Industriella värmesystem - hur säker är gasförsörjningen?

Skillnaden mellan bostads- och industribyggnader är där missförståndet börjar

Osäkerheten är stor. Är det fortfarande värt att investera i gasdriven hallvärme överhuvudtaget? Tvivlen underblåses också av medierapporteringen. Den federala ekonomiministern Robert Habeck vill till exempel ha ett förbud mot nya gasuppvärmningssystem, enligt ett djärvt uttalande¹⁾. Relevanta detaljer förbises ibland. Förbundsministern sade nämligen också att „utfasningen“ av gasvärmesystem endast gäller nya gasvärmesystem för bostadshus (med en övergångsperiod på flera år), men uttryckligen inte gasdrivna industriella värmesystem. På grund av sin drastiska energibesparingspotential är infraröda värmestrålare ofta det enda vettiga alternativet för att värma upp de enorma rumsvolymerna i produktions-, lager- och andra hallbyggnader på ett flexibelt, ekonomiskt och CO₂-besparande sätt till jämförelsevis låga investeringskostnader.

Vilka alternativ har branschen?

Om man noggrant granskar de alternativ som står till buds för företagen blir det snabbt tydligt: bortom ideologiska överväganden finns det en tydlig bild när det gäller uppvärmning av hallar. Oavsett om det handlar om gas, el, olja eller vätgas: alla energikällor är dyra. De högsta kostnaderna är för el. Detta förvärras av den ibland begränsade tillgängligheten. Detta gäller i synnerhet för vätgas. Experter räknar med att det kommer att ta ytterligare cirka två decennier innan den gröna gasen helt kan ersätta fossil metan.

Vilka fakta säkerställer ett ekonomiskt beslut

Företagsledningsfrågor är av stor betydelse när man letar efter rätt industriellt värmesystem. Detta beror på att alla kommersiella företag är inriktade på att göra vinst. Industriella värmesystem är långsiktiga investeringar vars driftskostnader överstiger investeringens kostnader med en faktor sex till 20 under livscykeln, även före explosionen av energikostnaderna. Ett hållbart och ekonomiskt förnuftigt beslut till förmån för den ena eller andra uppvärmningstekniken baseras därför alltid på följande frågor:

• Hur skiljer sig de totala kostnaderna (förbrukning, energi, investering) åt?
• Hur flexibla är systemen när det gäller
  • Reglering,
  • Justeringar, t.ex. vid förändrat hallutnyttjande,
  • Möjliga användningsområden för olika energikällor (inklusive förnybara)?
• Hur exakt matchar uppvärmningen hallens användningsprofil?

När man svarar på dessa frågor är det bättre att inte låta sig vägledas av spekulationer. Vad branschen behöver är trots allt tillförlitliga ekonomiska ramvillkor och tillförlitliga fakta.

Varför hallar behöver särskilda värmesystem

Hallar är en byggnadskategori i sig själv. De skiljer sig väsentligt från andra byggnader genom sin takhöjd, rumsstorlek och varierande användningsprofiler. Kategoriseringen efter byggnadstyp bör därför vara enligt följande:

• Bostadshus (= flervåningshus),
• Icke-bostadshus i flervåningshus (t.ex. kontorsbyggnader, kliniker, förskolor),
• Icke-bostadshus i icke-storskalig konstruktion med rumshöjder > fyra meter (= hallbyggnader).

Denna distinktion är viktig när man ska välja rätt uppvärmningsteknik och energikälla för hallar. Flervåningshus som bostads- och kontorsbyggnader, förskolor eller sjukhus med en takhöjd på cirka 2,50 meter är relativt enkla att värma upp. Hallar med en takhöjd på fyra till 40 meter och en golvyta på flera hundra eller till och med tusen kvadratmeter är däremot en verklig utmaning när det gäller uppvärmningsteknik, enbart av byggnadsfysikaliska skäl. Om du vill värma upp dessa byggnader på ett funktionellt, ekonomiskt och ekologiskt förnuftigt sätt ska du använda Uppvärmningstyper speciellt utvecklade för hallar.
Bland de mest effektiva av dessa är moderna industriella värmare som infraröda värmestrålare som drivs med naturgas, flytande gas eller biogas. Dessa moderna högeffektiva tekniker har dock inget gemensamt med gasvärmesystem som används i bostäder eller på kontor.

Hur stor potential för CO₂-reduktion det finns i industriella värmesystem

Två procent av alla byggnader i Tyskland står för 15 procent av den byggnadsrelaterade energiförbrukningen och de därmed sammanhängande utsläppen av växthusgaser. Det är därför värt att ta en närmare titt på hallbyggnader. De spelar trots allt en nyckelroll när det gäller att lyckas med energiomställningen. Fokus ligger här på att uppgradera energieffektiviteten i befintliga byggnader till aktuella nybyggnadsstandarder. De potentiella besparingar som kan realiseras här analyseras i den övergripande analysen av hallbyggnaders energieffektivitet, förkortad GAEEH-studien.³⁾ beräknas uppgå till 59-89 miljarder kilowattimmar per år, cirka 6 14 procent av den totala årliga energiförbrukningen Rumsuppvärmning! Besparingspotentialen fördelas ungefär 1:1 mellan åtgärder i systemet och på plats. I ett slag skulle cirka hälften av potentialen kunna realiseras enbart genom (relativt billig) systemmodernisering - cirka 38 miljarder kWh i energibesparingar p.a. (medelvärde). Detta motsvarar en årsekvivalent på ca. åtta miljoner ton av växthusgasen CO₂. De tekniker med vilka dessa besparingar kan uppnås har funnits tillgängliga under lång tid och kan implementeras relativt enkelt och kostnadseffektivt.

Vilka värmesystem industrin (inte) behöver

Värmepumpar är för närvarande på modet i privata hushåll och andra flervåningshus. I hallbyggnader är det dock mindre funktionellt och ekonomiskt meningsfullt att använda dem på grund av deras låga flexibilitet och relativt höga investerings- och driftskostnader. I dessa byggnader är decentraliserade, gasdrivna industriella värmare, t.ex. infraröda mörka radiatorer, den senaste tekniken. Dessa värmare är moderna, högeffektiva system och anses vara den gyllene standarden i industriella, kommersiella och kommunala byggnader - både ekonomiskt och ekologiskt. Det finns flera skäl till detta: dessa industriella värmare

• minska energiförbrukningen med 30-70 procent på ett hållbart sätt⁴⁾
• erbjuder snabb amortering och stora miljöfördelar
• reagera snabbt och exakt på förändrade värmebehov
• Kan flexibelt anpassas till förändringar i användningen
• kan drivas variabelt med metan, grön vätgas och/eller biogas
• skapa en behaglig, jämn och dragfri arbetsmiljö
• kan byggas ut med kondenserande pannor för att skapa hybridsystem och till och med digitala hallvärmesystem
• är ofta den enda vettiga lösningen för befintliga byggnader

Hur exploderande energikostnader kan begränsas

Besparingspotentialen för decentraliserade infraröda mörka radiatorer i den industriella uppvärmningssektorn är mellan 30 och 70 procent. De utgör en mycket effektiv hävstång för att minska de stigande energikostnaderna. Rekordhållare i besparingsdisciplinen är digitaliserade infraröda mörka radiatorer, helst i kombination med kondenserande pannteknik (hybridsystem). Dessa system är särskilt utformade för de speciella rumsdimensionerna och användningsförhållandena i hallar. De kan implementeras mycket enkelt, mycket ekonomiskt och snabbt. Det praktiska exemplet från ett mekaniskt verkstadsföretag i Nordrhein-Westfalen visar hur intressant denna teknik är för industriella och kommersiella företag⁵⁾. Där skulle energikostnaderna för uppvärmning av den 6.300 kvadratmeter stora hallytan kunna sänkas med cirka 65 procent: från 71.500 euro per år till 25.000 euro. Med dagens energipriser skulle detta innebära en kostnadsminskning från cirka 170 000 euro till cirka 83 300 euro - en besparing på cirka 86 700 euro.⁶⁾.

Flytande, bio eller grön - moderna industriella värmesystem kan använda alla typer av gas

Decentraliserade infraröda mörkerstrålare har länge kunnat drivas regenerativt, t.ex. med biogas. De nya generationerna kan också drivas med vätgas. Grön gas gör det möjligt att omforma ekonomin på ett klimatvänligt sätt och samtidigt stärka Tyskland som ett teknikcentrum. Som „motorn i energiomställningen“ ses H₂ över hela världen som en central byggsten för att minska koldioxidutsläppen i ekonomin och därmed för att uppnå Paris klimatskyddsmål. Grön vätgas ses som det enda sättet att göra vissa industriella processer klimatvänliga. Tyskland drar nytta av sitt välutvecklade gasförsörjningsnät och har satt upp ambitiösa mål som en del av sin nationella vätgasstrategi. Vätgas ska produceras av 100 procent förnybar energi senast 2050⁷⁾.
Det står dock klart att omställningsprocessen inte kommer att ske över en natt. Det kommer att ta tid innan grön gas finns tillgänglig i tillräckligt stora mängder för att helt täcka industrins efterfrågan. Även under övergångsperioden kommer uppvärmningstekniker som infraröda mörka radiatorer att spela en viktig roll. De kan använda vätgasblandningar med varierande andelar och på så sätt balansera den varierande tillgången på båda energikällorna. Dessa tekniker finns redan tillgängliga idag, till exempel KÜBLERs effektiva infraröda hallvärmeteknik.

Så säkrar Tyskland sin gasförsörjning

Varför det inte finns något alternativ till gas för industrin

Tyskland är det fjärde största industricentret i världen efter USA, Kina och Japan. Med en andel på 31 procent är naturgas den överlägset viktigaste energikällan för industrin. Över sju miljoner jobb i Tyskland är beroende av tillgången på naturgas - och med över 30 procent av bruttonationalprodukten är den en mycket viktig del av vårt välstånd⁸⁾.
Gasen kan inte ersättas på kort sikt utan att viktiga produktionsprocesser lamslås, många arbetstillfällen går förlorade, den internationella konkurrenskraften äventyras och den sociala tryggheten i landet riskeras. Det finns inget alternativ till naturgas för industrin på längre sikt. Det är politiker från alla partier och länder överens om.

Så säkrar Tyskland sin gasförsörjning

Gas är en mångsidig och flexibel energikälla som inte bara är viktig för Tyskland som industriellt centrum. Den höga effektiviteten i gasapplikationer och den välutvecklade infrastrukturen gör också denna koldioxidsnåla energikälla till en värdefull råvara. Det är därför vi arbetar hårt för att säkra gasförsörjningen i Tyskland. Politikerna arbetar i flera riktningar:

• Främja energieffektivitet, d.v.s. använda så lite energi som möjligt,
• Öka tillgången på LNG,
• Fylla gaslagertankar,
• Påskynda grön gas.

Dessa åtgärder bidrar till att uppfylla tre viktiga mål för BWMK. Politikerna vill göra Tyskland oberoende av ryska energileveranser så snabbt som möjligt. Samtidigt ska jobben och den internationella konkurrenskraften för vårt teknikcentrum förbli säkra. Och för det tredje ska utfasningen av fossila bränslen i ekonomin drivas framåt för att uppnå klimatmålen från Paris.

Betydande framsteg på vägen mot självständighet

Betydande framsteg har gjorts på vägen mot en bredare bas för energiförsörjningen i Tyskland. Beroendet av rysk gas och olja har minskat med cirka 20 procent jämfört med föregående år. När det gäller olja från cirka 35 procent till 12 procent, och när det gäller gas från cirka 55 procent till bara 35 procent. Ännu mer drastiskt har kolimporten minskat från 50 procent till 8 procent till följd av importförbudet⁹⁾.

Hur flytande gas ger stor försörjningstrygghet

Planeringen och förverkligandet av nya LNG-terminaler blomstrar i hela Europa - både på land och till havs. Länder som Frankrike, Italien och Spanien ligger långt före oss. Förutom mindre anläggningar är 29 anläggningar med relevant kapacitet för närvarande i drift i Europa¹⁰⁾. Nu följer Tyskland efter på rekordtid. Pålningen för den första flytande LNG-terminalen i Wilhelmshaven ägde rum i början av maj. Tysklands „självständighetsförklaring“ från Putins gas byggs på rekordtid och ska enligt planerna tas i drift i slutet av 2022. Ytterligare terminaler kommer att följa i snabb följd, till exempel i Stade och Brunsbüttel, drivna av LNG Acceleration Act som antogs den 20 maj.

Hittills har LNG matats in i det europeiska rörledningsnätet vid terminalerna i Belgien och Nederländerna och transporterats till Tyskland. LNG (liquefied natural gas) är naturgas som kondenseras vid temperaturer på cirka -162 °C och då bara behöver en bråkdel av sin ursprungliga volym (1:600). Den stora fördelen med LNG är att den kan köpas på i stort sett alla marknader i världen och transporteras med fartyg. LNG är den energikälla som erbjuder störst försörjningstrygghet under övergångsperioden fram till storskalig användning av förnybar energi.

Hur lagringstankarna för gas fylls på

När det gäller försörjningstryggheten för gas görs flera justeringar, bland annat av fyllnadsgraden i de tyska gaslagren. De fylls för närvarande på steg för steg - till minst 80 procent den 1 oktober och 90 procent den 1 november. Detta skulle i så fall motsvara en kapacitet på 229,5 terawattimmar - tillräckligt för att täcka cirka en fjärdedel av den årliga gasförbrukningen och ta oss igenom vintern, även om Ryssland skulle stänga av gaskranen.

Praktiska tips: Vad experter rekommenderar nu

Praktiskt tips 1: Neutralisera prishöjningar på uppvärmningsenergi snabbt och effektivt

Energipriserna har stigit till nya höjder de senaste månaderna. I maj kostade en megawattimme (MWh) på den nederländska TTF-börsen cirka tio till 20 gånger så mycket som för ett år sedan¹¹⁾. Experter rekommenderar att dessa enorma prishöjningar dämpas nästa vinter:

• Lära sig förstå uppvärmningstekniken i hallbyggnader i syfte att utnyttja alla möjliga spakar för att göra besparingar
• att minska energiförbrukningen så snabbt som möjligt,
• att använda ekonomisk och framtidssäkrad teknik,
• förnybara energikällor.

Praktiskt tips 2: Utnyttja effektiviseringspotentialen så snabbt som möjligt

På grund av sin storlek och takhöjd förbrukar hallbyggnader mycket mer energi än till exempel kontorshus eller andra flervåningshus, om de ska vara varma på vintern. Ofta slösas det dock bort alldeles för mycket energi. Anledningarna till detta:

• föråldrad eller ineffektiv systemteknik,
• Felaktig kontroll,
• uppvärmningen inte är anpassad till hallens användningsprofil,
• Andra viktiga potentiella besparingar, t.ex. restvärme, förbises.

Speciella decentraliserade industriella värmesystem med gasformiga energikällor som utvecklats för användning i hallbyggnader erbjuder ofta imponerande besparingar på 30 - 70 procent. Dessa kan realiseras snabbt, kostnadseffektivt och ekonomiskt.

Praktiskt tips 3: Jaga inte vädret

Industriella värmare som infraröda mörka radiatorer kan anpassas mycket flexibelt till olika användningskrav, oavsett om de drivs med fossila bränslen eller regenerativ energi. De uppfyller därmed ett annat viktigt krav från industrin, som kan behöva anpassa sina processer spontant till dynamiska marknadskrav. Infraröda mörkerstrålare har snabb uppvärmningstid. Detta innebär att extra skift kan köras med kort varsel om det behövs. Dessutom kan enskilda hallzoner styras individuellt - uppvärmning sker endast i de områden där arbete utförs.
Flexibilitet är en av de viktigaste punkterna där gasdrivna hallvärmesystem skiljer sig från varmvattenbaserade tekniker (t.ex. värmepumpar). Värmepumpar är användbara i hemmet eller på kontor. Dessa varmvattenbaserade system kan knappast uppfylla industrins dynamiska krav på grund av sin tröghet. Dessutom kräver de enormt mycket utrymme, antingen under halltaket eller i golvet, och begränsar även flexibiliteten här. Till exempel vid uppställning av maskiner eller vid ändrad användning av hallen. När golvvärmen väl har installerats kan man inte längre enkelt borra i golvet för att flytta eller installera maskiner.

Praktiskt tips 4: Optimera driften av ditt industriella värmesystem

Det mest ekonomiska värmesystemet är det som du inte behöver. Experter ger därför råd:

• Använd endast system med snabb uppvärmningstid och som är flexibla.
• Endast värme där högkvalitativ värme verkligen behövs för människor.
• Sänk temperaturen i de delar av hallen som inte besöks i god tid.

Förresten..: Intelligenta värmeregleringar med integrerade energihanteringssystem (t.ex. EMMA från KÜBLER) skapar transparens om de relevanta parametrarna i din värmeprocess och hjälper till att automatiskt optimera värmedriften. Enbart den optimerade driften av systemet ger en besparingspotential på upp till 20 procent.

Referenser

1) Källa: https://www.report-k.de/wirtschaftsminister-habeck-will-verbot-neuer-gasheizungen/
2) Grund för prisjämförelsen: Billigaste pris, löptid 12 månader.
Elektricitet, kommersiell gas: Verivox, mängd 100.000 kWh; eldningsolja: heizoel24.de, mängd 10.000 liter (ca 10 kWh/l); pellets: HeizPellets24.de, mängd: 20.000 kg (5 kWh/kg).
3) Studien "Gesamtanalyse Energieeffizienz von Hallengebäuden" (ITG Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden och University of Kassel, Department of Building Physics, 2009-2011) baseras på följande siffror:

• Total energiförbrukning för rumsuppvärmning i Tyskland: 625 miljarder kWh, varav
• Andel rumsuppvärmning i bostadshus (18 miljoner): 428 miljarder kWh,
• Andel rumsuppvärmning i inomhusbyggnader (359.000 av 1,5 miljoner byggnader som inte är bostäder, byggda mellan 1960 och 2009): 116 miljarder kWh,
• Andel rumsuppvärmning i andra byggnader än bostadshus (1,14 miljoner): 81 miljarder kWh,

Renoveringspotential för hallbyggnader: 64 procent.
Dena Building Report 2022 tar inte specifikt upp hallbyggnader. Både byggnadsbeståndet och den klimatjusterade värmeförbrukningen fortsatte dock att öka under 2019.
4) Energibesparande hallvärmesystem från KÜBLER jämfört med konventionella enheter.
5) Energirenoveringsprojekt med H.Y.B.R.I.D. (mörka radiatorer, kondenserande pannteknik och digital styrning från KÜBLER GmbH Energiesparende Hallenheizungen, Ludwigshafen)
6) Beräkningsgrund: ursprungligt energipris i gas/oljemixen Ø ca 0,05 Euro / kWh, aktuellt energipris: Ø 0,13 Euro / 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) Källa: 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

Ladda ner hela vitboken här: Industriell uppvärmning - hur säker är gasförsörjningen?