Weniger ist mehr

Technik

Smart Energy - Geothermie, KWK, Wärmerückgewinnung: Im ungarischen Györ setzt Audi den Stand der Technik um mit dem Ziel, bis 2018 die Kohlendioxidemissionen um ein Viertel zu reduzieren. Der Autohersteller hat ein umfangreiches Maßnahmenpaket geschnürt.

25. Februar 2015

Ungefähr auf halber Strecke zwischen Wien und Budapest, im Westen Ungarns, liegt die Stadt Györ. Seit 1993 ist sie Heimat von Audi Hungaria. Auf dem Werksgelände stehen insgesamt über 5 Mio. m² für die Produktion zur Verfügung. Vier Geschäftsfelder hat das Unternehmen aufgebaut: Motorenproduktion, Automobilproduktion, Werkzeugbau und technische Entwicklung.

Das größte Geschäftsfeld ist die Motorenproduktion; das Motorenwerk ist laut Audi Hungaria das größte weltweit. Es beliefert weltweit über 32 Standorte des Volkswagen-Konzerns. Fast zwei Millionen Motoren baute es im Geschäftsjahr 2014. Sechs verschiedene Otto- sowie vier verschiedene Dieselmotoren in 216 Varianten von 63kW bis 419kW gehören zum Spektrum. Neben der bestehenden Motorenfertigung und Fahrzeugmontage ist 2013 eine vollständige Produktionskette für die Automobilfertigung von Presswerk, Karosseriebau über die Lackiererei bis zur Montage entstanden. Jährlich sollen künftig rund 160.000 Automobile hergestellt werden. Im Geschäftsjahr 2014 haben »wir mit über 135.000 Modellen die Produktion mehr als verdreifacht«, so Thomas Faustmann, Chef von Audi Hungaria.

Produktion nach EU-Richtlinien

Bereits seit 1999 ist die Motorenproduktion nach den Regelungen des EU-Umweltmanagementsystem EMAS zertifiziert. Mit Beitritt in die EU 2004 hat das Unternehmen das System auch offiziell anerkennen lassen. 2014 wurde auch die Automobilproduktion in die EMAS-Richtlinien einbezogen. »Wenn man nicht auch in der Produktion Leader bei den Umweltaspekten ist und damit eine gewisse Glaubwürdigkeit hat, ist es unmöglich, ein Produkt zu vermarkten«, sagt Faustmann. »Daher haben wir uns schon vor ein paar Jahren auf die Fahnen geschrieben, deutlich stärker in das Thema Energieeffizienz und CO2-Vermeidung einzusteigen. Und damit unser unternehmerisches Bewusstsein stärker zutage zu tragen. Die Strategie der Audi-AG fährt ähnliche Wege.« Das Ziel: Den Gesamtenergieverbrauch und die CO2-Emissionen bis 2018 um 25% zu reduzieren.

Das Werk braucht mehr Energie als die Stadt

Ein wichtiger Ansatzpunkt: der für den Betrieb nötige Energieverbrauch. Der gesamte Jahresenergieverbrauch des Unternehmens überschreitet den Energiebedarf einer Stadt wie Györ. Er setzt sich aktuell zusammen aus 65% Strom-, 25% Erdgas- und 10% Fernwärmeverbrauch. Ein Teil des Wärmebedarfs wird vor Ort mit Gaskesseln und einem Gasmotor gedeckt.

»Motoren zu fertigen ist energieintensiver als Automobile. Bei der Automobilfertigung ist die Lackiererei sehr energieintensiv«, erläutert Faustmann. So beträgt der Anteil der Motorenproduktion am gesamten Stromverbrauch des Werkes 73%, der am Wärmeverbrauch 45%.

In vier Jahren mehr als 57 GWH eingespart

Die Bilanz der letzten vier Jahre: Durch insgesamt 381 Einzelmaßnahmen wurden über 57,6GWh Energie gespart. Gemessen am Energieverbrauch zur Herstellung eines Motors ist in diesem Zeitraum ein Rückgang um über 10% zu verzeichnen. Wurden 2010 noch 225,57kWh pro Motor aufgewendet, waren es 2013 noch 200,96kWh. »Durch die Maßnahmen sind wir gut auf Zielkurs«, erläutert Sabine Martin, Leiterin Fabrikplanung, den Weg zum 25%-Ziel.

Auch in der Automobilproduktion sind spannende Effizienz-Maßnahmen zu verzeichnen: Eine Innovation im neuen Presswerk: die Pressanlage Servo-PXL mit Schwungradspeichern. Wenn die sechs Stößel der Anlage beim Abwärtsgang abbremsen, gewinnt die Presse Energie zurück. Im Untergeschoss des Presswerks sind sieben generatorische Speicher installiert, deren Rotoren als Schwungräder fungieren.

Sie speichern die Energie für wenige Sekunden und schicken sie dann zum Antrieb in die Maschine zurück. So lassen sich Energiespitzen glätten. Das System verbraucht rund 22% weniger Energie als eine normale Anlage. Es ist die »erste Presse bei Audi, bei der wir die gebrauchte Energie monitoren können«, erläutert Werkzeugbau-Leiter János Bachmann. Jede Stufe sei sogar einzeln messbar. »Das ist eine gute Datenbasis, um weitere Energieeffizienzmaßnahmen in die Fertigung einzubringen.« Monitoring und Verbrauchsvisualisierung werden im Werk konsequent umgesetzt. Zum Beispiel in der Kurbelwellenfertigung und in den Energiezentralen finden sich entsprechende Messgeräte und Systeme. Fehler sind schneller zu erkennen, man kann gegensteuern sowie Analysen durchführen. »Das sorgt für Transparenz. Wenn alles eine Blackbox ist, lässt sich nichts erkennen und nicht reagieren«, ergänzt Martin.

Eine wichtige Innovation in der Lackiererei in Györ ist die Trockenabscheidung im Umluftbetrieb. Sie reinigt die Luft von Lackpartikeln. Der Anteil der Umluft beträgt 80 bis 90%.

Trockenabscheidung im Umluftbetrieb

Dabei spart das System beim Heizen und Kühlen, Befeuchten und Entfeuchten der Luft über 50% Energie im Vergleich zu einer normalen Spritzkabine. Mittels einer speziellen Technik werden zudem Lösemittel mit heißer Luft abgeblasen und danach in einer thermischen Aufbereitungsanlage verbrannt. Neben der Senkung des Energieverbrauches steht die nachhaltige Energiegewinnung im Fokus: »In unserem Energieversorgungsmix streben wir ein Minimum von 15 Prozent an regenerativer Energie an«, erläutert Martin einen weiteren Teil der Strategie bis 2018. Künftig sollen eigene Solaranlagen etwa 1%, Geothermie mindestens 14% liefern.

Dafür wird gemeinsam mit dem Unternehmen Pannergy im nahen Per eine Geothermieanlage errichtet. Rund 2.500m bohren die Experten in die Tiefe. Ende 2015 soll die erste Wärmelieferung über eine 15km lange Fernwärmeleitung erfolgen. Die Laufzeit des Vertrags mit Pannergy beträgt 17a, mit einer Verlängerungsoption um weitere 15a.

Geothermiearbeiten laufen

Die Bohrung des ersten Brunnens, des sogenannten Rückführ-Brunnens, ist erfolgreich abgeschlossen. Die Messungen ergaben schon hier hundertgrädiges Wasser und eine Förderkapazität von mehr als 150l/s, wie Martin berichtet. »Ziel ist, mehr als 60% unserer Wärmeversorgung regenerativ und CO2-neutral erzeugen zu können.« Vermiedener CO2-Ausstoß: bis zu 23.000 t/a. Start der Bohrarbeiten für den Förderbrunnen war im Dezember.

Luft, wärme und Strom

Die komplette Energieversorgung der Automobilfertigung erfolgt über eine separate Energiezentrale. Dort werden die in der Fertigung benötigte Druckluft, Wärme und Kühlenergie bereitgestellt. In der Energiezentrale erzeugt ein Gasmotor einen Teil des Strom- und Wärmebedarfs. Die Anlage hat eine Größe von 2,5MWth und 2,7MWel und wird wärmegeführt betrieben. Der Gesamtwirkungsgrad liegt bei 90%. Sie ist so konzipiert, dass sie als kleinere Anlage für die Grundlast das ganze Jahr durchlaufen kann. Drei Gaskessel unterstützen das BHKW bei der Wärmeerzeugung. Der weitere Wärmebedarf des Werkes wird aktuell noch über eine Fernwärmeleitung abgedeckt. Die Erdgaskessel haben eine Nennleistung von 26MW pro Anlage.

Rauchgaswärmeverwertung

Ein Wärmetauscher pro Anlage im Abgassystem ermöglicht es, die Restenergie aus dem Rauchgas der Gaskessel für die Vorerhitzung des Warmwassernetzes zu nutzen. Durch diese Maßnahme lässt sich eine Energieeinsparung von maximal 1.700MWh/a realisieren und der CO2–Ausstoß um 500t/a reduzieren. Die Weiterverwertung von überschüssiger Energie in Form von Wärmerückgewinnung ist sowieso ein wichtiger Bestandteil der Nachhaltigkeitsstrategie, den Audi konsequent nutzt.

Kälte aus freier Kühlung

Im Rahmen des Neubaus der Energiezentrale G42 haben die Experten der Fabrikplanung ein Konzept zur Kälteenergieerzeugung mittels Freier Kühlung umgesetzt. Dabei nutzt das System in den Winter- und Übergangsmonaten die tiefen Außenlufttemperaturen zur Kälteenergieerzeugung ohne oder mit vermindertem Einsatz von Kältemaschinen. So müssen die elektrisch betriebenen Kompressionskältemaschinen nur während der warmen Jahreszeit durchgängig betrieben werden. Durch den Teilbetrieb der Kühlaggregate können 1.000MWh/a und 540t/a CO2 eingespart werden. Die Lüftungsanlagen des Werks wurden bereits seit Beginn der Produktion 1993 konsequent mit Wärmerückgewinnungssystemen ausgerüstet. Konkretes Beispiel: ein Rotationswärmetauscher. Das ist eine rotierende Speichermasse, die dazu dient, im Winter kalte Außenluft mit der warmen Abluft vorzuwärmen. Die Gesamtleistung aller Lüftungsanlagen des Standortes beträgt 12.450.000m3/h.

Wärmerückgewinnung aus Lüftung

Die in den Lüftungsanlagen integrierten Wärmerückgewinnungssysteme sparen 75.000MWh/a Wärmeenergie ein. Mit dieser jährlichen Energieeinsparung könnte ein Drittel des Fernwärmebedarfs der Stadt Györ für Wohngebäude gedeckt werden. Durch diese Maßnahme verringert sich der CO2-Ausstoß um 21.000t/a. Auch die Druckluftkompressoren werden bei Audi Hungaria in der Regel jeweils mit einem System zur Wärmerückgewinnung ausgeführt. Dabei wird die Abwärme, die im Kompressionsprozess entsteht, in das Wärmeversorgungssystem eingespeist. Das führt zu einer Energieeinsparung von 6.200MWh/a. Die auf diesem Weg zurückgewonnene Wärme wird mittels Anschluss an das werksinterne Fernwärmesystem zur Gebäudeheizung und Trinkwasseraufbereitung eingespeist. So kann der CO2–Ausstoß um 1.800t/a reduziert werden.

Betonkernaktivierung

Eine weitere Maßnahme: Zur Beheizung und Kühlung von Büroflächen verfügt das Gebäude G40 Werkzeugbau über ein Betonkernaktivierungssystem mit Heiz- und Kühlfunktion. Im Heizbetrieb durchströmt heißes Wasser das Betonkernaktivierungssystem.

Dazu nutzt Audi Abwärme aus Produktionsprozessen. Für den Kühlbetrieb wird Wasser mit einem Temperaturniveau von 19°C verwendet. Die benötigte Kälteenergie erzeugt man CO2-neutral aus dem Betriebswasser. Aus der Maßnahme resultiert eine Energieeinsparung von 196MWh/a.

Dies ermöglicht die CO2-neutrale Klimatisierung von 800m² Büroraumfläche. Die CO2-Reduktion beträgt 26t/a. »Auch solche ›kleineren‹ Maßnahmen, die man umsetzt, sind Maßnahmen, die uns dabei helfen, das Ziel 25 Prozent weniger CO2-Ausstoß zu erreichen«, erläutert Martin. Bei Audi Hungaria ist man so über das Stadium hinaus, nur die sogenannten Low-hanging fruits zu ernten. Der Blick auf das Gesamtziel mit Hilfe für das Werk sinnvoller Maßnahmen ist entscheidend. (mwi)

Erschienen in Ausgabe: 02/2015