Bestehende Prozesswärmeanlagen modernisieren und Energiekosten senken

Vor einer Modernisierung sollten technische, wirtschaftliche und regulatorische Fragen gemeinsam betrachtet werden. Diese Fragen helfen, Maßnahmen abzuwägen und zu strukturieren. 

• Welche Anlage oder welcher Prozess verursacht den größten Wärmebedarf?
• Wo entstehen sichtbare oder bekannte Wärmeverluste?
• Gibt es Rauchgas-, Abgas- oder Abluftströme mit nutzbarem Tempreaturniveau?
• Wie viele Betriebsstunden erreicht die Anlage pro Jahr?
• Gibt es geeignete Wärmeabnehmer im gleichen Prozess oder an anderer Stelle im Werk? 
• Wird die Anlage auch in den kommenden Jahren weiter betrieben?
• Gibt es interne Energie- oder Nachhaltigkeitsziele? 
• Sind Emissionsanforderungen, Messpflichten oder weitere Normen betroffen?
• Wäre eine schrittweise Modernisierung wirtschaftlich realistischer als eine vollständige Neuanlage? 
• Welche Stillstandzeiten sind für Umbauten realisierbar?

Nein. Eine vollständige Erneuerung ist nicht in jedem Fall notwendig. Ob eine Modernisierung, ein gezielter Umbau oder ein kompletter Ersatz wirtschaftlich sinnvoll ist, hängt vom Zustand der Anlage, dem Prozess und den zukünftigen Anforderungen ab.

Eine Modernisierung kann auch stufenweise erfolgen.

So können beispielsweise zunächst Energieverluste reduziert, anschließend zusätzliche Wärmerückgewinnung integriert und später weitere Komponenten elektrifiziert werden.

Dieser Ansatz kann insbesondere dann interessant sein, wenn Produktionsanlagen weiterlaufen müssen, Investitionen über mehrere Jahre verteilt werden sollen oder zunächst Erfahrungen mit einer neuen Technologie gesammelt werden sollen.

AURA unterstützt bei der Bewertung, welche Schritte technisch sinnvoll miteinander kombiniert werden können.

Eine gezielte Optimierung einer bestehenden Prozesswärmeanlage kann unterschiedliche Ziele miteinander verbinden.

Energieverbrauch reduzieren
Durch Wärmerückgewinnung, optimierte Betriebsweise oder effizientere Komponenten kann der benötigte Energieeinsatz sinken.

Energiekosten senken
Ein geringerer Energieverbrauch wirkt sich direkt auf die laufenden Betriebskosten aus.

Emissionen reduzieren
Bei geeigneten Maßnahmen können CO₂- und andere Emissionen reduziert werden.

Bestehende Infrastruktur weiter nutzen
Eine Modernisierung kann gegenüber einem vollständigen Austausch den Vorteil haben, dass vorhandene Anlagenteile, Leitungen und Verbraucher weiter genutzt werden können.

Anlage an veränderte Prozesse anpassen
Durch Umbauten lässt sich eine Bestandsanlage an neue Temperaturen, Produktionsmengen oder Betriebsbedingungen anpassen.

Investitionen gezielt einsetzen
Anstatt eine gesamte Anlage auszutauschen, können gezielt die Komponenten modernisiert werden, bei denen das größte technische oder wirtschaftliche Potenzial besteht.

Eine Modernisierung lohnt sich insbesondere dann, wenn eine bestehende Prozesswärmeanlage einen hohen Energieverbrauch aufweist, häufig außerhalb ihres optimalen Betriebspunkts arbeitet oder technisch nicht mehr zu den aktuellen Produktionsanforderungen passt. Auch steigende Energiekosten, ungenutzte Abwärme, höhere Emissionsanforderungen oder veränderte Leistungs- und Temperaturanforderungen können eine Modernisierung wirtschaftlich interessant machen.

Entscheidend ist eine individuelle Betrachtung der Bestandsanlage. Dabei sollten Energieverbrauch, Betriebsstunden, Anlagenzustand, Wärmeverluste und mögliche Einsparpotenziale den erforderlichen Investitionen gegenübergestellt werden.

Das hängt vom technischen Zustand und den zukünftigen Anforderungen an die Prozesswärmeanlage ab. Sind wesentliche Komponenten weiterhin zuverlässig nutzbar, kann eine gezielte Modernisierung wirtschaftlicher sein als eine komplette Neuanlage.

Dabei können beispielsweise Wärmerückgewinnung, Regelungstechnik, Brenner, Pumpen oder einzelne Komponenten optimiert oder ersetzt werden, während geeignete Teile der bestehenden Infrastruktur erhalten bleiben. Ist die Anlage dagegen technisch stark überaltert oder entspricht ihre grundlegende Auslegung nicht mehr dem zukünftigen Wärmebedarf, kann eine Neuanlage langfristig die wirtschaftlichere Lösung sein.

Ob ein Weiterbetrieb möglich ist, hängt vom Umfang der Modernisierung und vom Aufbau der bestehenden Anlage ab. Viele Arbeiten können vorbereitet werden, während die Produktion weiterläuft. Die eigentliche Einbindung neuer Komponenten erfordert jedoch häufig ein kurzes Stillstandfenster.

Durch eine frühzeitige Planung, Vormontage von Baugruppen und eine genaue Abstimmung mit dem Produktionsablauf lässt sich die notwendige Stillstandszeit häufig deutlich reduzieren. Bei der Planung einer Modernisierung sollte deshalb nicht nur die technische Lösung, sondern auch deren Integration in den laufenden Produktionsbetrieb berücksichtigt werden.

Grundsätzlich können bestehende Prozesswärmeanlagen an veränderte Produktionsbedingungen angepasst werden. Ob beispielsweise eine höhere Heizleistung, zusätzliche Wärmeverbraucher, andere Temperaturen oder veränderte Volumenströme realisierbar sind, hängt von der Auslegung und den Leistungsreserven des vorhandenen Systems ab.

Dabei müssen nicht nur der Wärmeerzeuger, sondern das gesamte System betrachtet werden – beispielsweise Pumpen, Rohrleitungen, Armaturen, Wärmetauscher, Regelungstechnik und Wärmeverbraucher. Erst eine technische Prüfung zeigt, ob eine Erweiterung der bestehenden Anlage sinnvoll ist oder einzelne Komponenten angepasst beziehungsweise ersetzt werden müssen.

Für die Reduzierung der CO₂-Emissionen gibt es unterschiedliche Ansatzpunkte. Zunächst kann der Energiebedarf durch Effizienzmaßnahmen wie Wärmerückgewinnung, Luftvorwärmung, eine optimierte Regelung oder die Anpassung der Anlage an den tatsächlichen Wärmebedarf reduziert werden.

Darüber hinaus kann geprüft werden, ob die Wärmeerzeugung teilweise oder vollständig elektrifiziert oder auf einen emissionsärmeren Energieträger umgestellt werden kann. Welche Maßnahme den größten Effekt erzielt, hängt von der vorhandenen Anlage, dem Prozess, den Betriebsstunden und der verfügbaren Energieinfrastruktur ab. Häufig ist eine Kombination aus Effizienzsteigerung und schrittweiser Umstellung der Wärmeerzeugung sinnvoll.