Der Weg zur betrieblichen Energiebilanz

Eine betriebsweite Energiebilanz stellt die Energie- und Medienströme dar. Sie zeigt auf, wo die Energie dem Betrieb zugeführt wird und an welchen Stellen Energie dem Betrieb verloren geht.

Da bei gleicher prozentualer Energieeinsparung die absolute Einsparung immer bei großen Energie- und Stoffströmen am größten ist, erfolgt eine Erfassung der Verbräuche immer vom in den Betrieb eintretenden Energie- und Stoffstrom hin bis zum kleinen Verbraucher.

Bei kleinen Betrieben reicht dabei oft der Hauptzähler, weil nur ein (Haupt-)Verbraucher vorhanden ist.

Je umfangreicher und komplexer die Prozesse im Textilreinigungsbetrieb sind, umso sinnvoller ist eine größere Detailtiefe der Datenerfassung. Im Detail müssen alle Kernprozesse separat erfasst und analysiert werden, um anschließend ganzheitliche Einsparkonzepte für den Betrieb erarbeiten zu können.

In der folgenden Abbildung ist beispielhaft eine einfache Energie- und Wasserbilanz dargestellt, die mit den vorhandenen Daten der Energieversorger und wenigen Messstellen erstellt werden kann. Oft sind in den Betrieben Verbrauchszähler für Speisewasser (Dampferzeuger) vorhanden, so dass – in diesem Beispiel – die Differenz von Gesamtverbrauch und Dampferzeugerverbrauch den Wasserbedarf der Waschschleudermaschine (WSM) ergibt.

Wie aus den Zahlen der Abbildung zu sehen ist, verfügt der Betrieb über einen Erdgas- und einen Dampfmengenzähler am Dampferzeuger, der der einzige Erdgasverbraucher ist. Aus den Werten dieser Zähler kann die Effizienz des Dampferzeugers ermittelt werden:

Mit den Zahlen kann der Nutzungsgrad wie folgt berechnet werden:

In unserem Beispiel hätte der Dampferzeuger einen Nutzungsgrad von nur 43 Prozent. Die restliche Energie von 57 MWh (oder 57 %) gehen durch Abgas- und sonstige Verluste (u.a. Oberflächenverluste, Abschlämmen/Absalzen) verloren.

Nutzungsgrad ist das Verhältnis einer Nutzenergiemenge (Dampf, Strom, Druckluft) zur zugeführten Menge „Rohenergie“ einer Anlage im realen Betrieb über einen gewählten Zeitraum (z.B. 1 Tag, 1 Monat oder 1 Jahr). Der Nutzungsgrad ist (mit Ausnahme der Wärmepumpe bzw. Kältemaschine) immer kleiner als 100 %: der Nutzen kann nicht größer als der Aufwand sein (Energieerhaltungssatz). Je näher der Nutzungsgrad an 100 % liegt, desto effektiver ist der Umwandlungsprozess.

Wärmepumpen (und Kältemaschinen) stehen nur scheinbar im Widerspruch zum Energieerhaltungssatz. Tatsächlich kann pro eingesetzte Kilowattstunde elektrischer Energie mehr als eine Kilowattstunde Nutzenergie in Form von Wärme gegenüberstehen. Der Wärmegewinn wird jedoch einer Wärmequelle (z.B. Abluft, Abwasser etc.) entzogen. Der Jahresnutzungsgrad für Wärmepumpen in Textilreinigungen sollte für einen wirtschaftlichen Betrieb größer als 5 sein.

MERKE:   Die übliche Angabe eines Wirkungsgrades, der sich auf Volllastbetrieb bezieht, ist für die Jahresenergiebilanz und Wirtschaftlichkeitsberechnung ungeeignet. Um realistische Werte zu erhalten, sollte der Anwender den tatsächlichen Nutzungsgrad in seinem Betrieb berechnen und regelmäßig überprüfen (lassen). Literatur- und Herstellerangaben zu Brennwerttechnik weisen ebenfalls oft Wirkungsgrade über 100% aus. Solche Wirkungsgrade beziehen sich auf den niedrigeren Heizwert!

Mit einer Energiebilanz nach dem Beispiel der obigen Abbildung kann der Betrieb bereits seine ersten „Problemstellen“ erkennen:

  • Der Dampferzeuger ist nicht optimal, er setzt zu wenig Energie in Dampf um. Erste Sichtprüfungen auf Leckagen, fehlende Dämmelemente und falsche Einstellungen können bereits größere Einsparungen bringen. Weitere Ursachen und Lösungsmöglichkeiten sollten mit einem Spezialisten ermittelt werden.
  • Der Kühlturm führt den Großteil der zugeführten Energie der Textilreinigungsmaschine ab.
  • Die sonstigen Verluste sind mit rund 25 % so hoch, dass weitere Untersuchungen nach den dort bedeutendsten Ursachen sinnvoll erscheinen. Dazu können zusätzliche Zähler fest installiert oder von externen Beratern zeitlich befristet Messgeräte ausgeliehen und angebracht werden.
  • Für weitere Aussagen, insbesondere bezüglich es Stromverbrauchs, werden weitere Daten benötigt. Nennenswerte Anteile am Stromverbrauch haben vor allem „Dauerläufer“ wie Kompressoren, Pumpen und Ventilatoren und die Textilreinigungsmaschine.
  • Zur Abschätzung des Einflusses eines Verbrauchers helfen manchmal Betriebsstundenzähler und ggf. einmalige Verbrauchsmessungen. Der Energieverbrauch eines Kompressors im Ein/Aus-Betrieb kann damit ausreichend genau ermittelt und sein Anteil am Gesamtstromverbrauch berechnet werden.

Erstellung einer einfachen Energie- und Ressourcenbilanz

Für die Erstellung einer einfachen Energie- und Ressourcenbilanz auf Jahressicht ist in den meisten Betrieben kein größerer Aufwand nötig. Dazu werden die Daten aller Energieträger berücksichtigt, die der Betriebsstätte zugeführt werden:

  • Erdgas (und/oder Heizöl, Fernwärme, etc.)
  • Elektrische Energie (ggf. inklusive Eigenstromerzeugung aus BHKW und Photovoltaik soweit nicht aufteilbar)
  • Trinkwasser
  • weitere Wasserarten (z.B. Regenwasser, Brunnenwasser, externes Prozesswasser)
  • Waschmittel / Waschchemie
  • Lösemittel

Um die Übersichtlichkeit zu erleichtern bietet es sich an, bei mehreren Wasserarten eine gesonderte Bilanz für Wasser und (relevante) Betriebsstoffe zu erstellen.

Vor einer Bilanzierung ist die Datenerfassung nötig. Für einen Einstieg in die Bilanzierung des Betriebs ist ein Beginn mit Jahres- und Monatswerten ausreichend. Die Verfügbarkeit der Daten ist dabei unterschiedlich. Sind Zähler von Wasser- und Energieversorgern nicht vorhanden, wie das zum Beispiel bei Heizöl oder Regenwasser nur selten der Fall ist, ist eine Investition in Zähl- und Messeinrichtungen an dieser Stelle unvermeidlich. Je nach Größe des Betriebs kann hier differenziert werden:

  • Kleines Ladengeschäft: Einfache elektronische oder mechanische Zähler und handschriftliche Listen
  • Mittlere Textilreinigung: elektronische Zähler mit der Option zur digitalen Übertragungbzw. Erfassung von Verbräuchen, zu Beginn handschriftliche Erfassung möglich
  • Große Betriebe: Elektronische Zähleinrichtungen mit Vernetzung der Zähler zu einem zentralen Computer mittels Busverbindung und Auswerteeinheit, ggf. Erfassung von Wäscheposten oder Einzelstücken per RFID

Die geringen, absoluten Einsparungen kleiner Textilreinigungen rechtfertigen nur einfache, aber zuverlässige Zähler. Diese müssen auch nicht zwingend geeicht sein, solange keine offizielle Abrechnung darüber erfolgt und die Genauigkeit innerhalb akzeptabler Toleranzgrenzen liegt. Bei vielen Betrieben werden Strom, Erdgas und Trinkwasser bereits durch geeichte Zähler der Versorger erfasst und müssen nur noch abgelesen werden.

Diese Daten sollten idealerweise immer zur gleichen Uhrzeit am ersten Tag im Monat (alternativ Monatsletzter) durch eine mit dem Ablesen der Zähleinrichtung vertrauten Person erfolgen.

Bei mittleren Betrieben (ab 2 Reinigungsmaschinen, Nassreinigungs- und Waschmaschinen sowie mindestens 2 - 3 Finisheinheiten, wie Bügeltische, Dämpfpuppen, Hemdenpressen) besteht bereits ein höheres Einsparpotenzial. In der weiteren Entwicklung des Energiemanagements könnte eine größere Anzahl von Messstellen für Energie- und Wasserzähler erforderlich sein. Ob diese manuell oder elektronisch aufgezeichnet und ausgewertet werden, muss für jeden Betrieb individuell geklärt werden. Folgendes sollte dabei betrachtet und abgewogen werden:

  • Kosten für die Zähleinrichtungen sowie bei elektronischer Erfassung für die Peripherie: Netzwerk oder Busverbindung sowie PC oder Server
  • Bindung von Personal für die manuelle Erfassung gegenüber Aufwand für die Einrichtung elektronischer Zähler und Aufbau eines Netzwerks zur zentralen Speicherung und Auswertung der Daten
  • Bedarf an zusätzlichen Funktionen, die mit vertretbarem Aufwand nur mit elektronischer Datenerfassung und -auswertung möglich ist:
Erfassung aller Energieträger und Medien in einem kürzeren Messintervall
  • Strom: ¼ h-Werte (Leistung und Energieverbrauch)
  • Erdgas und Wasser: 1h-Werte (Leistung und Energieverbrauch bzw. Wassermengen)
  • Maximale und minimale Verbräuche und Leistungen
Erdgas / Heizöl
  • Automatische Umrechnung von m³ in kWh (Energie) bzw. von m³/h in kW bzw. Liter in kWh und Liter/h in kW
Wasser (alle Arten)
  • Erfassung von Wäscheposten-bezogenen Verbräuchen (in Verbindung mit einer digitalen Erfassung der Wäschedaten
  • Alarmmeldung bei Leckage

Für die Vergleichbarkeit mit anderen Betrieben wird in der Regel der spezifische Verbrauch ermittelt. Dazu sind die Mengen (können überschlagmäßig über Teilezahl und mittleres Teilegewicht berechnet werden) der bearbeiteten Ware zu erfassen.

  • Gereinigte Ware (in kg)
  • Gewaschene Ware (in kg; Waschprozesse und Nassreinigungsverfahren)

Da Sie als Betreiber einer Textilreinigungsmaschine verpflichtet sind, ein Lösemittelhandbuch zu führen, in dem die Masse der gereinigten Ware notiert wird, liegt dieser Wert bereits vor. Zusätzlich sollte grundsätzlich auch die Masse der gewaschenen bzw. nassgereinigten Wäsche durch Wiegen vor dem Waschen erfasst werden, um den eigenen Wäscheumsatz zu kennen und die Verbrauchskennwerten zu berechnen.

Die einzige Investition für den Waren-/Wäscheumsatz ist der Kauf einer geeigneten Waage für die Erfassung der Wäschemenge vor der Reinigung bzw. vor dem Waschen. Die viel aufwändigere Arbeit ist es, allen Mitarbeitern an den Maschinen dies so beizubringen, dass es „in Fleisch und Blut übergeht.“

Mit diesen Daten lassen sich bereits folgende Vergleichskennwerte ohne nennenswerte Investitionen in Messtechnik und Automation ermitteln.

Wie eine solche Statistik aussieht, ist in der folgenden Abbildung zu sehen. Diese gesamte Excelliste mit allen Listen ist hier kostenfrei downloadbar.

Hinweise zur Anwendung

  • Die Tabellen sind offen und veränderbar: auch die Zellen mit Formeln; deshalb zuvor eine Sicherheitskopie abspeichern für den Fall, dass etwas aus Versehen gelöscht wurde
  • Man kann die Tabelle nach eigenen Wünschen und Bedürfnissen ergänzen oder verändern
  • Es bietet sich an, für jedes Jahr eine eigene Exceltabelle anzulegen und mit dem Jahr im Dateinamen abzuspeichern
  • Die farbigen Zellen sind in der Regel mit Formeln oder festen Inhalten versehen, Eingaben erfolgen in den nicht eingefärbten Zellen
  • Die vorhandenen Zahlenwerte sind Platzhalter
Erdgas- und Heizölbedarf
  • Eintragen der Zählerstände
  • Die Verbräuche werden automatisch in m³ ermittelt.
  • Die Umrechnung in kWh verlangt die Eingabe eines Brennwerts. Dieser kann der Rechnung Ihres Erdgasversorgers entnommen werden. Liegt dieser Wert nicht vor, kann behelfsweise mit 11 kWh/m³ gerechnet werden (siehe Abbildung).
  • Da Wärme für Textilreinigung und Waschverfahren eingesetzt wird, sollte der spezifische Wärmebedarf für die gesamte bearbeitete Wäsche angesetzt werden. Eine Unterscheidung nach der Bearbeitungsart kann nur dann erfolgen, wenn jeweils Energiezähler (z.B. Dampf) für die Maschinenarten im Betrieb vorhanden sind.
  • Es wird empfohlen bei der Bilanz auch ggf. anfallenden Energiebedarf für die Raumheizung in den Betriebsaufwand für Wärme einzurechnen. Nur dann stellt eine (geplante) Nutzung von betrieblicher Abwärme eine Energieeinsparung und Effizienzsteigerung dar.
Elektrische Energie
  • Eintragen der Zählerstände
  • Die maximale Leistung kann nur dann eingetragen werden, wenn der Zähler des Energieversorgungsunternehmens (EVU) diese Funktion hat und ggf. sogar in der monatlichen Abrechnung ausgewiesen wird.
  • Der Nutzen der daraus berechneten Volllaststunden: Je höher der Wert, desto höher und in der Regel gleichmäßiger ist die Auslastung der vorhandenen elektrischen Verbraucher. Der maximale Wert ist begrenzt auf die monatliche bzw. jährliche Stundenzahl (Jahr: 8.760 h, 30-Tage-Monat: 720 h)

Analog zur Wärme wird Strom für jede Wäscheaufbereitungsart eingesetzt und deshalb die gesamte Wäschemasse des Betriebs für die Berechnung angesetzt

Trinkwasser
  • Trinkwasser
    • Eintragen der Zählerstände
    • In den meisten Betrieben sind weitere Zähler, z.B. für Speisewasser, vorhanden und sollten für eine Kontrolle auch aufgezeichnet werden. Bei Leckagen und sonstigen Schäden kann ein unerwartet ansteigender Verbrauch erste Hinweise geben.
    • Für weitere Zähler lassen sich die Spalten ergänzen.
    • Bei Verwendung anderer Wasserarten sollte das komplette Tabellenblatt kopiert und umbenannt werden (z.B. Regenwasser oder Brunnenwasser). Diese Vorgehensweise empfiehlt sich auch bei der Erfassung von Kühlwasser offener Kühlanlagen.