Effizienter Dreiklang

Titel

Industrie - Die Vanadium-Redox-Flow-Technologie bietet eine Möglichkeit, im Zusammenspiel mit Eigenerzeugung und Effizienzmaßnahmen Energiekosten zu optimieren. Das wird bei steigenden Strompreisen immer wichtiger.

11. September 2013

Der Himmel hatte es am 26. September 2012 gut gemeint – vor allem mit dem reichlichen Nass. Trotz des Regens ließ man sich am Stammsitz der Gildemeister AG in Bielefeld die gute Laune bei der Eröffnung des Energy Solutions Parks nicht verderben. Die Energieexperten der Tochter Gildemeister energy solutions haben hier ein ganzheitliches Energiekonzept realisiert, mit dem sie nicht nur ihr komplettes Produkt- und Dienstleistungsspektrum exemplarisch aufzeigen.

Denn sie zeigen auch, wie sich durch konsequentes Energiemanagement, Eigenerzeugung und Energiespeicherung den Energiekosten die Daumenschrauben anlegen lassen. Durch geringeren externen Strombezug, Lastspitzenkappung und Effizienzmaßnahmen konnte der Hersteller von spanenden Werkzeugmaschinen und Anbieter von Maschinentechnologien, Serviceleistungen, Softwareprodukten und Energielösungen alleine im Berichtsjahr 2012 rund 257.600€ am Standort Bielefeld einsparen. Der Konzern plant an allen Standorten ein maßgeschneidertes Energiekonzept zu implementieren. Erste Schritte wurden schon in Pfronten und Seebach eingeleitet.

Die Energiekosten zu reduzieren wird für Unternehmen wie Gildemeister immer wichtiger. Die Strompreise für Unternehmen in Deutschland sind seit Juli 2012 um rund 12,4% gestiegen. Zu diesem Ergebnis kommt der Bundesverband der Energie-Abnehmer (VEA) in seinem aktuellen Strompreisvergleich. Dieser zeige eine starke Preiserhöhung trotz deutlich sinkender Großhandelspreise: Gründe für den Anstieg liegen vor allem in den zunehmenden Umlagen, mit denen die Strompreise belastet werden, sowie in gestiegenen Netznutzungsentgelten.

Stromspitzen ausgeregelt

»Die Steigerung der Energieeffizienz begann in Bielefeld damit, Bereiche aufzuspüren, die unverhältnismäßig viel Energie verbrauchen«, so Dr. Frank Beermann, Geschäftsführer Gildemeister energy solutions, über die Anfänge des Projektes. »Ausgehend von einer systematischen Ist-Analyse konnten wir den Verbrauch verursachungsgerecht ermitteln und mit einem effizienten Einsatz der Energie sowie dem Austausch der größten Energiefresser schon eine erhebliche Summe einsparen.« Die Experten der Gildemeister energy efficiency GmbH bieten das Wissen auch anderen Industriekunden an.

Neben Beleuchtung, Klimatechnik und Druckluft haben sie 76 weitere Punkte identifiziert. Die Hallenbeleuchtung und raumlufttechnische Anlagen seien mit je rund 30% die größten Energieverbraucher gewesen. »Gleichzeitig gab es hier aber auch die größten Einsparpotenziale.« So hätten neue RLT-Anlagen mit einem Anteil von 38% zur Gesamteinsparung beigetragen. Die gesamten Stromkosten habe man mit diesen und anderen Maßnahmen der ersten Stufe um ein Viertel reduzieren können.

Dazu kommt: Bis zu 15% der vom Werk in Bielefeld benötigten Energie erzeugt der Konzern nun selbst. So drehen sich nicht nur vier vertikale Kleinwindanlagen und steuern insgesamt 40kW bei. Rund 95% der eigenerzeugten Energie stellt die Sonne zur Verfügung. Die größtenteils solaren Tracking-Systeme ›Suncarrier‹ produzieren diese 785kWp. Neben dem Werk werden sensible Bereiche wie die IT-Zentrale mit der grünen Energie unterstützt.

Kernstück des Energieparks ist der Energiespeicher ›Cellcube‹. Mit einem Speichervermögen von 400kWh ist dieser Anfang 2012 in Betrieb gegangen. Zudem stellen zwei kleinere Cellcubes je 100kWh bereit. »Durch die einfache Installation und das Containerkonzept des Cellcube konnten wir die Leistung und Kapazität optimal skalieren«, erläutert Beermann.

Der Speicher kann bei Bedarf im Nachgang erweitert werden. Je nach Anwendung und Größe des Betriebes ist ein flexibler Einsatz bis in den MW- und MWh-Bereich möglich. »Der langlebige Redox-Flow-Speicher auf Vanadium-Basis bietet eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, sodass beispielsweise das Vorstandsgebäude der Gildemeister AG zu 100% mit regenerativer Energie versorgt wird und gleichzeitig Stromspitzen gekappt werden können.« Durch eine gleichmäßige und anwendungsorientierte Verteilung der Stromlastspitzen seien die lokale Erzeugung und das Speichern des Stroms gut geeignet für den Eigenverbrauch. Die Technik kann bei Stromausfall zentrale Bereiche wie die IT absichern. »Für sehr kritische Bereiche ist eine Leistungsbereitstellung im Millisekundenbereich möglich.«

Der Speicher ist weder entflammbar noch kann er explodieren. »Die jüngsten Vorfälle bei Boeings Dreamliner verdeutlichen, wie wichtig diese Eigenschaften sind, gerade wenn die Speicherdimensionen in neue Größenklassen vorstoßen.« Er ist je nach Größe des Systems sowohl AC als auch DC entladefähig. Hierbei wird ein Wirkungsgrad von bis zu 80% erreicht. Einfluss auf diesen hat neben der Größe des Speichers auch die Be- und Entladegeschwindigkeit. Diese Einflüsse seien allerdings nur minimal.

Junge Technik standardisiert

Die größte Herausforderung sieht Beermann momentan darin, dass der Energiespeicher-Markt noch sehr jung und in der Entwicklung ist. »Viele Vorteile, wie die fast unbegrenzte Zyklenzahl oder die Tiefentladefähigkeit, zeigen sich erst auf den zweiten Blick«, so der Geschäftsführer weiter.

»Trotz der vergleichsweise jungen Technologie haben wir bereits eine langjährige Entwicklungserfahrung von knapp 15 Jahren und haben seit einigen Jahren auch eine Vielzahl von Speichern in unterschiedlichsten Anwendungen und Regionen im Einsatz. Die Experimentierphase haben wir lange hinter uns gelassen: Wir sprechen heute über ein standardisiertes, im Feld erprobtes Industrieprodukt.« Insgesamt rund 50 der Systeme sind bereits installiert, die ersten Anwendungen starteten vor gut fünf Jahren.

Einsatzgebiete liegen etwa in der Eigenverbrauchserhöhung, in Lastspitzenkappung und in Micro-Grid-Anwendungen. Außerhalb Europas sei die Anwendung in Off-Grid-Systemen sehr vielversprechend. »Hier können unsere Produkte einen Beitrag zur Verringerung fossiler Energieerzeugung, vor allem bei den Dieselgeneratoren leisten – aber auch zur Entwicklung abgeschiedener Gegenden ohne Netzanbindung.«

In Deutschland können nach Ansicht Beermanns intelligente, dezentrale Speicherlösungen den viel diskutierten, kostspieligen Netzausbau »zumindest in weiten Teilen obsolet werden lassen«. Ein sinnvoller Einsatz des Systems für EVU bestehe in Zwischenspeicherung und Netzstabilisierung. »Davon können etwa Inselnetze aber auch Energiegenossenschaften profitieren.«

Hintergrund

Eigenschaften Vanadium-Redox-Flow-Speicher

Das System verwendet flüssige Energieträger mit gelösten Vanadium-Salzen, die nicht altern und unbegrenzt verwendbar sind. Es ist langlebig, zu 100% tiefentladefähig und hat eine unbegrenzte Be- und Entladefähigkeit (Zyklisierung). Zudem reagiert es spontan auf Lastanforderungen. Die Selbstentladung ist vernachlässigbar. Leistung und Kapazität sind unabhängig voneinander skalierbar. Der Speicher ist wartungsarm und kann nicht brennen oder explodieren.

Erschienen in Ausgabe: 07/2013