Ipari fűtési rendszerek - mennyire biztonságos a gázellátás?

Az energiaárak horrorisztikus emelkedése, a Putyin által a szállítások leállításától való félelem, a megújuló energiák iránti igény az éghajlatváltozás elleni küzdelem érdekében - mindez jelenleg nagyfokú bizonytalanságot okoz. Érdemes-e még mindig gázüzemű ipari fűtési rendszerekbe beruházni? A válasz erre a kérdésre fontos. Mert ez határozza meg, hogy a kereskedelem és az ipar milyen gyorsan járul hozzá az energetikai átálláshoz. És hogy mennyire lehet majd gazdaságilag ésszerű módon teljesíteni a klímavédelem jövőbeli követelményét.

A lakó- és ipari épületek közötti különbség az, ahol a félreértés kezdődik.

A bizonytalanság nagy. Érdemes-e egyáltalán még beruházni a gázüzemű csarnokfűtésbe? A kételyeket a médiában megjelenő hírek is táplálják. Robert Habeck szövetségi gazdasági miniszter például egy merész kijelentés szerint be akarja tiltani az új gázfűtési rendszereket.¹⁾. A lényeges részleteket néha figyelmen kívül hagyják. A szövetségi miniszter ugyanis azt is elmondta, hogy a gázfűtési rendszerek "fokozatos kivezetése" csak a lakóépületek új gázfűtési rendszereire vonatkozik (többéves átmeneti időszakkal), de kifejezetten nem vonatkozik a gázüzemű ipari fűtési rendszerekre. Drasztikus energiatakarékossági potenciáljuk miatt az infravörös sugárzó fűtőberendezések a termelési, raktározási és egyéb csarnoképületekben gyakran az egyetlen ésszerű megoldás a hatalmas helyiségek rugalmas, gazdaságos és CO₂-takarékos fűtés.

Milyen lehetőségei vannak az iparágnak

Ha alaposan megvizsgálja a vállalatok rendelkezésére álló lehetőségeket, gyorsan világossá válik: az ideológiai megfontolásokon túlmenően a csarnokfűtés esetében egyértelmű a kép. Legyen szó gázról, villamos energiáról, olajról vagy hidrogénről: minden energiaforrás drága. A legmagasabbak a villamosenergia költségei. Ezt súlyosbítja a néha korlátozott elérhetőség. Ez különösen igaz a hidrogénre. A szakértők feltételezése szerint még körülbelül két évtizedbe telik, mire a zöld gáz teljesen felváltja a fosszilis metánt.

Milyen tények biztosítják a gazdasági döntést

A megfelelő ipari fűtési rendszer kiválasztásakor nagy jelentőséggel bírnak az üzletviteli kérdések. Ennek oka, hogy minden kereskedelmi vállalkozás elkötelezett a profitszerzés mellett. Az ipari fűtési rendszerek hosszú távú beruházások, amelyek üzemeltetési költségei az életciklus során hat-hússzorosan meghaladják a beruházás költségeit, még az energiaköltségek robbanásszerű növekedése előtt is. A fenntartható és gazdaságilag ésszerű döntés egyik vagy másik fűtési technológia mellett ezért mindig a következő kérdéseken alapul:

• Hogyan különböznek az összköltségek (fogyasztás, energia, beruházás)?
• Mennyire rugalmasak a rendszerek a következők szempontjából
  • Szabályozás,
  • kiigazítások, pl. a csarnok kihasználtságának változása esetén,
  • A különböző energiaforrások (beleértve a megújuló energiaforrásokat is) lehetséges felhasználási módjai?
• Pontosan hogyan illeszkedik a fűtés a csarnok használati profiljához?

E kérdések megválaszolásakor jobb, ha nem a spekuláció vezérel. Végül is az iparágnak megbízható gazdasági keretfeltételekre és megbízható tényekre van szüksége.

Miért van szükség a csarnokokban speciális fűtési rendszerekre

A csarnokok önálló épületkategóriát alkotnak. Magas belmagasságuk, helyiségméretük és változó használati profiljuk miatt alapvetően különböznek más épületektől. Az épülettípus szerinti kategorizálásnak ezért a következőnek kell lennie:

• Lakóépület (= többszintes épület),
• Többszintes nem lakóépületek (pl. irodaházak, klinikák, óvodák),
• Nem lakóépületek, nem emeletes építésű, négy métert meghaladó belmagasságú helyiségekkel (= csarnoképületek).

Ez a különbségtétel fontos a csarnokok számára megfelelő fűtési technológia és energiaforrás kiválasztása szempontjából. Az olyan többszintes épületek, mint a lakó- és irodaházak, óvodák vagy kórházak, amelyek körülbelül 2,50 méteres szabad magassággal rendelkeznek, viszonylag könnyen fűthetők. A négy és 40 méter közötti belmagasságú, több száz vagy akár ezer négyzetméteres alapterületű csarnokok viszont már csak épületfizikai okokból is igazi kihívást jelentenek a fűtéstechnológia szempontjából. Ha ezeket az épületeket funkcionálisan, gazdaságosan és ökológiailag ésszerű módon kívánja fűteni, akkor használja a Kifejezetten csarnokok számára kifejlesztett fűtési típusok.
Ezek közül a leghatékonyabbak közé tartoznak a modern ipari fűtőberendezések, például az infravörös sugárzó fűtőberendezések, amelyek földgázzal, folyékony gázzal vagy biogázzal működnek. Ezeknek a modern, nagy hatékonyságú technológiáknak azonban semmi közük az otthonokban vagy irodákban használt gázfűtési rendszerekhez.

Mennyi CO₂-csökkentési potenciál az ipari fűtési rendszerekben

Németországban az összes épület két százaléka felelős az épületekhez kapcsolódó energiafogyasztás és a kapcsolódó üvegházhatású gázkibocsátás 15 százalékáért. Érdemes tehát közelebbről megvizsgálni a csarnoképületeket. Hiszen kulcsszerepet játszanak az energiafordulat sikerében. A hangsúly itt a meglévő épületek energiahatékonyságának a jelenlegi új építési szabványokhoz való hozzáigazításán van. Az itt megvalósítható megtakarítási lehetőségeket a csarnoképületek energiahatékonyságának átfogó elemzése, röviden GAEEH-tanulmány elemzi.³⁾ a becslések szerint évi 59-89 milliárd kilowattóra, mintegy 6-89 milliárd kilowattóra, ami körülbelül A teljes éves energiafogyasztás 14 százaléka Helyiségek fűtése! A megtakarítási potenciál nagyjából 1:1 arányban oszlik meg a rendszer és a helyszíni intézkedések között. Egy csapásra a potenciál mintegy fele csak a rendszer (viszonylag olcsó) korszerűsítésével valósítható meg - körülbelül 38 milliárd kWh energiamegtakarítás p. a. (átlagérték). Ez éves szinten kb. nyolcmillió tonna üvegházhatású gáz CO₂. Azok a technológiák, amelyekkel ezek a megtakarítások elérhetők, már régóta rendelkezésre állnak, és viszonylag könnyen és költséghatékonyan megvalósíthatók.

Milyen fűtési rendszerekre van (nincs) szüksége az iparnak

A hőszivattyúk jelenleg a magánháztartásokban és más többszintes épületekben divatosak. A csarnoképítésben azonban a csekély rugalmasságuk, valamint a viszonylag magas beruházási és üzemeltetési költségeik miatt alkalmazásuk funkcionálisan és gazdaságilag kevésbé ésszerű. Ezekben az épületekben a decentralizált, gázüzemű ipari fűtőberendezések, például az infravörös sötét sugárzók jelentik a technika jelenlegi állását. Ezek a fűtőberendezések modern, nagy hatékonyságú rendszerek, és az ipari, kereskedelmi és kommunális épületekben - mind gazdasági, mind ökológiai szempontból - aranyszabványnak számítanak. Ennek több oka is van: ezek az ipari fűtőberendezések

• az energiafogyasztás fenntartható csökkentése 30-70 százalékkal⁴⁾
• gyors amortizációt és nagy környezeti előnyöket kínálnak
• gyorsan és pontosan reagál a változó fűtési igényekre
• Rugalmasan igazítható a felhasználás változásaihoz
• változtathatóan működtethető metánnal, zöld hidrogénnel és/vagy biogázzal
• kellemes, egyenletes, huzatmentes munkakörnyezet kialakítása
• kondenzációs kazántechnológiával bővíthető hibrid rendszerek és akár digitális csarnokfűtési rendszerek kialakításához is.
• gyakran az egyetlen ésszerű megoldást jelentik a meglévő épületek esetében.

Hogyan lehet megfékezni a robbanásszerűen növekvő energiaköltségeket

A decentralizált infravörös sötét sugárzók megtakarítási potenciálja az ipari fűtési ágazatban 30-70 százalék közötti. Nagyon hatékony eszközt jelentenek a növekvő energiaköltségek csökkentésére. A megtakarítási szakágban a rekordtartók közé tartoznak a digitalizált infravörös sötétsugárzók, ideális esetben kondenzációs kazántechnológiával kombinálva (hibrid rendszer). Ezeket a rendszereket kifejezetten a csarnokok sajátos helyiségméreteihez és használati körülményeihez tervezték. Nagyon egyszerűen, nagyon gazdaságosan és gyorsan megvalósíthatók. Egy észak-rajna-vesztfáliai gépipari vállalat gyakorlati példája mutatja, hogy ez a technológia mennyire érdekes az ipari és kereskedelmi vállalkozások számára.⁵⁾. A 6300 négyzetméteres csarnok fűtési energiaköltségei mintegy 65 százalékkal csökkenthetők: évi 71 500 euróról 25 000 euróra. A jelenlegi energiaárak alapján ez körülbelül 170 000 euróról 83 300 euróra, azaz mintegy 86 700 euró megtakarítást jelentene.⁶⁾.

Folyékony, bio vagy zöld - a modern ipari fűtési rendszerek bármilyen gázt használhatnak.

A decentralizált infravörös sötétsugárzók már régóta képesek regeneratív módon, például biogázzal üzemelni. Az új generációk hidrogénnel is működhetnek. A zöld gáz lehetővé teszi a gazdaság klímakímélő átszervezését és egyúttal Németország technológiai központként való megerősítését. Az "energiaátállás motorjaként" a H2-t világszerte a gazdaság szén-dioxid-mentesítésének és ezáltal a párizsi éghajlatvédelmi célok elérésének központi építőelemeként tartják számon. A zöld hidrogént tekintik az egyetlen módnak arra, hogy bizonyos ipari folyamatokat klímabaráttá tegyenek. Németország kiválóan kiépített gázellátási hálózatának előnyeit kihasználva nemzeti hidrogénstratégiája keretében ambiciózus célokat tűzött ki maga elé. A hidrogént 2050-re 100 százalékban megújuló energiából kell előállítani.⁷⁾.
Az azonban világos, hogy az átállási folyamat nem megy egyik napról a másikra. Eltart még egy ideig, amíg a zöld gáz elég nagy mennyiségben áll rendelkezésre ahhoz, hogy teljes mértékben fedezze az ipari keresletet. Még az átmeneti időszakban is fontos szerepet fognak játszani az olyan fűtési technológiák, mint az infravörös sötét sugárzók. Ezek változó arányú hidrogénkeverékeket használhatnak, és így kiegyenlíthetik a két energiaforrás változékony elérhetőségét. Ezek a technológiák már ma is rendelkezésre állnak, például a KÜBLER hatékony infravörös csarnokfűtési technológiája.

Hogyan biztosítja Németország a gázellátását

Miért nincs alternatívája a gáznak az ipar számára

Németország a világ negyedik legnagyobb ipari központja az USA, Kína és Japán után. A földgáz 31 százalékkal messze a legfontosabb ipari energiaforrás. Németországban több mint hétmillió munkahely függ a rendelkezésre állásától - és a bruttó nemzeti termék több mint 30 százalékával igen jelentős része a jólétünknek.⁸⁾.
A földgázt rövid távon nem lehet úgy helyettesíteni, hogy ne bénuljanak meg fontos termelési folyamatok, ne szűnjön meg sok munkahely, ne kerüljön veszélybe a nemzetközi versenyképesség és ne kerüljön veszélybe az ország szociális biztonsága. Hosszabb távon nincs alternatívája a földgáznak az ipar számára. Ebben minden párt és ország politikusa egyetért.

Hogyan biztosítja Németország a gázellátását

A gáz mint sokoldalú és rugalmas energiaforrás jelentősége Németország mint ipari helyszín számára nem az egyetlen érv, amely a gáz mellett szól. A gázalkalmazások magas hatékonysága és a kiválóan fejlett infrastruktúra szintén értékes árucikké teszi ezt az alacsony szén-dioxid-kibocsátású energiaforrást. Ezért dolgozunk keményen a németországi gázellátás biztosításán. A politikusok több irányban dolgoznak:

• Az energiahatékonyság előmozdítása, azaz a lehető legkevesebb energia felhasználása,
• Az LNG rendelkezésre állásának növelése,
• Töltse fel a gáztároló tartályokat,
• Felgyorsítani a zöld gáz felhasználását.

Ezek az intézkedések a BWMK három fontos célját szolgálják. A politikusok minél hamarabb függetlenné akarják tenni Németországot az orosz energiaellátástól. Ugyanakkor a munkahelyek és technológiai központunk nemzetközi versenyképessége továbbra is biztosítva kell, hogy legyen. Harmadszor pedig a gazdaság dekarbonizációját kell előmozdítani a párizsi klímacélok elérése érdekében.

Jelentős előrelépés a függetlenség felé vezető úton

Jelentős előrelépés történt a németországi energiaellátás szélesebb alapokra helyezése felé vezető úton. Az orosz gáztól és olajtól való függőség az előző évhez képest mintegy 20 százalékkal csökkent. Az olaj esetében mintegy 35 százalékról 12 százalékra, a gáz esetében pedig mintegy 55 százalékról mindössze 35 százalékra. Még drasztikusabban, 50 százalékról 8 százalékra csökkent a szénimport a behozatali tilalom következtében.⁹⁾.

Hogyan nyújt nagyfokú ellátásbiztonságot a folyékony gáz

Az új LNG-terminálok tervezése és megvalósítása Európa-szerte fellendülőben van - mind szárazföldi, mind tengeri területen. Az olyan országok, mint Franciaország, Olaszország és Spanyolország jóval előttünk járnak. A kisebb üzemek mellett jelenleg 29 megfelelő kapacitású üzem működik Európában.¹⁰⁾. Most Németország rekordidő alatt követi a példát. Május elején került sor az első úszó LNG-terminál cölöpözésére Wilhelmshavenben. Németország "függetlenségi nyilatkozata" Putyin gázától rekordidő alatt épül, és a tervek szerint 2022 végén üzembe helyezik. A május 20-án elfogadott LNG-gyorsító törvény hatására gyors egymásutánban további terminálok következnek majd, például Stade és Brunsbüttelben.

Eddig az LNG-t a belgiumi és hollandiai terminálokon táplálták be az európai csővezeték-hálózatba, és szállították Németországba. Az LNG (cseppfolyósított földgáz) olyan földgáz, amelyet -162 °C körüli hőmérsékleten cseppfolyósítanak, és ezután már csak az eredeti térfogatának töredékét (1:600) igényli. Az LNG nagy előnye, hogy gyakorlatilag a világ bármelyik piacán megvásárolható és hajóval szállítható. Az LNG az az energiaforrás, amely a megújuló energiák nagyarányú felhasználásáig tartó átmeneti időszakban nagyfokú ellátásbiztonságot nyújt.

A gáztároló tartályok feltöltésének módja

Ami a gázellátás biztonságát illeti, több kiigazítás is folyamatban van, beleértve a német gáztárolók töltöttségi szintjét. Ezeket jelenleg lépésről lépésre töltik fel - október 1-jéig legalább 80 százalékra, november 1-jéig pedig 90 százalékra. Ez akkor 229,5 terawattóra kapacitásnak felelne meg, ami elegendő lenne az éves gázfogyasztás mintegy negyedének fedezésére és a tél átvészelésére, még akkor is, ha Oroszország elzárná a gázcsapot.

Gyakorlati tippek: Mit tanácsolnak most a szakértők

Gyakorlati tipp 1: Gyorsan és hatékonyan semlegesítse a fűtési energia áremelkedését

Az energiaárak az elmúlt hónapokban új magasságokba emelkedtek. Májusban egy megawattóra (MWh) a holland TTF tőzsdén körülbelül tízszer-hússzor annyiba került, mint egy évvel ezelőtt.¹¹⁾. A szakértők azt javasolják, hogy jövő télen tompítsák ezeket a hatalmas áremelkedéseket:

• A csarnoképületek fűtéstechnológiájának megismerése azzal a céllal, hogy minden lehetséges eszközt kihasználjanak a megtakarítások érdekében.
• az energiafogyasztás minél gyorsabb csökkentése érdekében,
• gazdaságos és jövőálló technológiák alkalmazása,
• megújuló energiák.

Gyakorlati tipp 2: Használja ki a hatékonysági potenciált a lehető leggyorsabban

A csarnoképületek méretük és nagy belmagasságuk miatt sokkal több energiát fogyasztanak, mint például az irodaházak vagy más többszintes épületek, ha télen melegnek kell lenniük. Ugyanakkor gyakran túl sok energiát pazarolnak el. Ennek okai:

• elavult vagy nem hatékony rendszertechnológia,
• Pontatlan ellenőrzés,
• a fűtés nem felel meg a csarnok használati profiljának,
• Más fontos potenciális megtakarítási lehetőségeket, például a maradékhőt, figyelmen kívül hagyják.

A csarnoképületekben való használatra kifejlesztett speciális, gáznemű energiaforrásokkal működő decentralizált ipari fűtési rendszerek gyakran 30-70 százalékos megtakarítást kínálnak. Ezek gyorsan, költséghatékonyan és gazdaságosan valósíthatók meg.

Gyakorlati tipp 3: Ne az időjárást hajszolja

Az ipari fűtőberendezések, például az infravörös sötét sugárzók nagyon rugalmasan alkalmazkodnak a különböző felhasználási igényekhez, függetlenül attól, hogy fosszilis tüzelőanyaggal vagy regeneratív energiával működnek. Ezért megfelelnek az ipar egy másik fontos követelményének, amelynek spontán módon kell alkalmazkodnia a dinamikus piaci igényekhez. Az infravörös sötét sugárzók gyors felfűtési idővel rendelkeznek. Ez azt jelenti, hogy szükség esetén rövid időn belül további műszakokat lehet indítani. Ezenkívül az egyes csarnokzónák egyedileg szabályozhatók - csak azokon a területeken történik fűtés, ahol éppen dolgoznak.
A rugalmasság az egyik fontos pont, amelyben a gázüzemű csarnokfűtési rendszerek különböznek a melegvíz-alapú technológiáktól (pl. hőszivattyúk). A hőszivattyúk hasznosak otthon vagy irodákban. Ezek a melegvíz-alapú rendszerek tehetetlenségük miatt nehezen tudnak megfelelni az ipar dinamikus igényeinek. Ezenkívül hatalmas helyigényük van akár a csarnok mennyezete alatt, akár a padlóban, és itt is korlátozzák a rugalmasságot. Például gépek felállításakor vagy a csarnok használatának megváltoztatásakor. A padlófűtés beépítése után a padlót már nem lehet könnyen kifúrni a gépek áthelyezéséhez vagy újbóli telepítéséhez.

4. gyakorlati tipp: Optimalizálja az ipari fűtési rendszer működését

A leggazdaságosabb fűtési rendszer az, amelyre nincs szüksége. A szakértők ezért azt tanácsolják:

• Csak olyan rendszereket használjon, amelyek gyors felfűtési időt biztosítanak és rugalmasak.
• Csak ott fűtsön, ahol valóban magas minőségű hőre van szükség az emberek számára.
• A csarnok nem látogatott területein időben csökkentse a hőmérsékletet.

Egyébként: Az integrált energiagazdálkodási rendszerekkel (pl. a KÜBLER E.M.M.A.) ellátott intelligens fűtésvezérlők átláthatóságot teremtenek a fűtési folyamat releváns paramétereiről, és segítenek a fűtési folyamat automatikus optimalizálásában. A rendszer optimalizált működése önmagában akár 20 százalékos megtakarítási potenciált kínál.

Hivatkozások

1) Forrás: https://www.report-k.de/wirtschaftsminister-habeck-will-verbot-neuer-gasheizungen/
2) Az árösszehasonlítás alapja: Legolcsóbb tarifa, 12 hónapos futamidő.
Villany, kereskedelmi gáz: fűtőolaj: heizoel24.de, 10.000 liter (kb. 10 kWh/l); pellet: HeizPellets24.de, 20.000 kg (5 kWh/kg).
3) A "Gesamtanalyse Energieeffizienz von Hallengebäuden" című tanulmány (ITG Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden és University of Kassel, Department of Building Physics, 2009-2011) a következő adatokon alapul:

• A helyiségek fűtésére felhasznált összes energiafogyasztás Németországban: 625 milliárd kWh, ebből
• A lakóépületek fűtésének aránya (18 millió): 428 milliárd kWh,
• A helyiségek fűtésének aránya a beltéri épületekben (359 000 az 1960 és 2009 között épült 1,5 millió nem lakóépületből 359 000): 116 milliárd kWh,
• Az egyéb nem lakóépületek (1,14 millió) helyiségfűtésének aránya: 81 milliárd kWh,

A csarnoképületek felújítási potenciálja: 64 százalék.
A dena Building Report 2022 nem foglalkozik külön a csarnoképületekkel. Azonban mind az épületállomány, mind a klímával korrigált hőfogyasztás 2019-ben tovább emelkedett.
4) A KÜBLER energiatakarékos csarnokfűtési rendszerei a hagyományos eszközökhöz képest.
5) Energetikai felújítási projekt a H.Y.B.R.R.I.D.-vel (sötét radiátorok, kondenzációs kazántechnológia és digitális vezérlés a KÜBLER GmbH Energiesparende Hallenheizungen, Ludwigshafen-től).
6) Számítási alap: eredeti energiaár a gáz/olaj keverékben Ø kb. 0,05 euró/kWh, jelenlegi energiaár: Ø 0,13 euró/kWh.
7) https://www.pwc.de/de/energiewirtschaft/wasserstoff-ein-essentieller-baustein-der-energiewende/chance-zur-dekarbonisierung-gruener-wasserstoff-als-motor-der-energiewende.html?utm_source=google.com&utm_medium=cpc&utm_campaign=XM_trustintransformation_SV&utm_content=text&utm_term=gr%C3%BCner%20wasserstoff
8) https://www.zdf.de/nachrichten/wirtschaft/gasversorgung-energiesicherheit-deutschland-pipelines-russland-100.html
9) Handelsblatt 01/05/2022, https://www.handelsblatt.com/politik/international/import-deutschland-verringert-energieabhaengigkeit-von-russland/28293452.html
10) Forrás: Chemietechnik 25/02/2022, https://www.chemietechnik.de/energie-utilities/interaktive-karte-lng-terminals-in-europa-802.html
11) https://www.handelsblatt.com/politik/energiekrise-gaspreis-bricht-alle-rekorde-forderung-nach-preisdeckel/28139228.html

A teljes fehér könyv letölthető itt: Ipari fűtés - mennyire biztonságos a gázellátás?