärme etwa vom Spülwasser sowie die Kälte aus seinen Prozessen zurückzugewinnen. «Es musste ein komplexer Luftkreislauf geschaffen werden, um den Untergrund, der bereits mit Leitungen und Verkabelungen zwischen den Gebäuden durchlöchert war, zu umgehen. Aber das hat sich gelohnt!», erklärt Michel Monti Cavalli, Leiter Engineering und Technik. «Das Herzstück der Anlage bildet eine riesige Wärmepumpe der neusten Generation. Sie gewährleistet eine Temperatur von 75 Grad Celsius in unserem Heizkreislauf, indem sie die zurückgewonnene Abwärme mit einer Temperatur von 20 bis 35 Grad Celsius entsprechend umwandelt.» Diese Lösung deckt jetzt bis zu 97 Prozent des Heizbedarfs der Räumlichkeiten ab, ist fast klimaneutral und birgt dank der innovativen Kühlflüssigkeit der Wärmepumpe kein Risiko für die Ozonschicht.

Die B. Braun Medical SA in Crissier hat so ihre Nutzung von fossilen Energieträgern sehr stark gesenkt und damit auch ihre CO2-Emissionen. Die daraus resultierende Rückerstattung der Lenkungsabgabe trägt zur Rentabilität der Anlage bei.

Seit über vier Milliarden Jahren floriert und gedeiht das Netzwerk des Lebens kontinuierlich und basiert auf dem Grundsatz, dass die Abfälle eines Organismus als Ressource für andere Lebewesen dienen. Wenn sich unsere Industriestruktur daran orientiert, kann sie eigentlich nur noch florieren und gedeihen!


«Vernetzt denken, weit über den Tellerrand hinaus»

Im Interview mit Olivier Andres, CEO Steen Sustainable Energy AG, Lausanne, früherer Vorsteher des kantonalen Amts für Energie des Kantons Genf

Eigentlich ist es ganz natürlich, in einem Umfeld, in dem die Energie im Vordergrund steht, von «Netzen» zu sprechen. Und doch ist es höchste Zeit, die Netze im weiteren Sinne zu betrachten – gleichzeitig aber, und das ist kein Widerspruch, viel lokaler. Also nicht nur unter dem Blickwinkel der grossen herkömmlichen Verteilinfrastrukturen.

Herr Andres, wenn man heute über Netze spricht, was muss man sich darunter insbesondere für die Unternehmen vorstellen?

Es ist mittlerweile alltäglich, eine Kehrichtverbrennungsanlage für die Beheizung von Wohnungen mit diesen zu vernetzen. Doch jedes Unternehmen mit thermischen Überschüssen oder verwertbaren Abfällen sollte diese auch an andere Einheiten – Unternehmen, öffentliche Einrichtungen, Wohngebäude – übertragen können, die sie nutzen können. Das Potenzial in der Schweiz für solche Vernetzungen wird seit 2010¹ analysiert und vom Bund 2018 in einem Bericht² bestätigt. Die Investitionen lassen jedoch auf sich warten, und das Potenzial ist nicht ausgeschöpft. Zu viele Unternehmen sind nur auf sich fokussiert und beharren auf fossilen Energieträgern.

Allerdings sind die Klimakrise und die CO2-Gesetzgebung weniger abstrakt als die Energiefrage. Sie bewirken eine Bewusstwerdung, was wir als Planungsunternehmen spüren. Körperschaften bekräftigen ihr Interesse an einem Raumkonzept, das ihre lokalen Ressourcen in den Bereichen Energie, Materialien und Abfälle abbildet sowie die Möglichkeiten, diese Ressourcen weiterzuentwickeln und gemeinsam zu nutzen. In diesem Konzept haben auch die Unternehmen ihren Platz, und dieser Ressourcenkreislauf kann ihnen zusätzliche Erträge bescheren.

Was bremst das «Vernetzte Denken»?

Es handelt sich nicht um technische Hindernisse. Im digitalen Zeitalter erlauben leistungsstarke Technologien den kollektiven und rationalisierten Einsatz und Austausch von – elektrischen oder thermischen – Energie- und Materialflüssen.

Diese Wende nützt der Umwelt, aber auch der Wirtschaft, wird jedoch von einem wichtigen Akteur nicht ausreichend unterstützt: von der Finanzwelt. Die Finanzierung eines Wohnquartiers ist weniger risikobehaftet als diejenige von Infrastrukturen zur gemeinsamen Nutzung von Abwärme und Abfällen eines Industriegebiets. Denn wenn ein Unternehmen, das ein Glied dieser Kette ist, unerwartet schliesst, kann dieses Netz geschwächt oder gar unterbrochen werden. Der Staat könnte dort eine Rolle spielen: Er könnte Sicherheit schaffen, indem er für die Investitionen der Unternehmen oder externer Investoren bürgt. Und dabei darf man auch ruhig «gross» denken: Je mehr Unternehmen sich in einem Gebiet zusammentun, desto geringer sind die Risiken, weil auch diese gemeinsam getragen werden.

Wie sieht es mit Hindernissen aus, bei dem man auch als Netz einstufen könnte – D.h. bei Legislativbeschlüssen und der administrativen Prüfung von Projekten?

Auf politischer Ebene wurde mir schon häufig erklärt, dass ein Staat nicht wie ein Unternehmen geführt werde und dass Entscheidungen und Umsetzungen wegen politischer Machtwechsel mehr Zeit benötigten. Doch bei der Gesundheitskrise 2020 wurde rasch gehandelt, mit Mitteln, die auch in der Klimakrise ein Eingreifen ermöglichen würden. Der Klimawandel wird sich allerdings wesentlich stärker, dafür aber langfristiger, auswirken – und wird doch auf die leichte Schulter genommen.

Die administrative Prüfung von Projekten besteht aus einer Reihe von kleinen Entscheidungen, die den Umfang und das öffentliche Interesse dieser Projekte verschleiern. Klar ist, dass eine erneuerbare Energie, die aus lokalen Abfällen erzeugt und somit klimaschonend ist, ein Schritt in die richtige Richtung ist. Für diesen Schritt braucht es aber ein langes und fragmentiertes Verfahren – mit vielen Beschwerden und Überarbeitungen. Wenn man sich einen umfassenden, flexiblen Übergang wünscht, gilt es, ein Entscheidungsnetz auf die Beine zu stellen, das selbst auch umfassend und flexibel ist.

Erwähnte Quellen:
¹«Fernwärme Schweiz – VFS-Strategie», Weissbuch des Verbands Fernwärme Schweiz (VFS), Planungsbüro Eicher + Pauli, 2014.
²«Leitfaden Fernwärme/Fernkälte, Schlussbericht», energieschweiz, 2018. Beide Unterlagen stehen auf www.fernwaerme-schweiz.ch zur Verfügung.

WEITERE INFORMATIONEN

Der dominierende Verwendungszweck von Brennstoffen in der Industrie, die Prozesswärme, spielt bei der Dekarbonisierung bisher nur eine Nebenrolle. Fünf Schritte, wie der Prozessenergieverbrauch markant reduziert und auf CO2-freie Energieträger umgestellt werden kann.

In den nächsten 30 bis 50 Jahren sollen Wirtschaft und Gesellschaft unter dem Strich keine Klimagase mehr emittieren, so das Ziel der Schweizer Netto-Null-Klimapolitik. In vielen Szenarien und Instrumenten, die sich auf die Realisation der Dekarbonisierung in diesem Zeitfenster beziehen, wird die industrielle und gewerbliche Prozesswärme am Rande oder gar nicht erwähnt. Dies, obwohl Prozesswärme der dominierende Verwendungszweck von Brennstoffen in der Industrie ist. So beträgt der Anteil an Prozesswärme bei den Unternehmen der EnAW deutlich mehr als zehn Terrawattstunden pro Jahr und dürfte um die 70 Prozent des industriellen Brennstoffverbrauchs aller EnAW-Teilnehmer ausmachen. Wird die Prozesswärme also vernachlässigt? Die Dekarbonisierung von Prozessen und der Prozesswärme ist für einen Grossteil der Unternehmen in den kommenden Jahrzehnten eine Herausforderung. Aber wenn die Bereitstellung und Anwendung von «zukunftstauglicher» Prozesswärme clever, differenziert, systematisch und vorausschauend angegangen wird, ist die Dekarbonisierung realistisch. Weil aber die Massnahmenumsetzung teilweise Jahrzehnte dauert, sollte die Planung nicht auf die lange Bank geschoben werden.

FÜNF-SCHRITTE-PLAN

Die langfristig CO2-freie Produktion erfordert Massnahmen und Entwicklungen auf verschiedenen Ebenen. Der Prozessenergieverbrauch kann durch Effizienzsteigerungen, Wärmerückgewinnung in und zwischen den Prozessen, Prozessoptimierungen, Prozessumstellungen, Produktanpassungen und Mehrfachverwendung der Rohstoffe (Kreislaufwirtschaft) und Abwärmenutzung zwischen Betrieben minimiert werden. Die erforderlichen Temperaturen für die Produktion können durch Prozess- und Produktanpassungen gesenkt werden. Der verbleibende Wärmebedarf kann durch CO2-freie oder CO2-arme Energieträger gedeckt werden. Fünf Schritte sind bei der Umsetzung einer CO2-freien Produktion Erfolg versprechend:

1. Effizienzsteigerungen
Insbesondere bei der Umsetzung von Massnahmen in den Prozessen ist das Potenzial für die Reduktion des CO2-Ausstosses durch Effizienzverbesserungen immer noch hoch. Durch Betriebsoptimierungen, den Einsatz verbesserter Technologien und Innovationen, prozessinterne Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung mit PinCH-Design können die Emissionen heruntergefahren werden. Die Effizienzsteigerungsmassnahmen für den klimaschonenden Einsatz von Prozesswärme und Prozessen sind für viele Betriebe häufig auch die kosteneffizientesten Massnahmen.

2. Übergreifende Nutzungen und Netze
Durch die Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung über einzelne Produktionsstandorte hinaus kann weiteres Potenzial zur Emissionsreduktion erschlossen werden. Durch Nah- und Fernwärmenetze können Wärme und Kälte zwischen verschiedenen Prozessen und Industrien genutzt werden. Die Herausforderungen bei der Umsetzung stellen sich bei der räumlichen Planung der übergreifenden Nutzungen und Netze bzw. der geografischen Distanz der potenziell angeschlossenen Unternehmen. Wärmenetze setzen ausserdem eine langfristige Planung voraus und bedingen hohe Investitionen, welche die Unternehmen der angeschlossenen Standorte teilweise finanziell nicht tragen können. Zudem schaffen übergreifende Nutzungen und Netze Abhängigkeiten zwischen den Betrieben, die bei der Planung berücksichtigt werden müssen. So kann zum Beispiel ein Pfannenhersteller eine Gemeindeverwaltung, ein Altersheim, Teile der Schulanlagen und private Liegenschaften mit Wärme versorgen. Da nicht nur Partnerunternehmen vorhanden sein müssen, sondern häufig auch eine öffentliche Infrastruktur Voraussetzung ist, sind zudem Rechts- und Planungssicherheit sowie ein gutes Einvernehmen mit den Behörden unabdinglich.

3. Prozessumstellungen
In vielen Fällen können Prozesse auf weniger hohe Temperaturanforderungen, oft verbunden mit einem geringeren Energiebedarf, umgestellt werden. Solche Prozessumstellungen können sich lohnen, aber auch teuer und risikobehaftet sein. Entsprechend ist hier eine gewisse Zurückhaltung zu spüren. Begründungen wie: «wir lassen es so – so hat es immer funktioniert» oder «lass die Finger von den Einstellungen, das habe ich von meinem Vorgänger so übernommen» sind häufige und nachvollziehbare Reaktionen. In die Black-Boxen der Prozesse hineinschauen und dafür das nötige interne oder externe Fachwissen einsetzen, gewisse Risikobereitschaft und -fähigkeit, viel Innovation, Forschung und Entwicklung spielen für emissionsreduzierende Prozessumstellungen eine wichtige Rolle. Möglicherweise braucht es darüber hinaus Instrumente zur Absicherung von Risiken, um die Umsetzung von emissionsreduzierenden Prozessumstellungen anzustossen. Dies könnten Risikogarantien für grosse Technologiesprünge sein.

4. Produktumstellungen
Produkte können durch andere Produkte ersetzt werden, welche gleiche oder ähnliche Funktionen erfüllen, aber weniger Prozesswärme oder tiefere Temperaturen in der Produktion erfordern. Produktumstellungen werden auch umgesetzt, um die Materialien ressourcenschonender einzusetzen oder um die Materialien am Lebensende der Produkte besser zu trennen und zu rezyklieren.

5. Substitution Energieversorgung durch erneuerbare Energien
Selbst wenn die bisher beschriebenen vier Ansätze zur Reduktion von Emissionen ausgereizt sind, wird noch ein grosser Bedarf an Prozesswärme auf verschiedenen Temperaturniveaus bestehen bleiben. Dieser Bedarf sollte möglichst mit CO2-freien Energieträgern gedeckt werden können. Die wesentlichen Herausforderungen bei den erneuerbaren Energien sind die Verfügbarkeit, die Gleichzeitigkeit, das Temperaturniveau, die Preisentwicklung sowie die nachhaltige Produktion von Biogas sowie synthetischen Gasen und Flüssigbrennstoffen aus erneuerbaren Quellen. Diese Reihenfolge obiger Massnahmenschritte ist, ähnlich wie im Gebäudebereich, theoretisch zu verstehen: Zuerst die Gebäudehülle optimieren und dann die neue Heizung mit erneuerbaren Energien betreiben. In der Praxis ist es oft anders, nicht zuletzt wegen der verschiedenen Lebenszyklen der Bauteile. Setzen die Unternehmen bei den Prozessen und der Prozesswärme an, sollte in jedem Fall mit den Effizienzsteigerungen begonnen werden. Weitere Massnahmenschritte können dann situationsbedingt eine unterschiedliche Reihenfolge einnehmen.

EINFACH ODER SCHWIERIG? ES KOMMT DARAUF AN.

Die Dekarbonisierung der Prozesswärme ist nicht immer ganz einfach. Das lässt sich anhand von drei Beispielen gut aufzeigen. Eine genossenschaftlich organisierte Käserei in einer ländlichen Gegend am Rande einer Gewerbezone kann recht unkompliziert auf eine Schnitzelfeuerung mit Holz aus dem lokalen Forst umstellen. Allenfalls ist auch bereits eine Fernwärmeversorgung oder ein lokaler Wärmeverbund in der Nähe. Grund- und Spitzenlast würde wohl mit dem gleichen Kessel oder den Verbund abgedeckt werden. Holzkessel können ihre Leistung heute zwischen 100 bis 30 Prozent dem Bedarf anpassen. Die Käserei ist auf einen Schlag CO2-frei – so einfach kann es gehen. Rund 150 Käsereien, die von der EnAW bei der Umsetzung ihrer Dekarbonisierungsziele begleitet werden, haben das so gemacht, darunter auch grosse Unternehmen.

Die Dekarbonisierung von Prozessen und der Prozesswärme ist eine Herausforderung.

Etwas schwieriger könnte es in einer Gärtnerei werden. Nachts isolieren Energieschirme das Gewächshaus. Frühmorgens, wenn bei Sonneneinstrahlung die Energieschirme über den Kulturen eingezogen wird, entsteht kurzfristig eine grosse Spitzenlast. Mit einer Abwärmenutzung oder einer Erdsonden- bzw. Grundwasser-Wärmepumpe könnte dieser kurzfristige Energiebedarf nur über grosse Speicher bewerkstelligt werden. Ohne Speicher müsste zusätzlich ein Spitzenkessel zum Beispiel mit Biogas zum Einsatz kommen. Zudem muss die oben genannte Energiequelle überhaupt vorhanden und nutzbar sein. Allenfalls drängt sich gar eine Kulturumstellung auf oder die Gärtnerei fängt später im Jahr mit der Produktion an. Derartige Umstellungen können für einzelne Unternehmen einschneidend sein, sodass die Dekarbonisierung bei der Prozesswärme schon nicht mehr ganz so einfach ist.

Für einen Chemiebetrieb in urbaner Umgebung mit einer Vielzahl von kontinuierlichen und nichtkontinuierlichen Prozessen und sehr verschiedenen Temperaturanforderungen in den Prozessen wird es nochmals deutlich schwieriger. Grundsätzlich sollte nicht die höchste Temperaturanforderung auf dem Gelände dazu führen, dass das ganze Areal auf diesem hohen Temperarturniveau versorgt wird. Denn das verhindert nicht selten die Wärmerückgewinnung innerhalb der Prozesse, die Abwärmenutzung, ein mögliches Anergienetz, die Nutzung von Umweltenergie mittels Wärmepumpen oder die Verwendung von Solarthermie zur Vorwärmung oder Vollversorgung. Oftmals wird das Areal zentral durch eine einzige Heizzentrale mit einem Dampf- oder Heisswassernetz versorgt. Die hochtemperaturigen Wärmetauscher bei den Verbrauchern werden folglich klein dimensioniert. Dadurch können solche Netze später nicht ohne grössere Umrüstungen auf tiefere Temperaturen umgestellt werden, weil bei niedrigen Temperaturen die Wärmetauscherflächen grösser sein müssen.

Es bleiben Prozesse, die nur schwer dekarbonisiert werden können.

WAS IST ZU TUN?

Eine Aufteilung in Versorgungs-Cluster nach Temperaturniveaus und Betriebszeiten mit unterschiedlichen Wärmeerzeugern wäre für viele Unternehmen sinnvoll. Die Erzeugung von Raumwärme sollte möglichst von der Prozesswärme getrennt werden. Ein gut saniertes Gebäude kann heute mit einer Vorlauftemperatur von 35 Grad Celsius bedient werden. Da braucht es keine Ölfeuerung, keine Gasheizung und auch keine Holzfeuerung. «Hochtemperatur-Energieträger» sollten Hochtemperaturanwendungen vorbehalten sein (keine Raumwärme, kein Warmwasser). Störend ist auch, wenn Grossanlagen zur Verstromung von Holz die entstehende Wärme nicht vollständig nutzen. Die Ressource Holz als Energieträger wird knapp werden.

Etwas Licht am Ende des Tunnels bringt die hoffentlich zunehmende Verfügbarkeit von Biogas sowie synthetischen Gasen und Flüssigbrennstoffen aus erneuerbaren Energien. Mit ihnen können hohe Temperaturen erzeugt werden. Sie sind deshalb gezielt dort einzusetzen, wo es hohe Temperaturen braucht und sie sind nachhaltig zu produzieren. Auch Fortschritte bei der Hochtemperatur-Wärmepumpe sind wichtig. Letztlich bleiben aber Prozesse, die nur schwer dekarbonisiert werden können. Dazu gehören Prozesse in der Petrochemie und solche, die geogene Emissionen freisetzen wie das Kalkbrennen.

HEUTE FÜR MORGEN PLANEN

Basierend auf dem oben beschriebenen 5-Schritte-Plan zeigen die Beraterinnen und Berater der EnAW den interessierten Unternehmen zugeschnitten auf die Situation des Betriebs auf, welche Massnahmen über die nächsten 30 Jahre freiwillig ergriffen werden können, um Prozesse und Prozesswärme so weit wie möglich emissionsfrei zu gestalten. PinCH-Analysen, wie sie auch vom Bund finanziell unterstützt werden, werden ein Schlüssel bei der Identifikation von Wärmerückgewinnung und Prozessumstellung sein. Die Massnahmen- und Kostenplanung sollte zwingend mit Life Cycle Cost-Betrachtungen (LCC) gemacht werden. Bei der entsprechenden Massnahmenplanung sollten auch die möglichen «non energy benefits» aufgezeigt werden, weil Teile der Massnahmen nach heutigen Gesichtspunkten und Rahmenbedingungen sonst nicht wirtschaftlich sein dürften. Mit «non-energy benefits» sind Effekte gemeint, die zusätzlich zu den Energiekosteneinsparungen wirken. Anstoss, diese Planungsdienstleistung der EnAW in Anspruch zu nehmen, könnten anstehende grosse Investitionen in Produktionslinien oder Produktionsstandorte sein oder das Interesse, Handlungsoptionen zu erkennen. Die Zukunft planen, eben! Mehr als 200 Unternehmen, die von der EnAW begleitet werden, haben die Dekarbonisierung in der Prozesswärme in Angriff genommen und eine umfassende Planung erstellen lassen oder setzen entsprechende Massnahmen bereits um. Andere haben das noch vor sich. «Geht nicht» geht gar nicht, würde Jacqueline Jakob sagen. Die vielen Praxisbeispiele in diesem Magazin zeigen, was möglich ist und wo die Herausforderungen liegen

«Erfahrungsgemäss übersteigt der Ertrag aus den Effizienzmassnahmen die Kosten für die Teilnahme am KMU-Modell um ein Vielfaches.» – Thomas Weisskopf, Co-Geschäftsführer, Energie-Agentur der Wirtschaft

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Thomas Weisskopf

Co-Geschäftsführer

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