Mann steuert den Energieverbrauch in einem Industriegebiet bei Nacht

Damit Deutschland nicht das Gas ausgeht: Jetzt auf energiesparende Industrieheizung umstellen

Was ist aktuell der wahrscheinlich wirkungsvollste Hebel gegen Gaskrise, Preisdruck und Abhängigkeit von Russland? Die Antwort: Weniger Energie verbrauchen. Die Bundesregierung ist dieser Meinung und ruft in einer großangelegten Kampagne zum Energiesparen auf – unterstützt von Wirtschaft und Verbänden. Dieses Ziel lässt sich erreichen. Wenn es um die hohen Hallen von Industrie und Gewerbebetrieben geht sogar einfacher und schneller, als gedacht.

Gewusst wie – die richtige Technologie macht Energiesparen einfach

Wie Energiesparen einfach wird? Während in privaten Haushalten und anderen Geschossbauten aktuell Wärmepumpen im Trend liegen, stellt sich die Situation bei der Beheizung von hohen Hallengebäuden physikalisch und technisch ganz anders dar. Wer flexibel auf kurzfristig Änderung von Wärmeanforderungen reagieren will und wer variabel für zukünftige Hallen-Umnutzungen bleiben will, entscheidet sich für Industrieheizungen, die speziell zur Beheizung von Hallen entwickelt wurden Zu den Rekordhaltern in der Einsparungs-Disziplin zählen digitalisierte Infrarot-Dunkelstrahler in Verbindung mit Brennwerttechnik (System H.Y.B.R.I.D.). Diese Heizungen sind moderne Hocheffizienz-Systeme und bieten in den Hallengebäuden von Industrie, Gewerbe und Kommunen eine Vielzahl von Vorteilen:

  • 30 – 70 Prozent Energieeinsparung nachhaltig
  • variabel mit Methan, Grünem Wasserstoff und/oder Biogas betreibbar
  • flexible Anpassung an Nutzungsänderungen
  • im Bestand oft die einzig sinnvolle Lösung
  • schnelle Amortisation und hoher Umweltnutzen
  • angenehmes, gleichmäßiges, zugfreies Arbeitsklima
  • präzise regelbar bei wechselnder Heizbedarfe
  • mit Brennwerttechnik als Hybridsystem bis hin zur Digitalen Hallenheizung erweiterbar

Infrarot-Dunkelstrahler sind gezielt für die besonderen Raumdimensionen und Nutzungsbedingungen von Hallen ausgelegt. Sie lassen sich sehr einfach, sehr wirtschaftlich und schnell umsetzen. Wie interessant diese Technologie für Industrie- und Gewerbebetriebe ist, zeigt das Praxisbeispiel eines Maschinenbau-Unternehmens in Nordrhein-Westfalen. Dort konnten die Energiekosten für die Beheizung der rund 6.300 Quadratmeter großen Hallenfläche um rund 65 Prozent reduziert werden. Bezogen auf die aktuellen Energiepreise würde dies einer Kostenreduktion von rund 170.000 Euro auf rund 83.300 Euro bedeuten – etwa 86.700 Euro Einsparung.

Hallen brauchen besondere Heizungen

Hallen unterscheiden sich mit ihrer Deckenhöhe, ihrer Raumgröße und ihren wechselnden Nutzungsprofilen von anderen Gebäuden. Für die Auswahl einer nachhaltigen und effizienten Heiztechnik für Produktions-, Lager-, Sport-, Veranstaltungs- und andere Hallen ist es wichtig, diesen Unterschied zu verstehen. Wohn- und Bürogebäude, Kindergärten, Krankenhäuser und andere Nichtwohngebäude in Geschossbauweise mit ihren lichten Höhen um 2,50 Meter lassen sich relativ einfach beheizen. Hallengebäude mit Raumhöhen von 4 – 40 m und Grundflächen von 100 – X-1.000 m² Fläche sind wegen ihrer besonderen bauphysikalischen Bedingungen eine echte Herausforderung für die Beheizung. Um diese Gebäude funktional, wirtschaftlich und ökologisch vernünftig beheizen zu können, werden speziell für Hallengebäude entwickelte Heizungen genutzt.

Als Technologie der ersten Wahl gelten moderne Industrieheizungen wie Infrarot-Dunkelstrahler, die sich extrem effizient mit Erdgas, Flüssiggas, Biogas oder Wasserstoff betreiben lassen. Mit Gasheizungen, die in Wohnungen oder Büros zum Einsatz kommen, haben diese modernen Hocheffizienz-Technologien nichts gemeinsam. Während warme Luft im Geschossbau nahezu hundertprozentig im Raum nutzbar bleibt, steigt sie in Hallen aus dem Nutzungsbereich raus bis hoch unter das Hallendach. Hier liegt ein Grund für die große Überlegenheit von Infrarottechnik beim Heizen von Hallengebäuden.

 


Wärmetauschersystem für Infrarotheizungen von KÜBLER

Brennwerttechnik macht hohe Einsparpotenziale in Unternehmen nutzbar

„Keine Energiewende ohne Energieeffizienz“ betitelt die dena die Rubrik „Themen und Projekte“ auf ihrer Homepage1 „Die beste Kilowattstunde ist die eingesparte“, sagt Thomas Kübler, geschäftsführender Gesellschafter der KÜBLER GmbH. Beide meinen das Gleiche: Es geht darum, den Energieverbrauch im Allgemeinen und besonders in den Unternehmen zu drosseln. Denn hier liegt ein enormer Hebel zum Erreichen der Klimaziele. Und nicht nur das: Energieeffizienz lohnt sich auch wirtschaftlich, wenn sie technologisch richtig angegangen wird. Dabei spielt moderne Infrarotheizungstechnologie eine wichtige Rolle, insbesondere wenn sie intelligent mit Bennwerttechnik kombiniert wird.

Brennwerttechnik verwandelt Abwärme in nutzbare Energie

Das Besondere der Brennwerttechnik ist, dass sie die Kondensationswärme (Brennwert genannt) aus der Abwärme von Heizanlagen entzieht, diesen Energiegehalt nutzbar macht und damit die Gesamteffizienz der Anlagen nennenswert erhöht. Je nach Brennstoff spricht man dabei von Öl- oder Gasbrennwerttechnik. Brennwerttechnik zeichnet sich also kurz gesagt dadurch aus, dass sie den Ausnutzungsgrad von Energie und damit die Energieeffizienz erhöht.

Wie die Abwärmenutzung mit Brennwerttechnik funktioniert

Das Funktionsprinzip der Brennwerttechnik ist im Grunde ganz einfach. Am Beispiel Infrarotheizung erklärt, wird die im Abgas enthaltene Energie bis zur Kondensation abgekühlt und die so gewonnene Wärme an ein Speichermedium (i. d. R. Wasser) übertragen. Das erhitzte Wasser wird einem Pufferspeicher zugeführt und von dort je nach Bedarf in ein gewöhnliches Pumpen-Warmwasser-Heizungsnetz eingespeist. Als Speichermedium eignet sich Wasser ideal, aber auch andere Medien wie Luft können eingesetzt und beispielsweise in Warmluftgebläsen nutzbar gemacht werden.

Beginnen Sie damit, Ihre Abwärmequellen zu identifizieren und zu reduzieren

Nicht nur Heizungen erzeugen Abwärme, je nach Betriebsart entsteht Abwärme an den unterschiedlichsten Stellen. Öfen, Maschinen (insbesondere Druckluftkompressoren), Kühlsysteme und oder ungedämmte Rohre sind wohl die Klassiker. Gehen Sie den Ursachen für ungenutzte Abwärme auf den Grund, indem Sie gründlich den Energieverbrauch im gesamten Unternehmen analysieren und bewerten. Anschließend gilt es, schon einmal unnötige Abwärme durch Prozessoptimierungen zu vermeiden oder wenigstens zu reduzieren. Dabei helfen folgende Fragen:

  • Können Sie Leerläufe vermeiden?
  • Laufen wirklich alle Anlagen/Prozesse effizient, oder lässt sich hier und da noch eine Stellschraube drehen?
  • Sind einige Prozesse vielleicht überdimensioniert?
  • Gibt es Aufheiz- oder Abkühlungsphasen, die in der Praxis gar nicht nötig wären?
  • Warten Sie Ihre Maschinen und Anlagen regelmäßig?
  • Dämmen Sie ausreichend?

Mit einer umfassenden Analyse können Sie schon einiges an Abwärme einsparen. Und der Rest? Den nutzen Sie am besten sinnvoll, je nach Ihren Anforderungen.

Setzen Sie den Energiegewinn aus Brennwerttechnik sinnvoll ein

Das Praktische an der Brennwerttechnik ist: Sie können die Abwärme auf vielfältige Weise für mehr Energieeffizienz im Unternehmen nutzen. „Hybrid heizen“ lautet hier ein wichtiges Stichwort. Denn Abwärme kann eine große Rolle bei der Warmwasseraufbereitung oder dem Beheizen von Räumen spielen. Während sich diese Variante der Abwärmenutzung schon in vielen Privathaushalten etabliert hat, wird sie noch lange nicht überall bei der Beheizung von Hallengebäuden eingesetzt. Dabei steht gerade dieses Gebäudesegment schon wegen seiner Raumdimensionen im Ruf, besonders viel Energie zu verbrauchen. Hier bieten sich hohe Einsparpotenziale. Im industriellen Bereich kann die zurück gewonnene Energie beispielsweise für Brauchwasser oder zur warmwasserbasierten (hybriden) Beheizung verwendet werden. Oft ist dies sinnvoll für Büro- oder Sozialräume, die typischerweise an Hallen angeschlossen sind. Im Sportbereich wird das Warmwasser gerne im Sanitärbereich, insbesondere für die Duschräume verwendet. Warmluft kann – wo sinnvoll – ggf. über Warmluftgebläse ergänzend zur energieeffizienten Infrarotbeheizung eingesetzt werden.

Bündeln Sie Ihre Energieströme für mehr Energieeffizienz

Nicht nur die Abwärme von Heizungsanlagen lässt sich nutzbar machen, auch zahlreiche weitere Wärmeströme im Hallengebäude bieten interessante, effizienzsteigernde Potenziale. Nämlich dann, wenn Sie Brennwerttechnik und Heizung intelligent kombinieren. Ein Beispiel ist das Infrarotheizungssystem H.Y.B.R.I.D. des Ludwigshafener Hallenheizungsspezialisten KÜBLER. Die voll integrierte Lösung bietet viel Flexibilität bei der Integration unterschiedlicher Technologien und Energiequellen. So kann das Hybridsystem gleichzeitig mit der Heizungsabwärme auch die Energieströme aus dem Prozess (Maschinen, Kompressoren etc.) nutzbar machen. Bei einem Textilmaschinenbauer aus Nordrhein-Westfalen wurden so die Energieströme von Heizung, Härteöfen und Kompressoren zusammengeführt. Der Wärmebedarf von 1.200 m² Bürofläche kann seither vollständig durch die Restwärmenutzung abgedeckt werden.

Daneben gibt es eine Vielzahl weiterer Kombinationsmöglichkeiten. Besonders interessant ist angesichts der meist großen Dachflächen bei Industriehallen, dass das übrigens mehrfach ausgezeichnete Hybridsystem (u. a. „Deutschlands nachhaltigstes Produkt“, Deutscher Nachhaltigkeitspreis 2012) auch regenerative Energien wie Solarthermie integrieren kann (Stichwort: Helio.B.R.I.D.). Auch Wärmepumpen lassen sich einbinden. Zudem ist das Hybridsystem Grundlage für die Realisierung der Digitalen Hallenheizung (z. B. WÄRME 4.0), die es u. a. durch das Echtzeit-Monitoring aktueller Verbräuche ermöglicht, den Anlagenbetrieb kontinuierlich auf Ideallinie zu fahren. Die Kombination aus Brennwerttechnik und energiesparender Heizungstechnologie erlaubt es Ihnen also, auf vielfältige Weise für mehr Energieeffizienz in Ihrem Unternehmen zu sorgen.

Warum Sie gleichzeitig Ihr Unternehmen und die Klimaziele im Blick haben sollten

Nur etwa die Hälfte deutscher Unternehmen weiß um seine Abwärmepotenziale – das schreibt die dena in ihrer Publikation zur Abwärmenutzung im Rahmen der Initiative EnergieEffizienz2 . Somit gehen jedes Jahr schätzungsweise 226 TWh nutzbare Wärme ungenutzt flöten. Das sind 36 % des Energieanteils des gesamten produzierenden Gewerbes. Unternehmen kostet das – ganz klar – immens viel Geld, doch gleichzeitig belastet die ungenutzte Abwärme die Umwelt. Rund 60 Mio. t des Treibhausgases CO2 verdampfen damit pro Jahr unnötig in die Atmosphäre. Unternehmen können und wollen sich das heutzutage im Hinblick auf steigende Energiekosten und Klimaschutzziele einfach nicht mehr erlauben.

Machen Sie Umweltschutz zu Ihrer Wirtschaftlichkeitsmaßnahme

Dass die Abwärmenutzung mit Brennwerttechnik nahezu ohne zusätzliche Verbrauchskosten geschieht, dürfte viele Hallenbetreiber sehr interessieren. Insgesamt können durch die integrierte KÜBLER Restwärmenutzung im Hybridsystem bis zu 15 Prozent Wärme zurück gewonnen und nutzbar gemacht werden. Thomas Kübler, Gründer und geschäftsführender Gesellschafter der KÜBLER GmbH Energiesparende Hallenheizungen: „Diese Zahl zusätzlich zu unseren ohnehin extrem energieeffizienten Infrarotsystemen markiert einen Quantensprung in der wirtschaftlichen und umweltschonenden Hallenbeheizung. Im Gesamtsytem lassen sich bis zu 70 Prozent* Energieeinsparung realisieren.“

* Im Vgl. zu konventionellen Technologien

So zahlt sich die Kombi aus Brennwerttechnik und IR-Heizung in der Praxis aus

Wie sich diese Werte konkret für Hallenbetreiber auszahlen, zeigen Beispiele aus der Praxis. Um rund 65 % wurden die CO2-Emissionen durch die Heizungsmodernisierung mit dem KÜBLER System H.Y.B.R.I.D. in einer Fertigungshalle der Firmengruppe AZO in Osterburken reduziert. Konkret von ca. 226.400 kg p. a. auf jährlich ca. 79.800 kg. Mehr Energieeffizienz stand auch im Mittelpunkt bei Reiners + Fürst. Ebenfalls rund 65 % hoch waren die Energieeinsparungen, die der Textilmaschinenbauer bei der energetischen Sanierung seiner Produktions- und Lagerflächen realisieren konnte. Die Einsparungen belaufen sich hier konkret auf rund 46.5000 Euro und 299 t CO2-Emissionen pro Jahr. Übrigens: Reiners + Fürst wurde für die Sanierung der Hallenheizung und die Integration von Restwärmenutzung bei Hallenheizung, Druckluft und Härteofen im System H.Y.B.R.I.D. 2014 mit dem 1. Platz beim Energy Masters Award in der Kategorie Gebäude ausgezeichnet.

Unterm Strich: Hybrides Heizen mit Brennwerttechnik lohnt sich – besonders in finanzieller Hinsicht!

Wer weniger Energie zur Wärmeerzeugung beziehen muss, spart bares Geld. Das ist glasklar. Wie sich das konkret in Zahlen ausdrückt, hängt von verschiedenen Faktoren ab, etwa:

  • Art und Größe Ihres Unternehmens
  • Das zu beheizende Volumen
  • Die Anzahl der Prozesse, die Abwärme erzeugen
  • Der Heizung, die Sie einsetzen

Fazit: Optimierungspotenziale finden sich an den verschiedensten Stellen

Hallenmodernisierung, ordentliche Dämmung, hocheffiziente Heizsysteme und eben auch die Brennwerttechnik und andere Möglichkeiten der zeitgemäßen Abwärmenutzung: Es gibt viele Wege, die Energieeffizienz Ihres Betriebs zu steigern und Kosten zu senken. Kontaktieren Sie uns gerne und lassen Sie uns besprechen, wie Sie die Abwärme aus Ihren Heiz- und Produktionsprozessen sinnvoll weiterverwenden können, anstatt sie ungenutzt durch den Schornstein zu entsorgen.

1 Weblink: https://www.dena.de/themen-projekte/energieeffizienz/

2 Vgl. 1445_Broschuere_Abwaermenutzung.pdf (dena.de)


2 Heizungsbauer laufen durch eine Lagerhalle und sprechen darüber, wie wichtig es ist, bei der Heizungsplanung Zukunftstechnologien zu berücksichtigen.

Warum Sie bei der Heizungsmodernisierung auf effiziente Zukunftstechnologien setzen sollten

Ehrgeizige Klimaschutzziele und neue Gebäudeenergie-Verordnungen bringen die eine oder andere Herausforderung für Unternehmen mit sich. Neben effektiver Dämmung oder der Reduzierung des Stromverbrauchs durch Licht und IT ist dabei die Heizungsmodernisierung ein wichtiger Punkt, um die neuen Anforderungen zu erfüllen. Besonders im Hinblick auf langfristige Effizienz und Wirtschaftlichkeit sollten Sie bei Ihrem Vorhaben auf Zukunftstechnologien wie Infrarotstrahler setzen.

Nachhaltigkeit und Energieeffizienz sind heute so wichtig wie nie zuvor

Angesichts des Klimawandels hat sich die Europäische Union deutliche Ziele gesetzt, um den Schadstoffausstoß einzugrenzen: Bis 2030 sollen demnach die Emissionen im Vergleich zu 1990 um mindestens 55 % gesenkt werden, bis 2050 will die EU möglichst vollständig treibhausgasneutral sein. Außerdem müssen bis dahin die CO2-Emissionen im Wärmemarkt um 81 % in Bezug auf das Vergleichsjahr 1990 gesenkt werden. Im Mai 2021 hat sich Deutschland noch ehrgeizigere Ziele gesetzt: 65 % Reduktion der CO2-Emissionen bis 2030, 88 % bis 2040 und Klimaneutralität bereits 2045 lauten die neuen Vorgaben im Klimaschutzgesetz.

Noch 2021 sollen Vorschläge zur Optimierung bestehender Gesetzgebungen vorgelegt werden, darunter u.a. zur EU-Energiegesetzgebung. Doch eines ist auch jetzt schon sicher: Unternehmen werden klar in die Verantwortung gezogen, damit die einzelnen Länder die Klimaschutzziele erfüllen können. Bestes Beispiel dafür ist das im November 2020 in Kraft getretene Gebäudeenergiegesetz (GEG), welches EnEG, EnEV und EEWärmeG ablöst.

Das GEG regelt die energetischen Anforderungen und den Einsatz erneuerbarer Energien zur Wärme- und Kälteversorgung – sowohl bei Neubauten als auch bei Modernisierungen. Mit Ausnahmen müssen über 30 Jahre alte Gas- und Ölheizungen ausgetauscht werden. Zu beachten ist außerdem, dass Ölheizungen ab 2026 vollständig verboten sein werden. Höchste Zeit also, nun Ihre Heizanlagen neu zu planen und auf effiziente Zukunftstechnologien zu setzen.

Für Hallengebäude – im Neubau wie im Bestand – empfehlen sich in dieser Hinsicht moderne Infrarotstrahler. Und das hat einfache Gründe.

1. Zukunftstechnologien wie Infrarotstrahler sind schon heute effizienter als gefordert

Das liegt am Wirkprinzip Infrarot. Infrarotstrahlen erwärmen Körper und Gegenstände, die sie absorbieren. Die Luft hingegen bleibt unberührt, wodurch so gut wie keine Warmluft entstehen, nach oben steigen und sich ungenutzt unter der Decke stauen kann. Neben der Konvektion kommt hier noch ein weiteres physikalisches Gesetz zum Tragen: Je höher die Temperatur einer Wärmequelle, desto geringer ihr unerwünschter konvektiver Anteil. Und das bedeutet: Mit Infrarotstrahlern verschwenden Sie kaum noch Energie, schonen Ressourcen und vermeiden unnötige CO2-Emissionen. Kombiniert mit Restwärmenutzung schießt diese Zukunftstechnologie deshalb schon heute deutlich über die Klimaschutzanforderungen hinaus.

2. Infrarotstrahler sind auch in wirtschaftlicher Hinsicht die richtige Wahl

Beim Modernisieren einer Heizung sollten Sie langfristig denken – und genau deshalb ist es wichtig, verlässliche Zukunftstechnologien zu nutzen. Denn die Anforderungen an Klimaschutz und Energieeffizienz werden nicht geringer. Es ist dann wenig sinnvoll, auf ein Heizsystem zu setzen, das ein x-Faches an Investitions- und Verbrauchskosten generiert oder das Sie in wenigen Jahren wieder austauschen müssen.

Durch die Übererfüllung der Klimaschutzanforderungen können Sie sich bei einem Infrarotstrahler hingegen sicher sein: Damit sind Sie langfristig gut aufgestellt – auch, was die Kosten betrifft. Denn Hallenheizungen verbrauchen über ihren Lebenszyklus hinweg etwa das sechs- bis zwanzigfache an Energiekosten im Vergleich zu den Investitionskosten. Doch Zukunftstechnologien wie Infrarotstrahler sind so effizient, dass sie bis zu 70 % Energie einsparen. Das senkt die Total Cost of Ownership enorm. Die Frage, warum Sie bei der Modernisierung auf Zukunftstechnologien setzen sollten, lässt sich daher auch aus wirtschaftlicher Sicht klar beantworten.

Doch ist ein gasbetriebenes System wirklich zukunftssicher?

Nun stellen Sie sich vielleicht gerade die Frage, was ein gasbetriebenes System (wie es ein Infrarotstrahler nun einmal ist) mit Zukunftstechnologien zu tun hat. Schließlich hält sich doch nachhaltig der Glaube, dass man bei Neubau- und Modernisierungsprojekten zur Nutzung erneuerbarer Energien verpflichtet ist– oder?

Diese Annahme beruht auf alten Fassungen der Gesetzgebung. Länger schon ist jedoch berücksichtigt, dass Hallengebäude aufgrund ihrer heiztechnischen Besonderheiten eigene Anforderungen haben. Das neue GEG schließlich nimmt dezentral beheizte Hallen mit einer Deckenhöhe von mehr als vier Metern deshalb von der Pflicht zu erneuerbaren Energien aus. Denn diese mögen zwar grundsätzlich eine sinnvolle Energiequelle sein, sind jedoch besonders in Hallengebäuden meist deutlich ineffizienter.

Beim Beheizen von Hallen gilt eindeutig der Leitsatz „Effizienz vor Substitution“. Für eine Heizung, die schnell und flexibel die benötigte Heizmenge zur Verfügung stellen soll, lohnt sich deshalb bislang in den meisten Fällen nur ein Medium: Erdgas. Es weist einen guten Primärenergiefaktor auf, ist umweltfreundlich und durch die kommende Zuspeisung von Wasserstoff (Power-to-Gas) auch noch zukunftsfähig.

Gas zählt auf dem Weg zur Klimaneutralität 2050 zu den wegweisenden Zukunftstechnologien

Gas gilt nicht nur als Brückentechnologie beim Kohleausstieg, sondern wird durch kontinuierlich steigende regenerative Anteile (Stichwort „grüner Wasserstoff) zum Zukunfts-Energieträger schlechthin. Denn Gas ist das einzige Energiemedium, das für uns in Deutschland eine Energiespeicherung ohne chemische Kontamination erlaubt. Darüber hinaus sind Speicher- und Transportmöglichkeiten durch das optimal ausgebaute Gasnetz in Deutschland hervorragend umgesetzt. Sobald Power-to-Gas flächendeckend in großindustriellen Prozessen verfügbar ist, werden gasbetriebene Heizsysteme endgültig zu den Zukunftstechnologien zählen.

Zukunftstechnologien bieten Ihnen bei Klimaschutzzielen und Wirtschaftlichkeit Sicherheit

Klimaschutzziele und -vorgaben werden Besitzer von Industrie- und Gewerbehallen in den nächsten Jahren vor gewaltige Herausforderungen stellen. Doch wer schon jetzt auf effiziente Zukunftstechnologien wie Infrarotstrahler setzt, kann hinter diese Aufgabe schon einen Haken setzen. Wenn Sie noch mehr zu zukunftssicheren Heizsystemen wissen wollen, empfehlen wir Ihnen weiterführend unseren Beitrag über WÄRME 4.0. Lesen Sie darin, wie Sie mit einer ganzheitlichen Sicht auf Wärmeversorgung alle Möglichkeiten des digitalen Zeitalters ausschöpfen und so einen weiteren Schritt in die Zukunft gehen.