Maßnahmenanalyse Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich · 2003-10-01 · Potentiale und...

Industrie, Gewerbeund öffentlicher Bereich

Maßnahmenanalyse und Potentiale in Graz

KEK Bericht Nr. 13

Günter MarkowitzKarl Heinz Lesch

GRAZERGRAZERUmweltamtUmweltamt

Ein Konjunktur- und Umweltbelebungsprogramm für Graz KOMMUNALES ENERGIE KONZEPT GRAZ

ENERGIEVERWERTUNGSAGENTUR

Industrie, Gewerbeund öffentlicher Bereich

Maßnahmenanalyse und Potentiale in Graz

Günter MarkowitzKarl Heinz Lesch

Magistrat Graz - Amt für UmweltschutzReferat für Energie und KlimaSeptember 1995

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis Seite

1 Einleitung..................................................................................................................1

2 Situationsanalyse .....................................................................................................6

3 Referenzentwicklung ..............................................................................................13

4 Maßnahmen und Potentiale....................................................................................16

4.1 Effizientere Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser ...........................18 4.2 Maßnahmen um den Stromverbrauch zu reduzieren ..........................................21 4.3 Prozeßwärme ......................................................................................................24 4.4 Kraft-Wärme-Kopplungen ....................................................................................30 4.5 Organisatorische Maßnahmen ............................................................................34 4.6 Graue Energie - Optimierung der Stoffströme .....................................................35 4.7 Einsparpotentiale - Überblick...............................................................................36

5 Szenarien ...............................................................................................................38

5.1 Moderate Umsetzung ..........................................................................................38 5.2 Forcierte Umsetzung ...........................................................................................43

6 Zusammenfassung .................................................................................................47

7 Literatur ..................................................................................................................56

- I -

Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich

Tabellenverzeichnis

Tab. 1: Branchenzuordnung der ÖSTAT-Kategorien ..................................................3

Tab. 2 Arbeitsstätten Österreich 1991 .........................................................................4

Tab. 3 Arbeitsstätten Graz 1991..................................................................................5

Tab. 4: Endenergie in TJ der 3 Sektoren Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich im Jahr 1993............................................................................................6

Tab. 5: Industriebetriebe in Graz .................................................................................9

Tab. 6: Prozentuelle Endenergieanteile der Anwendungsbereiche an den Branchen ............................................................................................................12

Tab. 7: Prozentuelle Endenergieanteile der Sektoren der verschiedenen Anwen-dungsbereiche....................................................................................................12

Tab. 8: Referenzentwicklung des Energieeinsatzes in TJ für Industrie und Gewerbe bzw. öffentlichen Bereich - Stützjahre: 1993, 2000 und 2010 .............13

Tab. 9: Referenzentwicklung des Energieeinsatzes für Industrie und Gewerbe bzw. öffentl. Bereich - Stützjahre: 1993, 2000 und 2010 relativ zu 1993...........14

Tab. 10: Referenzentwicklung der CO2-Emissionen in Tonnen von Industrie und Gewerbe bzw. Gewerbe - Stützjahre: 1993, 2000 und 2010 .......................15

Tab. 11: Referenzentwicklung der CO2-Emissionen von Industrie und Gewerbe - Stützjahre: 1993, 2000 und 2010 relativ zu 1993..............................................16

Tab. 12 Stromverbrauch nach Nutzenergiearten Graz 1991 für die Industrie, das Gewerbe und den öffentlichen Bereich........................................................21

Tab. 13 Stromverbrauch der Branchen in Graz im Jahr 1991 ...................................22

Tab. 14: Basisjahrpotentiale der Prozeßwärme für 2010 bezogen auf 1993. ............26

Tab. 15: Energiesparpotentiale Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich............36

Tab. 16: Entwicklung des Endenergieinsatzes im Szenario "moderate Umsetzung" nach Sektoren in TJ .......................................................................40

Tab. 17: Entwicklung der CO2-Emissionen im Szenario "moderate Umsetzung" nach Sektoren ...................................................................................................40

Tab. 18: Entwicklung der Energieträgerverteilung in Prozenten im Szenario „modera-te Umsetzung“ nach Sektoren ............................................................................40

Tab. 19: Entwicklung der Energieträgerverteilung in TJ im Szenario „moderate Umsetzung“ nach Sektoren ................................................................................41

- II -

Inhaltsverzeichnis

Tab. 20: Schadstoffemissionen für die Industrie, Gewerbe und den öffentlichen Bereich für das moderate Szenario ....................................................................41

Tab. 21: Endenergieverminderung bezogen auf das Basisjahr 93 und Zieljahr 2010 im Szenario „moderate Umsetzung“ ..........................................................42

Tab. 22: CO2-Verminderung bezogen auf das Basisjahr 93 und Zieljahr 2010 im Szenario „moderate Umsetzung“ ...................................................................42

Tab. 23: Entwicklung des Endenergieinsatzes im Szenario "forcierte Umsetz- ung" nach Sektoren in TJ ...................................................................................44

Tab. 24: Entwicklung der CO2-Emissionen im Szenario"forcierte Umsetzung" nach Sektoren in t ..............................................................................................45

Tab. 25: Entwicklung der Energieträgerverteilung in Prozenten im Szenario „forcierte Umsetzung“ nach Sektoren.................................................................45

Tab. 26: Entwicklung der Energieträgerverteilung in TJ im Szenario „forcierte Umsetzung“ nach Sektoren ................................................................................46

Tab. 27: Schadstoffemissionen der Industrie, Gewerbe und des öffentlichen Bereiches für das forcierte Szenario...................................................................46

Tab. 28: Endenergieverminderung bezogen auf das Basisjahr 93 und Zieljahr 2010 im Szenario „forcierte Umsetzung“ ............................................................47

Tab. 29: CO2-Verminderung bezogen auf das Basisjahr 1993 und Zieljahr 2010 im Szenario „forcierte Umsetzung“ .....................................................................47

Tab. 30: Zusammenfassung der Szenarien für den Endenergieeinsatz der drei Sektoren in TJ ....................................................................................................50

Tab. 31: Zusammenfassung der Szenarien für den Endenergieeinsatz in Prozent be-zogen auf die Referenzentwicklung....................................................................50

Tab. 32: Zusammenfassung der Szenarien für den Endenergieeinsatz in Prozent bezogen auf das Basisjahr 1993 ........................................................................51

Tab. 33: Zusammenfassung der Szenarien für die CO2-Emissionen in Tonnen ...............................................................................................................54

Tab. 34: Zusammenfassung der Szenarien für die CO2-Emissionen in Prozent bezogen auf die Referenzentwicklung................................................................54

Tab. 35: Zusammenfassung der Szenarien für die CO2-Emissionen von Industrie und Gewerbe in Prozent bezogen auf das Basisjahr 1993........................................55

- III -


Abbildungsverzeichnis

Abb.1: Arbeitsstätten Österreich 1991 (unselbstständig Beschäftigte) ........................4

Abb. 2: Arbeitsstätten Graz 1991 (unselbstständig Beschäftigte)................................5

Abb. 3: Endenergiebedarf von Graz für 1993 in TJ nach Sektoren und Energie- trägern1 ................................................................................................................7

Abb. 4: Endenergieträger der Sektoren Industrie, Gewerbe und öff. Bereich für Graz in Prozent für das Jahr 1993 ................................................................................8

Abb. 5: Energieträger im Sektor Industrie für das Jahr 1993.......................................8

Abb. 6: Prozentuelle Verteilung der Energieträger im Gewerbe für das Jahr 1993 ...10

Abb. 7: Prozentuelle Verteilung der Energieträger im öffentlicher Bereich ................10

Abb. 8: Erdgasverbraucher in Graz 1993 ..................................................................31

Abb. 9: KWK-Potential der Erdgasverbraucher .........................................................32

Abb. 10: KWK Potential in Graz.................................................................................33

Abb. 11: Erdgaseinsatz zur Erzeugung der KWK-Energie.........................................33

Abb. 12: Szenarien zum Endenergie-Einsatz im Gewerbe in TJ ...............................48

Abb. 13: Szenarien zum Endenergie-Einsatz im öffentlichen Bereich in TJ ..............48

Abb. 14: Szenarien zum Endenergie-Einsatz in der Industrie in TJ...........................49

Abb. 15: Szenarien zum Endenergie-Einsatz in Industrie, Gewerbe und öff. Bereich in TJ ................................................................................................49

Abb. 16: CO2-Emissionsszenarien für das Gewerbe in t CO2....................................52

Abb. 17: CO2-Emissionsszenarien des öffentlichen Bereiches in t CO2 pro Jahr ......52

Abb. 18: CO2-Emissionsszenarien für die Industrie in t CO2 .....................................53

Abb. 19: CO2-Emissionsszenarien für die Industrie, Gewerbe und öffentlichen Bereich in t CO2..................................................................................................53

- IV -

Einleitung

1 Einleitung

In diesem Bericht werden für das „Kommunale Energiekonzept“ der Stadt Graz die Potentiale und Maßnahmen für die Bereiche Industrie, Gewerbe und öffentlicher Dienst näher untersucht.

Die Energie- und Emissionsbilanz für Graz1 weist für die Industrie einen Endenergie-anteil von 19 %, das Gewerbe einen Anteil von 15 % und den öffentlichen Bereich von 16 % aus. Die Abschätzung der Energiesparpotentiale in den Bereichen Indust-rie, Gewerbe und öffentlicher Bereich sind allgemein äußerst schwierig, da nicht nur zwischen Betrieben der verschiedenen Branchen sondern auch innerhalb einer Branche sehr große Unterschiede auftreten können.

In den Sektoren öffentlicher Bereich und Gewerbe ist die Nutzung der Energie zur Beheizung von Räumen und Bereitung von Warmwasser dominierend (1983 laut Nutzenergieanalyse des ÖSTAT ca. 80 %). Das bedeutet, daß der überwiegende Teil des Energieeinsatzes für die Erzeugung von Niedertemperaturwärme aufgewendet wird. Hier sind also Einsparungen wie im Bereich privater Haushalte zu erwarten. Diese Sektoren werden außerdem durch die Prognose der Beschäftigungsentwick-lung für Graz (Simetzberger, A. 1995) in Zukunft noch wichtiger.

Im Bereich der österreichischen Industrie liegen nicht unbedeutende Energiesparpo-tentiale vor. Will man diese Potentiale nutzen so bedeutet dies einerseits eine Erneu-erung des industriellen Anlagenparks und andererseits punktuelle Maßnahmen orga-nisatorischer oder technischer Natur.2

Allerdings ist der österreichischen Industrie bereits in den letzten Jahren eine deutli-che Verbesserung der Energieproduktivität gelungen. Wodurch die Steigerung des Stromeinsatzes in diesem Bereich in Graz3 zu erklären ist.

1 Ahamer, 1995

2 Gaubinger, W., 1991

3 Rahmendaten Graz, 1995

- 1 -


Schon Mitte der siebziger Jahre erfolgte in der Industrie eine Entkopplung von Pro-duktionswachstum und Energieeinsatz, die bis heute beibehalten wurde. Während zwischen 1980 und 1992 die Industrieproduktion um rund 32 % stieg, wurden der Energieeinsatz um 9 % und die CO2-Emissionen aus fossilen Brennstoffen im End-energieeinsatz um 22 % verringert. Die Energieproduktivität der Industrie konnte seit 1980 kontinuierlich um mehr als 30 % verbessert werden. Selbst in den letzten 6 Jah-ren seit 1988 wurde das Tempo der Energieproduktivitätssteigerung beibehalten. In diesem Zeitraum wurde der Energieeinsatz pro Produktionseinheit um 13,6 % abge-senkt und das trotz einer beachtlichen Ausweitung der Produktion gewisser energie-intensiver Produkte (z.B. Papierindustrie).

Noch drastischer wurden die spezifischen CO2-Emissionen abgesenkt: Im Jahre 1992 emittierte die österreichische Industrie um 41 % weniger CO2 pro Produktions-einheit als 1980 und immerhin um 18 % weniger als 1988.

Die Steigerung der Energieproduktivität und Verminderung der CO2-Emissionen konnten vor allem durch folgende Maßnahmen erreicht werden:

• Effizienzsteigerung durch Einsatz neuer Technologien

• Fernwärmeauskopplung

• Brennstoffumstellung auf CO2-ärmere bzw. -neutrale Energieträger

Trotz der bereits erreichten Energieproduktivitätssteigerung hilft eine weitere Effi-zienzsteigerung im Industrie- und Gewerbebereich den Betrieben, zu den auf der Hand liegenden ökologischen Vorteilen auch wirtschafts- und beschäftigungspoliti-sche Aspekte einfließen zu lassen :

Energiesparende - und Umweltschutzmaßnahmen haben einen positiven Nettobe-schäftigungseffekt.

Ein unnötig hoher Energieeinsatz ist keine Wachstumstriebkraft und kein Arbeits-platzbeschaffer.

Großkraftwerke und andere angebotsseitige Optionen schaffen nicht mehr Arbeits-plätze als bedarfsseitige Maßnahmen und alternative Energiesysteme4.

4 Schmidt, Helmut, 1987

- 2 -

Einleitung

Aus den oben angeführten Gründen sollen auch im Rahmen des Kommunalen Ener-giekonzeptes Graz Anstrengungen zur Effizienzsteigerung im Industrie- und Gewer-bebereich unternommen werden, obwohl von vorneherein klar sein muß, daß die er-zielbaren Einsparungen bzw. Emissionsreduktionen nicht so groß sein können wie z.B. im Raumwärmebereich.

Für die übersichtlichere Darstellung wurden die Branchen aus der Energie- und E-missionsbilanz für die drei Sektoren zusammengefaßt, und die langen ÖSTAT-Begriffe mit entsprechenden Kurzbezeichnungen versehen (siehe Tab. 1). Der Anteil der Nachrichtenübermittlung und Telekommunikation im Verkehrsbereich der ÖSTAT-Kategorie wurde mit 10 % angesetzt und im Industrie- und Gewerbebereich dargestellt.

Energie 1 Energie und Wasserversorgung

Steine 2 Bergbau Steine und Erdengewinnung

prod. G. & I. 3 4 5 Verarbeitendes Gewerbe Industrie

Bauwesen 6 Bauwesen

Handel 7A Handel Lagerung

Gastronomie 7B Beherbergungs und Gaststättenwesen

Transport 8 Verkehr Nachrichtenübermittlung

Dienstleistungen 9A Geld Kreditw. Privatvers. Wirtschaftsd.

Öffentlicher Bereich 9B Persönliche soziale u.öffentl.Dienste

Tab. 1: Branchenzuordnung der ÖSTAT-Kategorien

Der Sektor Industrie umfaßt somit die Branchen Energie, Steine, produzierendes Gewerbe und Industrie, Bauwesen und Transport. Der Sektor Gewerbe besteht aus den Branchen Handel, Gastronomie und Dienstleistungen. Der Sektor Öffentlicher Bereich wurde schon laut ÖSTAT gesondert ausgewiesen.

Um einen besseren Einblick in die verschiedenen Branchen zu bekommen wird nun die Branchenstruktur anhand der Arbeitsstättenzählung zuerst für Österreich und dann für Graz dargestellt.

- 3 -


Betriebsstruktur Österreich5:

Die nachfolgende Tabelle 2 und die Abbildung 1 zeigen den Arbeitnehmeranteil der einzelnen Branchen in Österreich. Die Branchen sind laut Tabelle 1 gegliedert, wobei hier die Branche 4 um die Unterbranche 2.7 erweitert wurde und damit die Branche 2 gänzlich weggelassen werden konnte.

Branchen 0 1 2 - 4 5 - 9 10 -19 20 - 49 50 - 99 100 - 199 200 - 499 500 - 999 > 1 000 Gesamt

1 97 200 489 841 1 604 3 585 3 852 3 112 4 462 2 013 1 547 21 802

3 20 694 3 611 17 601 27 138 29 812 37547 31 105 36 872 41 150 13 096 7 804 266 430

4 3 581 852 3 930 7 549 11 861 22 337 19 306 25 802 30 670 19 074 19 518 164 480

5 10 418 1 811 10 676 19 790 27 712 41 366 34 578 40 064 62 659 45 515 81 397 375 986

6 10 397 1 722 11 228 25 283 35 966 57 953 43 983 26 535 20 286 4640 4 039 242 032

7A 57 355 20 099 73 348 76 453 74 202 80 789 47 243 36 691 23 039 4 795 1 377 495 391

7B 45 978 9 186 30 679 28 380 23 299 18 731 7 983 4 809 2 773 - - 171 818

8 7 804 2 471 11 979 18 701 20 752 28 496 22 083 20 414 28 053 25 955 28 671 215 379

9A 25 626 7 560 28 912 38 097 37 686 40 306 26 808 24 658 32 241 14 116 - 283 450

9B 31 673 10 207 54 401 59 067 65 074 113 663 79 952 74 625 85 436 52 257 61 860 688 215

Tab. 2 Arbeitsstätten Österreich 1991 (unselbstständig Beschäftigte)

0

100

200

300

400

500

600

700

1 3 4 5 6 7A 7B 8 9A 9B

Branchen

Angestellte(Tausender)

Abb.1: Arbeitsstätten Österreich 1991 (unselbstständig Beschäftigte)

5 Gross, 1995

- 4 -

Einleitung

Betriebsstruktur Graz

Die nachfolgende Tabelle 3 und die Abbildung 2 zeigt den Arbeitnehmeranteil der einzelnen Branchen in Graz6.

Branchen 0 1 2 - 4 5 - 9 10 -19 20 - 49 50 - 99 100 -199 200 - 499 500 - 999 > 1 000 Gesamt

1 - - 10 10 22 117 338 0 284 0 1 547 2 328

3 107 190 467 443 655 775 918 450 907 - - 4 912

4 28 36 160 293 312 777 529 397 895 - 1 322 4 749

5 60 83 476 624 1 125 1 430 1 186 2 178 1 556 1 546 2 528 12 792

6 31 53 271 697 1 285 1 992 1 709 1 177 1 516 - - 8 731

7A 844 1 090 3 063 3 467 3 615 4 195 3 623 2 692 2 566 1 572 - 26 727

7B 279 369 924 744 541 798 297 197 - - - 4 149

8 72 73 364 498 538 939 675 397 2 038 2 296 1 781 9 671

9A 781 542 1 749 2 004 2 072 2 078 1 453 2 054 3 062 572 - 16 367

9B 629 606 2 281 2 310 2 582 5 633 5 964 7 177 7 275 2 953 6 186 43 596

Tab. 3: Arbeitsstätten Graz 1991 (unselbstständig Beschäftigte)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 3 4 5 6 7A 7B 8 9A 9B

Branchen

Angestellte(Tausender)

Abb. 2: Arbeitsstätten Graz 1991 (unselbstständig Beschäftigte)

6 Gross, 1995

- 5 -


Die Tabelle 3 und die Abbildung 5 zeigen somit deutlich die unterschiedliche Anzahl der Beschäftigten in den verschiedenen Branchen. Herausragend ist in Graz der öf-fentliche Bereich mit ca. 33 %, der Handel mit ca. 20 % und die Dienstleistungen mit ca. 12 % der Beschäftigten. Die restlichen Branchen liegen unter der 10 %-Marke.

2 Situationsanalyse

Um Energiesparpotentiale abschätzen zu können und Maßnahmen zur Erreichung dieser Ziele zu formulieren sollte erst ein allgemeiner Überblick über die Verteilung der Endenergieträger in den verschiedenen betrachteteten Sektoren gegeben wer-den. Deshalb wird in diesem Kapitel die spezifische Aufteilung der drei Sektoren in Graz, die insgesamt 50 % des Grazer Endenergieverbrauches (lt. G. Ahamer 1995) ausmachen, näher untersucht.

Sektor öffentlicher Bereich

Gewerbe Industrie Summe Prozent

Strom 862 763 1242 2867 25%

Kohle 125 174 447 746 7%

Erdöl 1220 1587 1131 3938 35%

Gas 882 449 1118 2449 21%

Fernwärme 735 468 0 1203 11%

Holz/Abfälle 16 0 136 152 1%

Gesamt 3878 3461 4074 11413 100%

Prozent 34% 30% 36% 100%

Tab. 4: Endenergie in TJ der 3 Sektoren Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich

im Jahr 1993

- 6 -

Situationsanalyse

Energieträger in Industrie, Gewerbe und öff. Bereich

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

öffentl. Bereich Kleinverbr. Industrie

StromKohleErdölGasFernwärmeHolz/Abfälle

Abb. 3: Endenergiebedarf von Graz für 1993 in TJ

nach Sektoren und Energieträgern1

Auffallend ist hier der hohe Erdölanteil im Sektor Kleinverbraucher (45 %) und der relativ hohe Kohleanteil in der Industrie mit 11 %. Insgesamt gesehen sind in den 3 Sektoren laut Abb. 4 die Energieträger Erdöl mit 35 %, Strom mit 24 % und Gas e-benfalls mit 24 % die bedeutendsten Anteilnehmer. Weiters auffällig ist der nahezu verschwindende Anteil von Biomasse mit einem Anteil von insgesamt nur 1 % .

Die einzelnen Bereiche werden nun genauer betrachtet:

Die Aufteilung der Endenergie auf die verschiedenen Energieträger ist in der nun fol-genden Abbildung 4 dargestellt.

1 Ahamer, Gilbert, 1995

- 7 -


Strom24%

Kohle6%

Erdöl35%

Gas24%

Fernwärme10%

Holz/Abfälle1%

Abb. 4: Endenergieträger der Sektoren Industrie, Gewerbe und öff. Bereich für Graz

in Prozent für das Jahr 1993

Bereich Industrie:

In der Industrie teilt sich die Endenergie folgendermaßen auf die Energieträger auf:

Strom31%

Kohle11%Erdöl

28%

Gas27%

Holz/Abfälle3%

Abb. 5: Energieträger im Sektor Industrie für das Jahr 1993

Hier ist der hohe Stromanteil mit 31 % und der Erdölanteil mit 28 % herausragend, diese kommen durch die hohen Anteile der Prozeßenergie und der mechanischen Arbeit in der Industrie zustande. Durch den Wechsel von der Kohle und vom Erdöl hin zu Fernwärme und Erdgas sind im Industriesektor noch hohe CO2-Reduktionspotentiale erzielbar.

Nach der Nutzenergieanalyse 1988 verteilen sich die gesamten Endenergiemengen Österreichs in der Industrie auf Dampferzeugung 29 %, Industrieöfen 58,5 % und Raumwärme 12,5 %.

- 8 -

Situationsanalyse

Im Industriebereich wird also der Schwerpunkt auf der Prozeßwärme liegen, jedoch ist der Raumwärmeanteil mit 12,5 % nicht unbedeutend

In der nun folgenden Tabelle soll ein Überblick der größeren Industriebetriebe gege-ben werden. Diese Tabelle hat keinen Anspruch auf Vollständigkeit und stellt nur ei-ne grobe Abschätzungen dar. Die Summe dieser 10 Stromverbraucher liegt nach diesen Abschätzungen somit bei ca. 265 GWh/a.

Rangfolge nach Stromverbrauch

Bezeichnung des Betriebes

1 Marienhütte

2 Steyer-Daimler-Puch

3 Eurostar

4 Linde Gas

5 ELDRA Fuchs & Co

6 Maschinenfabrik Andritz

7 Waagner Biro

8 SGP

9 ELBAK

10 Murchemie

Tab. 5: Industriebetriebe in Graz

Wobei die Marienhütte mit ca. 140 GWh den weitaus größten Stromeinzelverbrauch in Graz hat. Dieser Verbrauch entspricht somit ca. 58 % des gesamten Strom-verbrauches der Grazer Industrie von 345 GWH (1993). Die zehn größten oben an-geführten industriellen Stromverbraucher haben einen Anteil von 77 % des gesamten Industriestromes.

- 9 -


Bereich Gewerbe/Kleinverbraucher und öffentlicher Bereich:

Das Gewerbe hat am Endenergieeinsatz in Graz einen Anteil von 15 % und der öf-fentliche Bereich von 16 %. Heute noch wächst hier der Endenergieeinsatz laut Be-schäftigungsprognosen tendenziell stärker als jener der Industrie bzw. des Verkehrs.

Die Aufteilungen der Energieträger sind in den beiden Abbildungen 6 und 7 darge-stellt.

Strom22%

Kohle5%

Erdöl45%

Gas14%

Fernwärme14%

Holz/Abfälle0%

Abb. 6: Prozentuelle Verteilung der Energieträger im Gewerbe für das Jahr 1993

Im Gewerbe ist der Erdölanteil mit 45 % des Gesamtenergieeinsatzes noch sehr hoch. Hier wären durch die Umstellung auf Fernwärme oder Erdgas erhebliche CO2-Reduktionspotentiale möglich. Zur Veranschaulichung wird der Stromverbrauch zweier gewerblicher Großverbraucher angeführt:

Firma: Energieverbrauch Kastner & Öhler : ca. 7 GWh/a Interkauf Citypark ca. 6 GWh/a

Strom22%

Kohle3%

Erdöl32%

Gas24%

Fernwärme19%

Holz0%

Abb. 7: Prozentuelle Verteilung der Energieträger im öffentlicher Bereich

- 10 -

Situationsanalyse

Aufgrund des sehr hohen Anteils leitungsgebundener Energieträger im öffentlichen Sektor ergeben sich in Summe verhältnismäßig geringere Emissionsmengen als im Gewerbe und der Industrie. Dieser Umstand ist durch die bereits in den letzen Jahren erfolgte Umstellung der Heizungsanlagen auf Fernwärme bzw. Gas erklärbar.

Von den öffentlichen Gebäuden bzw. Einrichtungen haben in Graz den größten E-nergiebedarf (Umwelt-Sachprogramm, 1992):

LKH Graz Leistung 34 MW Verbrauch ca. 70 GWh / Jahr LSKH Leistung 6,7 MW Verbrauch ca. 30 GWh / Jahr

Alle anderen Einrichtungen liegen wesentlich darunter. LKH und LSKH zusammen haben damit beim Energieverbrauch einen Anteil von ca. 17 % aller öffentlichen Ge-bäude in Graz.

Da bereits Abschätzungen und Maßnahmen für die verschiedenen Anwendungsbe-reiche in der Literatur vorhanden sind wurde in diesem Bericht die Aufteilung der Endenergie laut ÖSTAT vorgenommen.

Es können laut ÖSTAT folgende Anwendungsgebiete unterschieden werden:

• Raumwärme (einschließlich Warmwasserbereitung, Klimaanlagen, Kühlung etc. )

• Prozeßwärme: - Dampferzeugung - Industrieöfen

• Mechanische Arbeit

• Beleuchtung und ADV

• Elektrochemie

• Mobilität (Fahrzeugmotoren)

Der Bereich Fahrzeugmotoren wird im Rahmen dieser Maßnahmenanalyse jedoch nicht betrachtet, da dieser Bereich dem Verkehr zugeordnet werden kann.

- 11 -


Laut ÖSTAT 1988 teilen sich die verschiedenen Anwendungsbereiche folgenderma-ßen (Tab. 6) auf die verschiedenen Branchen Österreichs auf:

Sektor Raum-heizung

Dampfer-zeugung

Industrieöfen Mechanische Arbeit

Beleuch-tung / ADV

Summe mi-nus Elektro-

chemie

Energie 15% 0% 0% 72% 13% 100%

Steine 5% 22% 57% 16% 0% 100%

prod. G. & I. 22% 23% 22% 28% 3% 98%

Bauwesen 30% 0% 16% 49% 5% 100%

Handel 76% 0% 0% 8% 16% 100%

Gastronomie 81% 0% 0% 11% 8% 100%

Transport 53% 0% 0% 37% 10% 100%

Dienstleist. 77% 5% 1% 11% 6% 100%

öffentl. Bereich 75% 1% 4% 4% 16% 100%

Tab. 6: Prozentuelle Endenergieanteile der Anwendungsbereiche an den Branchen

Zur Elektrochemie ist hier anzumerken, daß diese nur einen sehr geringen Anteil des Industriesektors (nur ca. 2 % der Branche produzierendes Gewerbe und Industrie) ausmacht und deshalb nicht eigens dargestellt wurde.

Diese Branchenanteile wurden mit den Grazer Anteilen verknüpft und ergeben somit folgende Endverteilung für Graz:

Sektor öffentl. Bereich Kleinverbr. Industrie

Raumwärme 75% 78% 25%

Prozesswärme 5% 1% 39%

Mechanische Energie 4% 9% 31%

Beleuchtung/ADV 16% 12% 5%

Summe 100% 100% 100%

Tab. 7: Prozentuelle Endenergieanteile der Sektoren der verschiedenen Anwendungsbereiche

Zu diesen Werten ist anzumerken, daß es sich hier nur um eine grobe Abschätzung zur Orientierung handelt. Dies deshalb, weil von einer österreichweiten Statistik Wer-te übernommen wurden und nur mengenmäßig an die Grazer Verhältnisse angepaßt wurden.

- 12 -

Referenzentwicklung

Durch diese prozentuelle Aufteilung der Endenergie können nun die Potentiale und Maßnahmen der einzelnen Anwendungsbereiche besser abschätzt bzw. die beste-henden Abschätzungen aus anderen KEK-Berichten übernommen werden.

3 Referenzentwicklung

Die in Tab. 8 dargestellte Referenzentwicklung des Energieeinsatzes7 geht von der Beschäftigungsprognose8 und einem gleichbleibenden Energieeinsatz pro Beschäf-tigten9 aus.

Branche 1993 2000 2010

Energie 79 74 67

Steine 9 9 8

prod. G. & I. 2774 2594 2368

Bauwesen 550 540 528

Handel 2298 2415 2562

Gastronomie 700 764 844

Transport 1084 1196 1335

Dienstleistungen 443 488 544

Öffentlicher Bereich 3840 4229 4716

Gesamtergebnis 11778 12309 12971

Tab. 8: Referenzentwicklung des Energieeinsatzes in TJ für Industrie und Gewerbe

bzw. öffentlichen Bereich - Stützjahre: 1993, 2000 und 2010

Diese Referenzentwicklung geht somit von einem Zuwachs von 1193 TJ von 1993 bis 2010 aus. Dies entspricht in der Summe einer Steigerung von 10 %, bezogen auf 1993. Die Referenzentwicklung wurde mit konstanten Energieeinsätzen pro Beschäf-tigten berechnet, sie gilt deshalb als obere Grenze des Energieeinsatzes und stellt

7 Ahamer, Gilbert, O.A., 1995a

8 Simetzberger, 1995

9Eberhard, Ronald, 1988

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nicht den Trend dar. Weitere Effizienzsteigerungen sind daher in allen Bereichen möglich und wahrscheinlich.

Die Zahlen für das Jahr 1993 wurden ebenso wie die hier nicht dargestellten Daten für das Jahr 1987 nicht aus Erhebungen ermittelt, sondern mit Kennzahlen aus einer österreichweiten Studie10 hochgerechnet. Durch den Abgleich dieser Daten mit den realen Verbrauchswerten ergaben sich zwischen den Jahren 1987 und 1993 unrea-listische Energieverbrauchssteigerungen. Diese rein rechnerischen Zuwachsraten werden deshalb im folgenden Bericht nicht dargestellt.

Branche 1993 2000 2010

Energie 100% 93% 85%

Steine 100% 93% 85%

prod. G. & I. 100% 93% 85%

Bauwesen 100% 98% 96%

Handel 100% 105% 111%

Gastronomie 100% 109% 120%

Transport 100% 110% 123%

Dienstleistungen 100% 110% 123%

Öffentlicher Bereich 100% 110% 123%

Gesamtergebnis 100% 105% 110%

Tab. 9: Referenzentwicklung des Energieeinsatzes für Industrie und Gewerbe bzw. öffentl. Bereich - Stützjahre: 1993, 2000 und 2010 relativ zu 1993

Die durch die verschiedenen Beschäftigungsentwicklungen in den einzelnen Berei-chen vorgegebene Strukturänderungen in Graz ist auch in der prozentuellen Entwick-lung des Energieeinsatzes für die einzelnen Bereiche deutlich erkennbar. Während der Energieeinsatz in den ersten 3 Bereichen von 1993 bis 2010 deutlich rückläufig ist, steigt er besonders im Dienstleistungsbereich und im öffentlichen Bereich, wäh-rend dieses Zeitraumes um über 20 % an.

Im Referenzszenario wurde der prognostizierte rechnerische Zuwachs an Kohle der Industrie und des Gewerbes auf Öl, bzw. des öffentlichen Bereiches zu 50 % auf Gas

10 Eberhard, Roland, 1988

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Referenzentwicklung

und 50 % auf Fernwärme bereits einkalkuliert. Diese Tatsache ist bei der Interpretati-on der Ergebnisse unbedingt zu berücksichtigen.

Branche 1993 2000 2010

Energie 3703 3463 3161

Steine 544 509 465

prod. G. & I. 163378 152751 139469

Bauwesen 37614 36934 36084

Handel 143878 151036 159987

Gastronomie 43625 47574 52512

Transport 58225 64221 71643

Dienstleistungen 22725 24990 27818

Öffentlicher Bereich 210842 231452 257214

Gesamtergebnis 684535 712931 748353

Tab. 10: Referenzentwicklung der CO2-Emissionen in Tonnen von Industrie und Ge-werbe bzw. Gewerbe - Stützjahre: 1993, 2000 und 2010

Bei den nach der Referenzentwicklung berechneten CO2-Emissionen steigen diese für den Bereich Industrie und Gewerbe von 1993 bis zum Jahre 2010 um ca. 64.000 t (siehe Tab. 10). Es zeigt sich aber, daß im Unterschied zum Endenergieeinsatz, durch den Übergang auf CO2-ärmere Energieträger in vier Bereichen (Energie, Stei-ne, produzierendes Gewerbe und Industrie und Bauwesen), bezogen auf 1993, schon in der Referenzentwicklung ein absoluter Rückgang der CO2-Emissionen zu erwarten ist. Insgesamt beträgt der Zuwachs jedoch ca. 9 %.

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Branche 1993 2000 2010

Energie 100% 93% 85%

Steine 100% 93% 85%

prod. G. & I. 100% 93% 85%

Bauwesen 100% 98% 96%

Handel 100% 105% 111%

Gastronomie 100% 109% 120%

Transport 100% 110% 123%

Dienstleistungen 100% 110% 122%

Öffentlicher Bereich 100% 110% 122%

Gesamtergebnis 100% 104% 109%

Tab. 11: Referenzentwicklung der CO2-Emissionen von Industrie und Gewerbe - Stützjahre: 1993, 2000 und 2010 relativ zu 1993

Die in den Tabellen 8 bis 11 dargestellte Referenzentwicklung für die Industrie, Ge-werbe und den öffentlichen Bereich stellt die Voraussetzung für die weiteren Ab-schätzungen und Berechnungen dar.

4 Maßnahmen und Potentiale

Dieses Kapitel befaßt sich mit der Auslotung der Potentiale in den verschiedenen Anwendungsbereichen und der Erstellung von Maßnahmenkatalogen. Die Potentiale und Maßnahmen wurden dabei größtenteils aus bestehenden Berichten (Raumwär-me, Strom etc.) übernommen.

Für das Energiesparpotential gibt es verschiedene Definitionen, nämlich

• ob sich das Sparpotential auf den heutigen oder einen zukünftigen Basiswert be-zieht

• auf welchen Anwendungsbereich es sich bezieht

• ob es sich um theoretische, technische, ökonomische oder reale Potentiale han-delt

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Maßnahmen und Potentiale

Weiters ist hier das Nutzerverhalten noch nicht berücksichtigt, dieses sogenannte Nutzersparpotential unterteilt sich folgend:

• Technisches Nutzersparpotential durch optimalen Einsatz, Bedienung und War-tung

• Vermeidung von unnötigem Energieverbrauch (Vermeidungspotential) : Vermei-dung von unnötigem Betrieb von Geräten und Anlagen

• Energiesparen durch Konsumverzicht (Verzichtspotential)

Bezüglich der Realisierung von Energieeinsparpotentialen soll auf folgende Ge-sichtspunkte hingewiesen werden:11

• Große Transmissionsverluste: Die Verbesserung der Gebäudehülle wird im Industriebereich oft als nicht wirt-

schaftlich erachtet

• Die Dämmung von einzelnen Anlagen bzw. Leitungen: Punktuell gibt es hier oft relativ große Einsparpotentiale bei geringen Investitionskosten.

• Die Motivation der Mitarbeiter zum Energiesparen

• Betrieb eines BHKW: Parallele Nutzung von Strom und Wärme ist technisch sehr oft möglich und sinnvoll; die Amortisationszeiten liegen an der Grenze zur Wirt-schaftlichkeit.

• Vielfach fehlende Zuständigkeiten für den Bereich Energie (keine organisatori-sche Eingliederung).

• Die Beleuchtung in den Betrieben ist noch nicht auf dem Stand der Technik

• Druckluft: Großes Potential, das vielfach schon allein durch bewußtseinsbil- den-de Maßnahmen unter den Mitarbeitern ausgeschöpft werden kann.

Leckage-Verluste oft größer als 30 %. Keine Abwärmenutzung, obwohl ca. 90 % der eingesetzten Energie in Wärme umgewandelt wird. Unsachgemäße Verwendung der Druckluft (z.B. für Reinigung oder Kühlung)

• Abwärmenutzung ist aufgrund der niedrigen Energiepreise oft nicht wirtschaft-lich und wird daher größtenteils nicht durchgeführt, meist auch dann nicht, wenn Abwärme auf relativ hohem Temperaturniveau vorliegt (großes Potential).

11 Wohinz, Josef, W., 1995

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Die Maßnahmen wurden folgendermaßen gegliedert:

3.1 Raumwärme und Warmwasser 3.2 Maßnahmen um den Stromverbrauch zu reduzieren 3.3 Prozeßwärme 3.4 Kraft-Wärme-Kopplung 3.5 organisatorische Maßnahmen 3.6 Graue Energie - Optimierung der Stoffströme

4.1 Effizientere Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser

Folgende Ausführungen wurden größtenteils dem Bericht Raumwärme12 entnom-men. Für Raumheizung und Warmwasser werden ca. 40 % des österreichischen Endenergieeinsatzes benötigt. Mit ca. 75 % im öffentlichen Sektor und 78 % im Ge-werbe sowie 25 % in der Industrie stellt dieser Bereich das wichtigste Handlungsfeld dar. Jedoch ist die derzeitige Regelung der einschlägigen bautechnischen Richtlinien infolge der Länderkompetenzen durch eine hohe Inhomogenität gekennzeichnet. Die k-Werte werden beispielsweise in mindestens 19 unterschiedlichen Vorschriften be-handelt.

4.1.1 Moderne Regeltechnik

Mit moderner Regeltechnik kann bei konstantem Komfort die Nachfrage nach Ener-giedienstleistungen reduziert werden. Damit ist die Vermeidung der Bereitstellung von nicht benötigten Energiedienstleistungen durch den Einsatz moderner Regel-technik gemeint. Durch den Einsatz von Maßnahmen wie Wochen- oder Kalender-programmen soll die Energiedienstleistung an Wochenenden und an Feiertagen stark reduzieret werden.

Konkrete Beispiele:

• Schaltuhren mit Wochenprogramm für die Warmwasserbereitung

• Einzelraumregelung für Gebäude in denen nicht alle Räume gleichzeitig genutzt werden (z.B. Schulen, Verwaltungsgebäude, Betriebe etc.)

12 Rohracher u.a., 1995

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• Nacht- und Wochenendabsenkung bei der Raumheizung

Nach Aussagen der Hersteller können moderne Regeltechniksysteme den Nutzener-giebedarf im Bereich regelbare Zentralheizungen um 25 % senken (Honeywell 1993). Eine durchschnittliche Endenergie- und CO2-Verminderung kann mit 8 % angegeben werden.

4.1.2 Optimierung der thermischen Gebäudeeigenschaften

Im Zuge eines energetisch optimierten Bauens und Sanierens sind zwei Bereiche ins Kalkül zu ziehen: 1. Wärmedämmung, 2. Passive Sonnenenergienutzung

Eine Verbesserung der thermischen Eigenschaften des Gebäudes wird durch eine Kombination vieler technischer Maßnahmen erreicht, wobei das Spektrum der Mög-lichkeiten für Althaussanierungen geringer als für den Neubaufall ist.

Maßnahmen wie die Dämmung der obersten Geschoßdecke, der Fassade, der Kel-lerdecke und des Daches, Einbau von Wärmeschutzverglasungen, Einsatz von Spei-chermassen, Raumaufteilung nach Temperaturzonen, Kontrollierte Lüftung mit Luft-Luft-Wärmerückgewinnung etc. stellen nur die wichtigsten Möglichkeiten dar.

Durch den Einsatz dieses Maßnahmenbündels kann der spezifische Nutzenergiebe-darf eines Gebäudebestandes durch wirtschaftlich sinnvolle Sanierungen bezogen auf die Nutzfläche um 52 % reduziert werden13.

Längerfristig liegt das Reduktionspotential des spezifischen Nutzenergieeinsatzes - unter Berücksichtigung besonders energiesparender Neubauten - bei ca. 70 % .14

13 Rohracher, 1995

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4.1.3 Verbesserung der Heiz- und Warmwasseranlagen

Damit wird eine Verringerung der Umwandlungsverluste Endenergie/Nutzenergie erreicht. Für diese Verbesserungen sind eine Reihe von technischen Maßnahmen notwendig:

• Kesseltausch • Umstellung von Einzelofen auf Zentralheizungen • Neuaustattung bzw. Optimierung in der Heizungsregelung • Thermostatventile • Dämmung der Heizungsrohre • Rauchfangsanierung • Trennung der Warmwasserbereitung vom Kessel (außerhalb der Heizperiode) • Absenken der Boilertemperatur • Stillegung der Zirkulationsleitungen in der Nacht • Pufferspeicher für Solaranlagen, Festwertbrennstoffkessel und Wärmepumpen • Niedertemperaturheizsystem • Hydraulische Einregulierung • Brennwertkessel • Brennstoffwärmepumpe

Durch den Einsatz dieses Maßnahmenbündels kann der Endenergiebedarf bezogen auf eine konstante Nutzfläche um ca. 20 % gegenüber einer Altanlage reduziert wer-den.

4.1.4 Fuel-Switching im Bereich Endenergie

Darunter versteht man den Ersatz von Endenergieträgern mit hohen spezifischen CO2-Emissionen durch Endenergieträger mit niedrigen spezifischen CO2-Emissionen.

Vor allem sind die elektrischen Widerstandsheizungen und die fossilen Brennstoffe durch Fern/Nahwärme, Holz und Erdgas zu ersetzen.

Beim Einsatz dieses Maßnahmenbündels bleibt der Endenergiebedarf annähernd konstant, es ergibt sich aber ein großes CO2-Reduktionspotential.

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4.2 Maßnahmen um den Stromverbrauch zu reduzieren14

Folgende Tabellen und Aussagen wurden dem Strombericht 1995 für Graz entnom-men.

Da der elektrische Strom mit 25 % der Endenergieverbräuche der drei Sektoren be-teiligt ist sollte hier genauer auf diesen Bereich eingegangen werden.

Mit folgenden Tabellen soll ein Überblick über den Stromverbrauch nach Nutzener-giearten in Graz gegeben werden.

Verwendungsart Stromverbrauch in MWh Anteil

Raumheizung 76665 9 %

Dampferzeugung 3390 0%

Industrieöfen 40880 5%

Mechanische Arbeit 383972 46%

Fahrzeugmotoren 76835 9%

Beleuchtung / ADV 225041 27%

Elektrochemie 22189 3%

Summe 828972 100%

Tab. 12: Stromverbrauch nach Nutzenergiearten Graz 1991 für die Industrie, das Gewerbe und den öffentlichen Bereich

Der hohe Anteil der mechanischen Arbeit mit 46 % und der Beleuchtung / ADV mit 27 % fällt in diesen Bereich auf.

Tabelle 13 zeigt nun den Stromverbrauch aufgeteilt auf die Branchen bzw. Bran-chengruppen.

Die Gruppen Papier /Glas/Chemie und Banken /öffentl.Dienst, sind laut Tabelle 13 mit jeweils 22 % die größten Verbraucher.

14 Gross, 1995

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Branchennr. Branchenbezeichnung Stromverbrauch MWh Anteil

1 Energieversorgung 29774 4 %

3 Holz / Textilien / Nahrungsmittel 54994 7 %

4 Papier / Glas 179016 22 %

5 Metall 114290 14 %

6 Bauwesen 12357 1 %

7A,7B Handel-Lagerung / Beherbergung-Gaststätten

132842 16 %

8 Verkehr 119730 14 %

9A,9B Banken-Versicherungen / öffentli-cher Dienst

185969 22 %

Summe 828972 100 %

Tab. 13: Stromverbrauch der Branchen in Graz im Jahr 1991

4.2.2 Mechanische Arbeit

Mit 46 % des Stromverbrauches ist der Bereich "Mechanische Arbeit", also der Be-trieb von Elektromotoren, der mit Abstand größte Verbraucher. Dies umschreibt eine Vielzahl von Anwendungen; von Kühlgerätekompressoren über Werkzeugmaschi-nen, Pumpen, Lüftungssystemen, Aufzügen hin zu prozssorgesteuerten Antriebssys-temen. Je nach Branche sind sehr unterschiedliche Einsatzzwecke gegeben. Ent-sprechend unterschiedlich erfolgt auch die Schätzung der Sparpotentiale bzw. deren Bandbreite.

Es können hier zwei Bereiche unterschieden werden:

1.) Die Organisation des Produktionsablaufes, somit verbesserte Anlagenausnüt-zung und Vermeidung von Leerlauf. Laut Gross15 kann bis zu 60 % der elektrischen Energie durch die Optimierung des Arbeitsablaufes an Werkzeugmaschinen einge-spart werden. Im Bereich von gewerblichen Kühlmöbeln können bis zu 55 % des Stromverbrauches eingespart werden (Kühlstellenregelung, verbesserte Kälteanla-gen, Pflege/Wartung).

15 Gross u.a., 1995

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Anmerkungen zu Kühlanlagen16:

Bei diesen Anlagen sind 10 %-ige Stromeinsparungen sogar durch folgende kosten-lose Einsparmaßnahmen möglich.

• Ein Grad Temperaturerhöhung der Lagertemperatur bewirkt eine Einsparung von ca. 4 %.

• Gefrierräume sollten zwischen -20 °C und -22 °C, Kühlräume zwischen 0 °C und 4 °C nicht unterschreiten.

• Regelmäßige Reinigung des Verflüssigers

• gute Auslastung der Räume

• Bei gewerblichen Kühlanlagen kann ab ca. 10 KW Gesamtkälteleistung mit einer wirtschaftlichen Abwärmenutzung gerechnet werden. Hierfür muß allerdings das erzeugte Warmwasser auch genutzt werden können. Aus Sicherheitsgründen darf jedoch in diesem Bereich auf eine externe Kühlung nicht verzichtet werden.

2.) Durch technische Maßnahmen wie die Vermeidung der Überdimensionierung, die Anpassung an Arbeitsmaschinen, die Reduzierung der Verluste der Arbeitsma-schine und der mechanischen Übersetzung sind 15 - 20 % des industriellen Strom-verbrauches einsparbar. Durch eine Drehzahlregelung von Pumpen läßt sich eben-falls ein erhebliches Sparpotential realisieren. Groß sind auch die Sparpotentiale bei Lüftungen, welche ca. 10 -15% des motorischen Stromverbrauches ausmachen. Die Reduktion des Luftstromes, Anpassung der Betriebszeiten an die Nutzungszeiten, Verringerung der Druckverluste in den Lüftungskanälen etc. sind weitere Möglichkei-ten diese Potentiale auszunützen.

4.2.3 Beleuchtung / ADV

Der zweitgrößte Stromverbraucher ist der Bereich Beleuchtung / ADV mit rund 27 % des Stromverbrauches. Dies ist vor allem darin zu sehen, daß in Graz der Anteil der Dienstleistungsbetriebe deutlich größer ist als der österreichische Durchschnitt. Der Löwenanteil ist hier der Beleuchtung zuzurechnen, weniger der Datenverarbeitung. Alleine durch den Übergang von Glühlampen auf Kompaktleuchstoffröhren mit elekt-ronischen Vorschaltgerät lassen sich rund 80 % des Stromes einsparen. Die optimale

16 ASEW, 1993

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Ausnützung des Tageslichts, Abschalten bei Nichtbenötigung, Anpassen der Be-leuchtungsstärke an die Erfordernisse etc. stellen zusätzliche Maßnahmen zur Ein-sparung an elektischer Energie dar.

4.3 Prozeßwärme

Mit 39 % im Industriesektor stellt die Prozeßwärme einen bedeutenden Anteil dar, der nun näher untersucht werden sollte.

Die Prozeßwärme ist das komplexeste Gebiet und daher nur schwer zu behandeln. Es gibt einige Potentialabschätzungen der österreichischen Industrie und Abschät-zungen aus verschiedenen anderen Ländern (BRD, Dänemark etc.).

Im Bereich der Prozeßwärme, welche sowohl aus Dampfkesseln als auch aus Indust-riefeuerungen bereitgestellt wird, ist der wesentlichste Faktor für die Energieeinspa-rung durch die Verwendung "bester Technologien" gegeben.

Die Verwendung sogenannter "bester Technologien" involviert sowohl energiespa-rende Verfahrenstechniken, als auch die optimale Auslegung, Regelung und Steue-rung der verfahrenstechnisch notwendigen Anlagenkomponenten.

Als weitere technologische Maßnahmen bei bestehenden Anlagen und Verfahren ist die umfassende Reduktion von Wärmeverlusten durch z.B. Dämmung von Rohrlei-tungen, sowie die Nutzung vorhandener Abwärmeströme zu sehen.

Große Bedeutung im Umfeld der Abwärmenutzung besitzt dabei, im Sinne der opti-malen Nutzung von Abwärme verschiedener Temperaturniveaus der Einsatz von Wärmepumpen.

Z.B. unter Zuhilfenahme der "Pinch-Verfahren" ist es möglich, eine technische und ökonomisch optimale Anordnung von Wärmetauschern, Wärmekraftmaschinen und Wärmepumpen zur Wärmerückgewinnung zu ermitteln.

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4.3.1 Beste verfügbare Technologie:

Die Merkmale der "besten, verfügbaren Technologie" können folgendermaßen zu-sammengefaßt werden:

• Energie- und rohstoffsparende Verfahrenstechnik

• Anlagenoptimierung mit Prozeßintegration

• Optimierte Apparateauslegung

• Optimierte Regelung und Steuerung

• Auslegungsoptimierung von Nebenanlagenteilen

• Verminderung von Abstrahlverlusten durch Wärmedämmung

• Interne Recyclierung von Abfallstoffen

Durch den Einsatz „bester Technologien“, Wärmepumpeneinsatz sowie intensive Nutzung der anfallenden Abwärmen , bzw. Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen sind laut Gaubinger17 insgesamt bis zu 32 %-ige Einsparungen im Bereich der Industrie mög-lich. Im gewerblichen und öffentlichen Bereich sind ca. 9 % Einsparungspotential möglich.

4.3.2 Wärmepumpeneinsatz und int. bzw.ext. Verwendung von Abwärme

Für den Einsatz von Wärmepumpen und die Abwärmenutzung intern oder extern kann das Einsparpotential mit insgesamt rund 8,9 % 18 des Endenergieeinsatzes an-gegeben werden, das wirtschaftliche Potential liegt bei ca. 6 %. In den energieinten-siven Bereichen kann mit opimaler Abwärmenutzung19 ein Potential bis zu 25 % ein-gesetzt werden.

In Graz kann mit einem Abwärmepotential von ca. 30 GWh in der Industrie laut Um-weltsachprogramm20 gerechnet werden.

17 Gaubinger, 1991

18 Energiesparpotentiale für Österreich, 1991

19 Gaubinger, Wolfgang, 1991

20 Umweltsachprogramm, 1992

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Am Beispiel der Abwärmenutzung der Marienhütte durch die Grazer Stadtwerke AG wird nun kurz ein erfolgreiches Abwärmenutzungsprojekt in Graz vorgestellt:

Durch den Einbau eines Abhitzekessels wurden die Abwärmen des Abgasstromes der Stoßofenanlage genutzt und so konnten seit April 1993 ca. 13.000 MWh ins Fernwärmenetz eingespeist werden21.

Die prozentuellen Einsparpotentiale für die Prozeßwärme, bezogen auf das Basisjahr 1993, sind in der Tabelle 14 zusammengefaßt dargestellt.

Branche beste Technik org. Maßnahme WP und Abwär-me-nutzung

Summe

Energie 8 % 3 % 6 % 17%

Steine 29 % 3 % 7 % 39 %

prod. G. & I. 22 % 3 % 12 % 37 %

Bauwesen 25 % 3 % 10 % 38 %

Handel 9 % 3 % 6 % 18 %

Gastronomie 9 % 3 % 6 % 18 %

Transport 9 % 3 % 6 % 18 %

Dienstleistungen 9 % 3 % 6 % 18 %

öffentl. Bereich 9 % 3 % 6 % 18 %

Gewerbe gesamt: 18%

Öffentlicher Bereich gesamt: 18%

Industrie gesamt: 30%

Tab. 14: Basisjahrpotentiale der Prozeßwärme für 2010 bezogen auf 1993, Quelle: Gaubinger, W.1991.

Für die Bereiche Steine und Erden, produzierendes Gewerbe und Industrie, und Bauwesen stammen die Zahlen aus Gaubinger 1991.

21 Amt für Umweltschutz, KEK Bericht Nr. 5,1995

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Laut Tabelle 14 ergeben sich somit beachtliche Einsparpotentiale im Bereich der Prozeßwärme für das Gewerbe und den öffentlichen Bereich von 18 % und in der Industrie von 30 %.

4.3.3 Verfahrenstechnische Prozesse

Anhand einiger Beispiele aus der Verfahrenstechnischen Industrie soll nun ein nähe-rer Einblick in die verschiedenen prinzipiellen Energiesparmöglichkeiten einiger ver-schiedener Branchen gegeben werden22Bei verfahrenstechnischen Prozessen gibt es eine Unzahl von vernetzten Parametern, man kann aber prinzipiell drei System-gruppen unterscheiden:

• Chemische Umwandlung

Rohmaterialien werden in Endprodukte umgewandelt besteht aus Reaktoren, Destillationskolonnen, Extraktoren, Trocknern etc.

• Wärmerückgewinnung un Wärmeversorgung

Bei den einzelnen Prozeßschritten muß oft Wärme zu- oder abgeführt werden. Durch das Zusammenschalten von „heißen“ und „abkühlenden“ Prozeßströmen in Wärmetauschern wird das Wärmerückgewinnungspotential des Prozesses genutzt.

• Energieversorgung

Dazu gehören im allgemeinen eine mit Öl oder Gas betriebene Kesselanlage zur Erzeugung von Dampf und Kompressoren zur Erzeugung von Druckluft, wie ters Kälteanlagen, Wärmepumpen, Gasturbinen, Dieselgeneratoren etc.

Diese drei Teilsysteme liefern elektrische und mechanische Energie für den Prozeß und Wärmeenergie in Form von heißen und kalten Betriebsmitteln.

Primärenergieeinsparungen sind bei verfahrenstechnischen Prozessen durch fol-gende generelle Maßnahmen möglich:

- Reduzierung der äußeren Exergieverluste - Reduzierung der inneren Exergieverluste

22 Halozan, Hermann, 1993

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- Reduzierung des Energiebedarfs für Kraftzwecke - Energie- und rohstoffmäßige Nutzung von Abfällen - Energieeinsparungen durch verfahrenstechnische Maßnahmen

- sonstige Maßnahmen

Reduzierung der äußeren Exergieverluste

Durch Reduzierung von Abgasen, Abwässern, Konvenktion und Strahlung hochtem-perierter Oberflächen, etc. Eine weitgehende inner- oder außerbetriebliche Nutzung von Verlustwärmen durch z.B. Heizung benachbarter Objekte, Aufbereitung von Brauchwasser, Kraft-Wärme-Kopplung mit Elektrizitätseinspeisung ins öffentliche Netz.

Maßnahmen zur Verringerung des Exergieverlustes:

- Verwendung hochwertiger Isoliermaterialien (für Rohrleitungen und Anlagen) - Intensive Nutzung aller Abwärmen, Abgase und Produktionsabwässer - Substitution von Verbrennungsprozessen (Wärmerecycling) - Niedertemperatur-Wärmepumpen zur Warmwasseraufbereitung (Produktionswasser, Raumheizung, etc.) - Kraft-Wärme-Kopplung mit elektr. Einspeisung ins öffentliche Netz - Reduzierung des Energiebedarfes bei Trocknungsprozessen durch : Vermeid. von Frischlufttrocknung Vorwärmen der Zuluft durch Abwärmenutzung - Einsatz von Gasturbinen bei Trocknungsprozessen, GT-WKK

- Reduzierung der Wärmeverluste der Hallen

Reduzierung der inneren Exergieverluste

durch folgende Maßnahmen:

- weitgehende Substitution bestehender Verbrennungsprozesse durch intensive Abwärmenutzung - Rationalisierung der Produktionsabläufe und Verfahrenstechniken: - Verbesserung der Wärmeübertragungsvorgänge (z.B. durch Rührwerke etc.)

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- Verringerung der Stillstands- und Warmhaltezeiten bei Industrieöfen - zeitoptimale Beschickung der Anlagen - Für die Gebäudebeheizung sollte nur Warmwasser verwendet werden (kein Dampf oder Heißwasser)

- Einsatz von Prozeßrechnern zur Erhöhung der Produktionsmengen und Reduzierung des spezifischen Energieverbrauches

Reduzierung des Energiebedarfes für Kraftzwecke

Durch Vermeidung von :

- überdimensionierten Pumpen und Gebläse - Falschluftanteile bei Saugzuggebläsen etc. - zu klein dimensionierten Rohrleitungen und Luftkanälen - Mengenregelung durch Drosselorgane (besser drehzahlger. Pumpen etc.) - diskontinuierliche Fahrweise - unnötig hohe Mengen an Produktions, Wasch- und Kühlwässern - pneumatische Förderanlagen (besser mech. Anlagen oder mit drehzahlger. Gebläse)

- Anlagen mit ungenügender Blindstromkompensation

Energie- und rohstoffmäßige Nutzung von Abfällen

Durch die prozeßtechnische Nutzung von Abfällen innerhalb eines Betriebes (Abfall-verfeuerung und Rohstoffrückgewinnung) reduziert sich einerseits der Energiebedarf und es entsteht ein volkswirtschaftlicher Nutzen durch z.B. Einsparung der Aufberei-tungsenergie.

Verfahrenstechnische Maßnahmen

Damit sind potentiell größere Mengen an Energie einzusparen als durch Energie-rückgewinnung. Es sollten Prozeßtechnologien mit einem günstigeren spezifischen Energiebedarf in Zukunft eingesetzt werden. Diese Maßnahmen sind jedoch zumeist nur bei Neuanlagen wirtschaftlich.

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4.4 Kraft-Wärme-Kopplungen

Viele Betriebe brauchen Kraft und Wärme, aber oft nicht in dem Verhältnis und in dem zeitlichen Profil, wie sie von Industriekraftwerken bereitgestellt werden. Oft wird deshalb nur Prozeßwärme im Betrieb erzeugt und Strom zugekauft. Hier sollten im Zuge der Erneuerung der Dampfkesselanlagen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen zum Einsatz kommen.

Die kombinierte Erzeugung thermischer und elektrischer Energie im Kleinabnehmer-bereich (Hallenbäder, Krankenhäuser, Wohnbauten, Supermärkten, Kläranlagen, Kasernen, öffentl. Gebäuden etc.) sind heute noch unüblich.

Die Weiterentwicklung der BHKW-Technik für diese Anwendungsbereiche der letzen Jahre hat aber eine gute Voraussetzung für einen zukünftig verstärkten Einsatz ge-schaffen.

Besonders BHKW in Verbindung mit Absorptionskältemaschinen (Büros, Kranken-häuser, Kaufhäuser, etc.) bieten sich heute als geeignete Einsatzbereiche an. Diese Anlagen erzeugen im Winter Wärme, im Sommer indirekt Kälte und kommen so auf 7000 Jahresbetriebsstunden. Somit wird die Wirtschaftlichkeit dieser Anlagen auch erreicht. Bei den Krankenhäusern ist eine ununterbrochene Stromversorgung (USU) immer vorzusehen. Hier kann das BHKW als Notstromaggregat fungieren und stellt somit auch eine Investitionseinsparung dar.

Im Industriebereich sollte eine Dimensionierung nach dem Strombedarf vorgenom-men werden, da die Heizwärme betriebswirtschaftlich eine untergeordnete Rolle spielt. Bei der Anlagenkonzeption ist darauf zu achten, daß das BHKW in erster Linie den Prozeßwärmebedarf mit geringem Temperaturniveau (< 100 °C) versorgt.

Leistungsbereich und Lebensdauer:

Der übliche Leistungsbereich liegt bei 0,5 bis 3 MWel-Anlagen mit ca. 15 bis 20 Jah-ren Nutzungsdauer.

4.4.1 Energiesparpotential KWK:

Dieses wurde bisher nur teilweise untersucht und quantifiziert.

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Für den Bereich Industrie gehen Schätzungen über Einspeisepotentiale von rund 1000 MWel für Österreich aus.

Für Graz ergab eine neue Studie23, die im Oktober als eigener KEK - Bericht publi-ziert wird, zur Potentialabschätzung von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen folgende Ergebnisse:

Ausgangsmenge der Potentialabschätzung:

Als Ausgangsmenge für die Potentialabschätzung werden alle Erdgasverbraucher in Graz herangezogen. Die Potentiale für die Ölverbraucher werden im Bericht von Rei-ner23 nur grob abgeschätzt und sind zur Zeit noch nicht bekannt. Deshalb wird das KWK-Potential auch bei den Szenarien nicht eigens berücksichtigt.

Ferngas48%

Stadtwerke52%

Ausgangsmenge: Erdgasverbraucher in Graz 1993Gesamtverbrauch: 1066,8 GWh

1066,8 GWh

12.920 Verbr.553,2 [GWh]

12 Verbr.513,6 [GWh]

Abb. 8: Erdgasverbraucher in Graz 1993

Die Menge von 12.932 Erdgasverbrauchern mit einem Gesamtverbrauch von 1066,8 GWh Erdgas ist die Ausgangsmenge für die weiteren KWK-Potentialabschätzungen. Durch die Verwendung der bestimmenden Kriterien für die Anwendbarkeit von KWK-Technologien, reduziert sich die Ausgangsmenge um jene Gasabnehmer, die diesen Kriterien nicht entsprechen. So verkleinert sich die Ausgangsmenge schrittweise zum Endpotential.

23 Rainer, 1995

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Bestimmende Auswahlkriterien:

− Vorhandener Erdgas-Anschluß − Gleichzeitiger Verbrauch von Wärme und Strom: − Einspeisemöglichkeit ins öffentliche Stromnetz, bei einer Stromproduktion über den

Eigenbedarf hinaus − Minimale elektrische Leistung der Anlage: >300 [kWel];

entsprechende minimale Wärmeleistung: >600 [kWth]. − Vollaststundenzahl der KWK-Anlage: >4000 [h/a] − Überprüfung des Prozesses auf die Anwendbarkeit von KWK-Technologien: − Maximales Temperaturniveau der Nutzwärme: 400 - 500 [°C]

− Konstanter Wärmebedarf über den Tag:

Thermisches KWK-Potential (Basis: Erdgasverbrauch):

Folgende Erdgasmenge zur Wärmeerzeugung in konventionellen Wärmeerzeu-gungsanlagen kann durch die Wärmeerzeugung in KWK-Anlagen ersetzt werden.

Rest77%

823,1 GWh

Potential 323%

243,7 GWh

1066,8 GWh

Potential 3: Durch KWK erzeugbare therm. Energie Gesamterdgasverbrauch: 1066,8 GWh

15%

5%

3%

Abb. 9: KWK-Potential der Erdgasverbraucher

Das gesamte Potential von 23% setzt sich aus 15% Prozeßenergieanwender, 5% Prozeß- und Heizenergieanwender und 3% Heizenergieanwender zusammen.

- 32 -


Gesamtes KWK-Potential (Wärme und elektr. Strom als Nutzenergie)

Aus dem Erdgasverbrauch zur Wärmeerzeugung, der durch KWK-Anlagen ersetzt werden kann, wurde die Nutzenergie "Wärme" berechnet. Anhand der minimalen bzw. maximalen durchschnittlichen Stromkennzahl, die aus den einzelnen Strom-kennzahlen der potentiellen KWK-Anwender berechnet wurde, konnte der elektr. Strom ermittelt werden, der neben der Wärme in den KWK-Anlagen erzeugt wird.

Wärme Strom0,0

50,0

100,0

150,0

200,0

250,0

[GWh]

Wärme Strom

minmax

151,3 GWh122,8 GWh

219,3 GWh

Abb. 10: KWK Potential in Graz

Erdgasverbrauch der KWK-Anlagen:

Im folgenden wird der Erdgaseinsatz, der für die Erzeugung der oben angegebenen Wärme und des elektr. Stroms notwendig ist, dargestellt.

Erdgas0,0

50,0100,0150,0200,0250,0300,0350,0400,0450,0

[GWh]

Erdgas

minmax

436,0 GWh402,5 GWh

Abb. 11: Erdgaseinsatz zur Erzeugung der KWK-Energie

(Wärme 219,3 GWh, Strom 122,8 / 151,3 GWh)

- 33 -


4.4.2 Wirtschaftlichkeit von KWK-Anlagen:

Die Wirtschaftlichkeit von KWK`s hängt von vielen Parametern wie den Volllaststun-den, der Art des Wärmebedarfes, des benötigten Temperaturniveaus, etc. ab. Da diese Parameter von Projekt zu Projekt variieren, kann pauschal nichts über die Wirt-schaftlichkeit gesagt werden. In vielen Anwendungsbereichen kann die Wirtschaft-lichkeit einer BHKW-Anlage durch einen Heißwasserspeicher verbessert werden. Tageszeitlich unterschiedliche Strom- und Wärmebedarfsverläufe können durch Kurzzeitspeicher überbrückt werden. Wärmespitzen werden vom Speicher abge-deckt, während beim Abfahren von Stromspitzen ohne gleichzeitigem Wärmebedarf der Speicher als Wärmepuffer dient.

4.5 Organisatorische Maßnahmen

Durch ein energiebewußtes Betreiben von Anlagen können z.T. ohne Investitionen erhebliche Einsparungen realisiert werden. Organisatorische Maßnahmen sind in dem Sinne zu verstehen, daß dadurch eine optimale Gestaltung der Betriebsabläufe hinsichtlich Kapazitätsnutzung, Leerlaufzeiten, Betriebsunterbrechungen, Anlagenan- und Abfahrzustände eine bestmögliche Nutzung der eingesetzten Energien erfolgen kann. Das Einsparpotential durch organisatorische Maßnahmen an der Endenergie liegt in allen Industriebereichen erfahrungsgemäß bei ca. 3,2 %24.

Zusammenfassung der Maßnahmen im organisatorischen Bereich:

• Materialflußoptimierung

• Volle Nutzung der Anlagenkapazitäten

• Vermeidung von Leerläufen

• Vermeidung von An- und Abfahrzuständen

• Vermeidung von häufigen Betriebsunterbrechungen

• Schulung, Motivation und Unterweisung des Bedienungspersonals

Die Basis für die Durchführung obiger Maßnahmen stellt betriebliches Energiemana-gement mit Energie- und Materialflußerfassungen als zwingende Notwendigkeit dar.

24 Gaubinger, Wolfgang, 1991

- 34 -


Im Bereich der öffentlichen Verwaltung können erfahrungsgemäß ebenfalls große (11 % lt. Land Steiermark25) und vor allem schnelle Einsparerfolge durch folgende Maßnahmen erreicht werden:

• Energiesparkonzepte erstellen

• Schaffung personeller Voraussetzungen

• Schulung des Personals

• Vorgabe und Kontrolle höchstzulässiger Raumtemperaturen

• richtiges Heizen und Lüften durch Information der Benutzer

• Heizkostenerfassung und Energiebilanz

• Energiebewirtschaftung

4.6 Graue Energie - Optimierung der Stoffströme

Obwohl die Reduktion des Energieeinsatzes durch die Minimierung von Stoffströmen hier nicht quantifiziert werden kann, soll doch auf die besondere Wichtigkeit dieser Maßnahmen hingewiesen werden. Diese Reduktionen des Energieeinsatzes fallen oft nicht in der Gemeinde an, in der der Stoffeinsatz minimiert wird, sondern in jener, in der die Produktionsstätten für die jeweiligen Materialien angesiedelt sind. Durch die Minimierung der eingesetzten Stoffströme können Betriebe aber ihre Kosten und von einem globalen Gesichtspunkt aus die Umweltbelastungen durch ihre Produkti-onsstätte oft drastischer reduzieren als am Ort der Betriebsstätte selbst. Gute Bei-spiele für diesen Bereich liefert auch das Projekt Ökoprofit des Grazer Umweltamtes.

25 Energierationalisierung im öffentlichen Hochbau, 1988

- 35 -


4.7 Einsparpotentiale - Überblick

Von Gross26 konnten einige Potentialabschätzungen für Graz übernommen werden. Für den Bereich der Prozeßenergie (Industrieöfen und Dampferzeugung) wurden die Einsparpotentiale aus dem Abschnitt Prozeßwärme verwendet. Weiters wurden die Werte für die Raumheizung aus dem Bericht für Raumwärme übernommen. Diese Werte ergaben somit folgende Potentialabschätzungen:

Energieart Moderates Szenario Forciertes Szenario

Raumheizung und Warmwasser

30 % 60 %

Prozeßwärme 15 % Industrie

10 % Gewerbe und öffentlicher Bereich

30 % Industrie

18 % Gewerbe und öffentlicher Bereich

Mechanische Arbeit 14 % 33 %

Beleuchtung / ADV 20 % 60 %

Elektrochemie 10 % 30 %

Tab. 15: Energiesparpotentiale Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich Graz

Einsparpotentiale aus der Literatur27:

Hier werden zur Veranschaulichung der Größenordnungen der technischen Energie-einsparpotentiale einige Werte aus der Studie Least-Cost-Planning für Schleswig-Holstein aufgelistet. Damit soll einerseits die Plausibilität der Größenordnung der Po-tentiale für Graz veranschaulicht werden. Andererseits sind diese Einsparpotentiale genauer nach Sektoren gegliedert und geben somit einen besseren Einblick in die verschiedenen Branchen.

26 Gross, 1995

27 Least-Cost-Planning für Schleswig-Holstein, 1991

- 36 -


Einsparpotentiale im Sektor Handel und Dienstleitungen

Beleuchtung: 40 %

Entlüftung 40 %

Kühlen und Gefrieren 35 %

Andere Stromanwendungen 25 %

Einsparpotentiale im öffentl. Sektor

Pumpen: 51 % Entlüftung: 46 % Kühlung: 40 % Motorenbetrieb 13% Beleuchtung 51 % Elektronik 30 %

Beheizung: 24 %

Einsparpotentiale im Sektor Industrie

Beleuchtung 55 % Elektronik 49% Entlüftung und Luftzufuhr 58% Druckluft 57% Prozeßluft 23 % Kühlen 55% Prozeßwärme 21% Schmelzen 20% Elektrolyse 10 % Pumpen 53 % Andere Motorenantriebe 35%

elektrische Netzverluste 13 %

- 37 -


5 Szenarien

5.1 Moderate Umsetzung

Dieses Szenario beinhaltet im wesentlichen jene Maßnahmen und Ergebnisse, die realistischerweise unter moderater und ökonomisch sinnvoller Durchführung von E-nergiesparmaßnahmen zu erwarten sein werden. Das moderate Szenario unter-scheidet sich vom forcierten vor allem durch den wesentlich geringeren Grad der Ausschöpfung der technischen Potentiale. Dies geschieht im Bewußtsein, daß die Realisierung des forcierten Szenarios radikale Maßnahmen - regulative Eingriffe und Normvorgaben, finanzielle Belastungen des Energiekonsums und insgesamt eine radikale Umstrukturierung der Wirtschaftspolitik erfordern würde.

5.1.1 Raumwärme:

Für die einzelnen Szenarien wurden außer der Verbesserung der Gebäudehülle und der Heizungswirkungsgrade je nach Szenario unterschiedliche Nutzungen der Son-nenenergie über aktive und passive Anlagen einbezogen.

Mit den Maßnahmen thermische Sanierung, Verbesserung der Regeltechnik und der Heizungsanlagen können nach moderater Umstellung ca. 30 % Endenergieeinspa-rung im Bereich Raumwärme angesetzt werden (siehe Einsparpotentiale-Überblick - Tab. 15).

5.1.2 Prozeßenergie:

Hier werden ökonomisch sinnvolle Energiesparmaßnahmen, das heißt erfahrungs-gemäß Investitionen mit einer Amortisationszeit von < 5 Jahren, betrachtet:

• Prioritäre Anwendung der ökonomisch sinnvollen Technologien aller Sektoren bis zum Jahr 2010.

• Nutzung des ökonomisch sinnvollen Wärmepumpenpotentiales bis zum Jahr 2010.

- 38 -

Szenarien

• Ökonomisch vertretbare Abwärmenutzung in den energieintensiven Sektoren bis zum Jahr 2010 (ca. 30 GWh28 ).

Dampfkessel:

• Moderate Umstellungsentwicklung auf Erdgas als Brennstoff.

• Verwendung bester Technologien bei einer erhöhten Austauschrate der Kesseln.

• sinnvolle Nutzung des Brennwertes bei allen gasbefeuerten Kesselanlagen bis 2005.

Industrieöfen:

• Verwendung bester Technologie bis zum Jahr 2010.

• Moderate Umstellungsentwicklung auf Erdgas als Brennstoff.

Mit diesen Annahmen ergaben sich laut Tabelle 15 Einsparpotentiale von 15 % für die Industrie bzw. 10 % für das Gewerbe und den öffentlichen Bereich.

5.1.3 Andere Bereiche

Für die mechanische Arbeit wurden 14 %, für die Beleuchtung / ADV 20 % und die Elektrochemie 10 % Energiesparpotential im moderaten Szenario angesetzt29.

5.1.4 Gesamtdarstellung - moderates Szenario

Die Entwicklung des Energieeinsatzes bzw. der CO2-Emissionen nach Sektoren ist in den Tabellen 16 und 17 dargestellt. Die Entwicklung der Energieträger ist in den Ta-bellen 18 und 19 dargestellt.

28 Umweltsachprogramm Graz, 1992

29 Gross, 1995

- 39 -


Jahr Industrie Gewerbe öffentlicher

Bereich Gesamt

1993 4451 3441 3840 11732

2000 3964 3182 3659 10805

2010 3523 2882 3459 9864

Tab. 16: Entwicklung des Endenergieinsatzes im Szenario "moderate Umsetzung" nach Sektoren in TJ

Jahr Industrie Gewerbe öffentlicher Bereich Gesamt

1993 261540 210228 210842 682610

2000 212064 192543 196658 601266

2010 178071 172345 180589 531005

Tab. 17: Entwicklung der CO2-Emissionen im Szenario"moderate Umsetzung" nach Sektoren

Für das moderate Szenario wurde mit einer 50 %-igen Substitution der gesamten Kohle und einer 20 %-igen Ölsubstitution auf Gas/Fernwärme bis zum Jahr 2010 ge-rechnet. Diesen Annahmen zufolge ergibt sich die folgende Energieträgerverteilung:

Sektor Jahr Strom Kohle Öl Gas Fernwärme Holz Gesamt

Industrie 1993 30% 11% 28% 27% 0% 3% 100%

2000 31% 8% 25% 29% 3% 3% 100%

2010 32% 5% 23% 31% 5% 3% 100%

Gewerbe 1993 22% 5% 46% 14% 14% 0% 100%

2000 22% 4% 41% 16% 17% 0% 100%

2010 22% 3% 37% 19% 20% 0% 100%

öffentlicher 1993 22% 3% 31% 24% 19% 0% 100%

Bereich 2000 22% 2% 28% 25% 21% 0% 100%

2010 22% 2% 25% 28% 23% 0% 100%

Tab. 18: Entwicklung der Energieträgerverteilung in Prozenten im Szenario „modera-

te Umsetzung“ nach Sektoren

- 40 -

Szenarien

Sektor Jahr Strom Kohle Öl Gas Fernwärme Holz Gesamt

Industrie 1993 1356 489 1236 1221 0 149 4451

2000 1242 317 1000 1169 108 127 3964

2010 1143 181 800 1092 182 107 3523

Gewerbe 1993 759 173 1578 466 465 0 3441

2000 698 120 1312 524 528 0 3182

2010 629 72 1055 559 567 0 2882

öffentlicher 1993 847 193 1761 520 519 0 3840

Bereich 2000 803 138 1508 603 607 0 3659

2010 755 87 1266 671 681 0 3459

Tab. 19: Entwicklung der Energieträgerverteilung in TJ im Szenario „moderate Um-setzung“ nach Sektoren

Aus der Energiebilanz für Graz30 wurden die spezifischen Emissionsfaktoren für die verschiedenen Sektoren entnommen und damit ergaben sich folgende Schadstoff-emissionen:

Industrie Gewerbe öffentlicher Bereich

Schadstoffe in t

1993 2000 2010 1993 2000 2010 1993 2000 2010

SO2 5586 4974 4421 1834 1695 1536 2046 1950 1843

NOx 3026 2695 2395 949 878 795 1059 1009 954

HC 364 325 288 2773 2564 2323 3095 2949 2788

CO 1691 1506 1338 30387 28099 25454 33911 32311 30548

Staub 734 654 581 708 655 593 791 753 712

Tab. 20: Schadstoffemissionen für die Industrie, Gewerbe und den öffentlichen Be-reich für das moderate Szenario

30 Ahamer, 1995

- 41 -


5.1.5 Basisjahr- und Zieljahrpotential

In weiterer Folge soll vor allem das Basisjahrpotential (Bezugsgröße 1993) und das Zieljahrpotential (Bezugsgröße Referenzentwicklung 2010) unterschieden werden. Das Basisjahrpotential gibt den Beitrag zur Zielerreichung gemäß den Zielvorgaben des Kommunalen Energiekonzeptes an, während das Zieljahrpotential die tatsächli-chen Anstrengungen zur Erreichung dieses Zielbeitrages im Vergleich zur Referenz-variante verdeutlicht.

Basisjahr Industrie Gewerbe öffentlicher Bereich

Gesamt

1993 in % 21% 16% 10% 16%

TJ 928 559 381 1868

2010 in % 17% 27% 27% 24%

TJ 724 1067 1257 3048

Tab. 21: Endenergieverminderung bezogen auf das Basisjahr 93 und Zieljahr 2010 im Szenario „moderate Umsetzung“

Basisjahr Industrie Gewerbe öffentlicher Be-reich

Gesamt

1993 in % 32% 18% 14% 22%

t 83469 37883 30253 151605

2010 in % 28% 28% 30% 29%

t 70249 67973 76625 214847

Tab. 22: CO2-Verminderung bezogen auf das Basisjahr 93 und Zieljahr 2010 im Szenario „moderate Umsetzung“

In den Tabellen 21 und 22 sind die Einsparpotentiale jeweils einmal bezogen auf das Basisjahr 1993 und einmal auf das Zieljahr 2010 dargestellt. Hierbei fällt auf, daß der Industriebereich ein größeres Basisjahrpotential als Zieljahrpotential aufweist. Dies kommt durch die absolute Verminderung des Endenergieeinsatzes in diesem Bereich zustande.

- 42 -

Szenarien

5.2 Forcierte Umsetzung

Die hier untersuchten Szenarien sind Niedrigenergie-Szenarien, die gerade noch durchsetzbar erscheinen. Die weitgehende Nutzung fast aller technologischen Mög-lichkeiten (inklusive organisatorischer Maßnahmen) und ein gewisser technischer Fortschritt innerhalb der nächsten 20 Jahre werden zugrundegelegt. Berücksichtigt wird eine raschere Umsetzung als in den anderen Szenarios, bei grundsätzlich be-wältigbarem Maßnahmenvolumen.

Wenn zusätzlich eine Verstärkung der Substitution von Kohle auf Gas und von Öl auf Gas bzw. auch auf Fernwärme erfolgt (90 % der Kohle und 40 % des Öleinsatzes werden substituiert, so kann eine leichte weitere Verringerung des Endenergieeinsat-zes (bessere Nutzungsgrade) und eine Reduktion der CO2-Emissionen durch die spezifisch geringeren Emissionsfaktoren erreicht werden.

Das Szenario forciert die Umsetzung, beinhaltet die "maximalen Forderungen" hin-sichtlich der technisch möglichen Wärmeenergieeinsparpotentiale (siehe Tab. 15) und wird für folgende Bereiche und Maßnahmen definiert:

Prozeßenergie:

• Anwendung der besten verfügbaren Technologien aller Sektoren bis zum Jahr 2010.

• Nutzung aller organisatorischen Möglichkeiten der betrieblichen Optimierung.

• Nutzung des gesamten Wärmepumpenpotentiales bis zum Jahr 2010.

• Maximale Abwärmenutzung in den energieintensiven Sektoren unter Heranzie-hung von Pinch-Verfahren mit Integration der Abwärme in den betrieblichen Ablauf oder zur Fernwärmeversorgung bis 2010.

Dampfkessel:

• Verschärfte Anlagenerneuerung (Anlagen, die vor 1960 errichtet wurden, werden bis 2000 erneuert, Anlagen, die von 1960-80 errichtet wurden, bis zum Jahr 2010).

• Forcierte Umstellung auf Erdgas als Brennstoff bis zum 1,5-fachen Gasanteil, be-zogen auf 2010.

• Nutzung des Brennwertes bei allen gasbefeuerten Kesseln und Anlagen bis zum Jahr 2000 und allen sonstigen bis zum Jahr 2010.

- 43 -


• Nutzung des vorhandenen industriellen Abwärmepontentials bis 2010.

Industrieöfen:

• Verwendung bester Technologie bis zum Jahr 2000.

• Forcierte Nutzung gasförmiger Brennstoffe mit einer 50%-igen Steigerung des Gasanteils des Jahres 1987 bis 2010.

Insgesamt wurde das Energiesparpotential-Prozeßenergie für den Sektor Industrie mit 30 % und in den Sektoren Gewerbe und öffentlicher Bereich mit 18 % angesetzt (siehe Tabelle 15).

Raumwärme:

Das forcierte Szenario unterscheidet sich vom moderatem dadurch, daß im forcierten eine wesentlich raschere Umsetzung der Sanierungsmaßnahmen angenommen wurde. Das Einsparpotential beträgt hier 60 % (siehe 3.7).

Elektrische Verbraucher:

Für die mechanische Arbeit wurden 33 % und die Beleuchtung / ADV 60 % laut Ta-belle 15 in Ansatz gebracht.

Die Ergebnisse dieses Szenarios sind in den Tabellen 23 und 24 nach Sektoren und in Tabelle 25 und 26 nach Energieträgern dargestellt.

Sektor Industrie Gewerbe öffenticher Bereich

Gesamt

1993 4451 3441 3840 11732

2000 3437 2630 3162 9229

2010 2435 1696 2039 6170

Tab. 23: Entwicklung des Endenergieinsatzes im Szenario "forcierte Umsetzung" nach Sektoren in TJ

- 44 -

Szenarien

Sektor Industrie Gewerbe öffentlicher Be-reich

Gesamt

1993 261540 210228 210842 682610

2000 195385 177497 161641 534523

2010 108768 91943 82736 283447

Tab. 24: Entwicklung der CO2-Emissionen im Szenario"forcierte Umsetzung" nach Sektoren in t

Sektor Jahr Strom Kohle Öl Gas FW Holz Solar Gesamt

Industrie 1993 30% 11% 28% 27% 0% 3% 0% 100%

2000 31% 6% 23% 34% 3% 3% 0% 100%

2010 30% 1% 17% 39% 5% 3% 5% 100%

Gewerbe 1993 22% 5% 46% 14% 14% 0% 0% 100%

2000 23% 3% 37% 20% 17% 0% 0% 100%

2010 22% 1% 27% 24% 20% 0% 5% 100%

öffentlicher 1993 22% 3% 31% 24% 19% 0% 0% 100%

Bereich 2000 22% 2% 25% 28% 22% 0% 0% 100%

2010 22% 0% 18% 30% 24% 0% 5% 100%

Tab. 25: Entwicklung der Energieträgerverteilung in Prozenten im Szenario „forcierte

Umsetzung“ nach Sektoren

- 45 -


Sektor Jahr Strom Kohle Öl Gas FW Holz Solar Gesamt

Industrie 1993 1356 489 1236 1221 0 149 0 4451

2000 1075 191 785 1180 87 118 0 3437

2010 738 26 409 939 117 84 122 2435

Gewerbe 1993 759 173 1578 466 465 0 0 3441

2000 597 68 985 520 460 0 0 2630

2010 381 9 466 414 342 0 85 1696

öffentlicher 1993 854 124 1208 911 728 16 0 3840

Bereich 2000 711 52 806 885 696 13 0 3162

2010 458 10 560 498 411 0 102 2039

Tab. 26: Entwicklung der Energieträgerverteilung in TJ im Szenario „forcierte Um-setzung“ nach Sektoren

Industrie Gewerbe öffentlicher Bereich

Schadstoffe in t

1993 2000 2010 1993 2000 2010 1993 2000 2010

SO2 5586 4313 3055 1834 1401 903 2046 1685 1087

NOx 3026 2337 1655 949 725 467 1059 872 562

HC 364 281 199 2773 2119 1366 3095 2548 1643

CO 1691 1305 925 30387 23223 14974 33911 27923 18010

Staub 734 567 401 708 541 349 791 651 420

Tab. 27: Schadstoffemissionen der Industrie, Gewerbe und des öffentlichen Berei-ches für das forcierte Szenario

- 46 -

Zusammenfassung

1. Basisjahr- und Zieljahrpotentiale

Endenergieszenario:


Gesamt

1993 in % 45% 51% 47% 47%

TJ 2016 1745 1801 5562

2010 in % 43% 57% 57% 52%

TJ 1812 2253 2677 6742

Tab. 28: Endenergieverminderung bezogen auf das Basisjahr 93 und Zieljahr 2010 im Szenario „forcierte Umsetzung“

CO2-Szenario:


Gesamt

1993 in % 58% 56% 61% 58%

t 152772 118285 128106 399163

2010 in % 56% 62% 68% 62%

t 139552 148375 174478 462405

Tab. 29: CO2-Verminderung bezogen auf das Basisjahr 1993 und Zieljahr 2010 im Szenario „forcierte Umsetzung“

6 Zusammenfassung

Obwohl im Industriebereich zur Steigerung der Energieproduktivität bereits einiges geleistet wurde, kann gezeigt werden, daß durch die Ausschöpfung aller technischen und organisatorischen Maßnahmen im Raumwärme-, Strom- und Prozeßenergiebe-reich noch erhebliche Energie- und CO2-Reduktionspotentiale im öffentlichen, ge-werblichen und Industriesektor lukriert werden können.

- 47 -


Die Abbildungen 12 bis 15 zeigen die Entwicklung des Endenergieeinsatzes aller drei Sektoren in unterschiedenen Szenarien.

Endenergieszenario im Sektor Gewerbe in TJ

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

1993 2000 2010

Jahr

referenzmoderatforciert

Abb. 12: Szenarien zum Endenergie-Einsatz im Gewerbe in TJ

Endergieszenario im Sektor öffentlicher Bereich in TJ

0500

100015002000250030003500400045005000

1993 2000 2010

Jahr


Abb. 13: Szenarien zum Endenergie-Einsatz im öffentlichen Bereich in TJ

- 48 -

Zusammenfassung

Endenergieszenario im Sektor Industrie in TJ

0500

10001500200025003000350040004500

1993 2000 2010

Jahr

TJ


Abb. 14: Szenarien zum Endenergie-Einsatz in der Industrie in TJ


0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

1993 2000 2010

Jahr

TJ

referenz

moderat

forciert

Abb. 15: Szenarien zum Endenergie-Einsatz in Industrie, Gewerbe und öff. Bereich in TJ

- 49 -


Jahr Szenario Industrie Gewerbe Öffentl. Dienst

Gesamt

1993 referenz 4451 3441 3840 11732

2000 referenz 4361 3667 4229 12257

moderat 3964 3182 3659 10805

forciert 3437 2630 3162 9229

2010 referenz 4247 3949 4716 12912

moderat 3523 2882 3459 9864

forciert 2435 1696 2039 6170

Tab. 30: Zusammenfassung der Szenarien für den Endenergieeinsatz der drei Sektoren in TJ

Jahr Szenario Industrie Gewerbe Öffentlicher Dienst Gesamt

1993 referenz 100% 100% 100% 100%

2000 referenz 100% 100% 100% 100%

moderat 91% 87% 87% 88%

forciert 79% 72% 75% 75%

2010 referenz 100% 100% 100% 100%

moderat 83% 73% 73% 76%

forciert 57% 43% 43% 48%

Tab. 31: Zusammenfassung der Szenarien für den Endenergieeinsatz in Prozent bezogen auf die Referenzentwicklung

- 50 -

Zusammenfassung

Jahr Szenario Industrie Gewerbe Öffentlicher Dienst Gesamt

1993 referenz 100% 100% 100% 100%

2000 referenz 98% 107% 110% 104%

moderat 89% 92% 95% 92%

forciert 77% 76% 82% 79%

2010 referenz 95% 115% 123% 110%

moderat 79% 84% 90% 84%

forciert 55% 49% 53% 53%

Tab. 32: Zusammenfassung der Szenarien für den Endenergieeinsatz in Prozent bezogen auf das Basisjahr 1993

Die Tabellen 30 bis 32 fassen nocheinmal die Entwicklung des Energieeinsatzes in den 3 Szenarien zusammen. Die Absolutwerte sind in Tabelle 30 dargestellt. Die Ta-belle 31 stellt den Unterschied zur Referenzentwicklung dar. Es ist zu sehen, daß zwar in bezug auf die Referenzentwicklung eine Reduktion auf ca. 43 bis 57 % er-reicht werden kann, aber, wie die Tab. 32 zeigt, trägt diese nur mit etwa 47 - 51 % zur Zielerreichung (bezogen auf 1993) bei. Im öffentlichen Bereich sind also bis zu 47 % (bezogen auf 1993) Endenergieeinsparungen möglich. Aufgrund der höheren Vor-leistung des Industriebereiches sind die Einsparungen (bezogen auf 1993) dort mit ca. 45 % in der Industrie nicht so groß. Im Sektor Gewerbe können bis zu 51 % der Endenergie eingespart werden. Alle drei Sektoren zusammen haben auf die Refe-renzentwicklung ein Einsparpotential von ca. 52 % und auf das Basisjahr 1993 ein Potential von ca. 47 %.

In den nun folgenden Abbildungen 16 bis 19 werden die CO2-Emissionen der drei Sektoren in jeweils drei Szenarien dargestellt.

- 51 -


0

50000

100000

150000

200000

250000

1993 2000 2010

Jahr

t CO2 pro Jahr


Abb. 16: CO2-Emissionsszenarien für das Gewerbe in t CO2

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

1993 2000 2010

Jahr

t CO2 pro Jahr


Abb. 17: CO2-Emissionsszenarien des öffentlichen Bereiches in t CO2 pro Jahr

- 52 -

Zusammenfassung

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

1993 2000 2010

Jahr

t CO2 pro Jahr


Abb. 18: CO2-Emissionsszenarien für die Industrie in t CO2

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

700000

800000

1993 2000 2010

Jahr

t CO2 pro Jahr


Abb. 19: CO2-Emissionsszenarien für die Industrie, Gewerbe und

öffentlichen Bereich in t CO2

Die Abbildungen 16 bis 19 zeigen deutlich, daß im Unterschied zu den Entwicklun-gen im Endenergiebereich die Differenz zwischen den moderaten und den forcierten Szenarien mit Substitution wesentlich größer ist. Das heißt, neben der Realisierung der Einsparpotentiale durch die Umsetzung der Maßnahmenkataloge ist vor allem der forcierte Umstieg auf CO2-ärmere Energieträger, wie z.B. Gas, Fernwärme, Solar etc. zur Erreichung der CO2-Reduktionsziele wichtig.

- 53 -


Jahr Szenario Industrie Gewerbe Öffentlicher Bereich

Gesamt

1993 referenz 261540 210228 210842 682610

2000 referenz 255664 223601 231452 710717

moderat 212064 192543 196658 601266

forciert 195385 177497 161641 534523

2010 referenz 248320 240318 257214 745852

moderat 178071 172345 180589 531005

forciert 108768 91943 82736 283447

Tab. 33: Zusammenfassung der Szenarien für die CO2-Emissionen in Tonnen


Gesamt

1993 referenz 100% 100% 100% 100%

2000 referenz 100% 100% 100% 100%

moderat 83% 86% 85% 85%

forciert 76% 79% 70% 75%

2010 referenz 100% 100% 100% 100%

moderat 72% 72% 70% 71%

forciert 44% 38% 32% 38%

Tab. 34: Zusammenfassung der Szenarien für die CO2-Emissionen in Prozent bezogen auf die Referenzentwicklung

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Zusammenfassung


Gesamt

1993 referenz 100% 100% 100% 100%

2000 referenz 98% 106% 110% 104%

moderat 81% 92% 93% 88%

forciert 75% 84% 77% 78%

2010 referenz 95% 114% 122% 109%

moderat 68% 82% 86% 78%

forciert 42% 44% 39% 42%

Tab. 35: Zusammenfassung der Szenarien für die CO2-Emissionen von Industrie und Gewerbe in Prozent bezogen auf das Basisjahr 1993

Die Tabellen 33 bis 35 zeigen nocheinmal die Entwicklung der CO2-Emissionen in den 3 Szenarien. Es wird deutlich, daß das CO2-Reduktionsziel von 50 %, bezogen auf die Referenzentwicklung, im Gewerbe und im öffentlichen Bereich erreicht wer-den kann und auch im Industriebereich erreicht werden könnte (siehe Tab. 34). Be-zogen auf das Zieljahr 2010 im Industriebereich können ca. 56 % bei einer forcierten Umsetzung mit Substitution erreicht werden. Im Gewerbe und im öffentlichen Bereich kann mit ca. 62 % bzw. 68 % auf die Referenzentwicklung das 50 %-ige Reduktions-ziel erreicht werden. Bezogen auf das Basisjahr 1993 bleiben damit 56 % bzw. 61 % CO2-Reduktion und damit sind die Reduktionziele im Gewerbe- und im öffentlichen Bereich erreichbar. In der Industrie sind immerhin auch 58 % bezogen auf das Basis-jahr 1993 erreichbar. Alle Branchen zusammen erzielen eine CO2-Reduktion bezo-gen auf die Referenzentwicklung von 62 %, bezogen auf 1993 von 58 %. Das heißt zusammenfassend für die drei betrachteten Sektoren, daß die angestrebte 50 %-ige CO2-Reduktion grundsätzlich, nach Ausschöpfung aller relvanten Maßnahmen, er-reichbar ist.

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7 Literatur

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Maßnahmenanalyse Industrie, Gewerbe und öffentlicher Bereich · 2003-10-01 · Potentiale und...

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