KLIMAFREUNDLICH ZUR MILCH
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Täglich werden bei uns rund 1,2 Millionen Liter Milch zur weiteren Verarbeitung angeliefert“, berichtet Kai Henneberg, Technischer Leiter bei der Milchwerke Oberfranken West eG. „Damit alle Molkereiprozesse und die entsprechenden Verarbeitungsanlagen effizient laufen, wird eine große Menge an Energie benötigt.“ Um hierbei möglichst klimaneutral und kostenfreundlich produzieren zu können, entschieden sich die Milchwerke schließlich dazu, ein eigenes Blockheizkraftwerk (BHKW) inklusive Versorgungsinfrastruktur zu installieren. Das Kraftwerk selbst sollte aber nur einen Baustein für ein modernes Energieversorgungskonzept bilden, das aktuellen Klimaschutzregelungen problemlos genügen und eine nahezu vollständig autarke und ressourcenschonende Versorgung ermöglichen würde. Als Partner für dieses ehrgeizige Projekt wurde die Gammel Engineering GmbH aus Abensberg gewählt, die bereits zahlreiche ähnliche Projekte erfolgreich realisieren konnte.
Basierend auf Energiemessungen und Analysen, die die Abensberger Ingenieure 2014 und dann im Vorfeld der Projektierung 2017 erneut durchgeführt haben, entwickelten sie ein individuelles Energiekonzept. „Da wie auch in vielen anderen Milchverarbeitungsbetrieben Dampf als Prozessenergie genutzt wird, mussten wir mit neuen Ideen dafür sorgen, das Blockheizkraftwerk optimal einbinden zu können, ohne den vorhandenen Dampfkreislauf zu vernachlässigen. Wir haben den Prozess daher teilweise auf Niedertemperaturenergie umgestellt, damit uns die Integration gut gelingen konnte“, erklärt Christian Meier, Projektleiter bei Gammel Engineering. Dazu wurde ein neues Blockheizkraftwerk samt Abhitzdampfkessel, RLT-Anlagen und Energiezentrale installiert – unter Einbindung eines bestehenden Kesselhauses. Das Blockheizkraftwerk dient zur Erzeugung von Strom, Wärme und Dampf sowie zur Warmwasseraufbereitung für die Pasteurisierung. Im April 2019 erfolgte die finale Inbetriebnahme. Seither konnten die prognostizierten Einsparungen von jährlich 5.000 Tonnen Kohlendioxid erreicht werden.
Blockheizkraftwerk steigert Eigenproduktion
In einem ersten Schritt haben wir eine neue Energiezentrale errichtet, in der das Blockheizkraftwerk, der Abhitzdampfkesse sowie notwendige Trafoanlagen und Nebenaggregate untergebracht sind“, berichtet Meier. „Über eine erdverlegte Rohrtrasse erfolgte der Anschluss der Zentrale an die bestehende Produktion.“ Dabei galt es, die vorhandene Infrastruktur des existierenden Dampfkesselhauses zu nutzen, weshalb in einem weiteren Schritt eine Speisewasserleitung zwischen Energiezentrale und Kesselhaus gelegt wurde. Dadurch sind auch die Wasseraufbereitung und Entgasung in das neue Energiekonzept eingebunden.
Das Blockheizkraftwerk selbst wurde im Herbst 2018 installiert und verfügt über eine elektrische Leistung von rund 2.000 Kilowatt. Die thermische Leistung liegt bei circa 1.300 Kilowatt. Diese Leistungsdaten hat Gammel aufgrund messungsbasierter Simulationen gewählt, wobei auch Zukunftsprognosen der Milchwerke mitberücksichtigt wurden. Um den gewonnenen Strom in die Gesamtprozesse der Molkerei einspeisen zu können, haben die Ingenieure den vorhanden Mittelspannungsring aufgetrennt und einen neuen Trafo installiert, sodass die entsprechende Leistung für den Betrieb der Milchverarbeitungsanlagen bereitgestellt wird.
Die elektrische Versorgung durch das Blockheizkraftwerk ist zudem so ausgelegt, dass die Anlage beispielsweise anstelle einer Direktversorgung in die Molkerei auch als Notstromaggregat arbeiten kann. Durch den Inselbetrieb sollen im Falle eines Stromausfalls Folgekosten in der Käsefertigung vermieden und die Produktion aufrechterhalten werden können. Die Maschine wird zudem so geregelt, dass eine Netzeinspeisung so weit wie möglich vermieden werden kann. „Wir wollten eine flexible Lösung, um die Eigenproduktion an Energie voll auszulasten und keine Wärme oder Strom zu verlieren“, erklärt Henneberg. Daher hat Gammel zusätzlich einen Pufferspeicher mit 50 Kubikmeter Volumen installiert, sodass Heizwärme auch bevorratet werden kann. Hierüber kann zudem eine Wärmeauskopplung zu den Milcherhitzern im Werk erfolgen.
Beratung verbessert Energiemanagement
Nachdem alle Hauptkomponenten – Blockheizkraftwerk, Abhitzdampfkessel, Pufferspeicher, Trafo- und Mittelspannungsanlage – und Nebenaggregate sowie raumlufttechnische Anlagen entsprechend installiert waren, erfolgte eine abschließende Verbindung zwischen allen bestehenden Prozessdampfinstallationen und den relevanten Komponenten des Blockheizkraftwerks zu einem Gesamtsystem, sodass die Milchwerke ausreichend Strom und Wärme für die milchverarbeitenden Prozesse eigenständig generieren können. Um Ausfälle oder Leistungsverluste zu vermeiden, sind Blockheizkraftwerk und Dampfkessel in Reihe geschaltet. Dabei hat die Niedertemperatur- Einbindung Vorrang, wodurch die Versorgung generell effizienter wird. Zusätzlich wurde noch ein Niedertemperatur-Kreis verlegt, indem auf einem Niveau von 45 Grad Celsius Wärme aus dem Gemischkühler ausgekoppelt und zum Vorheizen von Betriebswarmwasser eingesetzt wird.
Während der gesamten Bauphase und auch über die Inbetriebnahme im April 2019 hinaus stand Gammel den Milchwerken beratend zur Seite und betreute die Molkerei im Rahmen von Optimierungsarbeiten, um die Effizienz der kombinierten Anlagen zu überprüfen und durch Anpassungen zu steigern, wodurch die Regelungstechnik der Prozesseinbindung verbessert werden konnte. „Wir sind sehr froh über die gefundene Lösung und die einwandfreie Integration des Blockheizkraftwerk in unsere Prozesse“, resümiert Henneberg. „Die Eigenproduktion an Strom und Wärme hilft uns, die laufenden Gesamtenergiekosten signifikant zu senken und dabei jährlich rund 5.000 Tonnen Kohlendioxid zu vermeiden.“
„Klimafreundlich zur Milch”