Ressourceneffizienzssteigerung durch experimentelle Optimierung der Dampfbereitstellung und durch Reduktion der Produktionsabfälle in einem metallverarbeitenden Betrieb.

Status

abgeschlossen

Projektziele

Die Joh. Pengg AG mit Sitz in Thörl in der Steiermark hat sich auf die Herstellung von ölschlussvergüteten Drähten für die Automobil-, Elektro- und Maschinenbauindustrie spezialisiert, ein energie¬intensiver Prozess mit prozessbedingten Erwärmungs- und Abkühlungsvorgängen sowie Verformungsschritten. Das gegenständliche Projekt basiert auf den Ergebnissen des vorangegangenen Projekts " Abwärmenutzung und Einsatz Erneuerbarer Energieträger in einem metallverarbeitenden Betrieb ". Eine der wichtigsten Erkenntnisse dieses Projekts war der Umstand, dass derzeit bei der Fa. Joh. Pengg AG ein erheblicher Teil des Erdgaseinsatzes zur Dampferzeugung aufgewendet wird, obwohl eine Reihe von Wärmeverbrauchern auf einem Temperaturniveau arbeiten, das auch die Verwendung von Wasser als Wärmeträger zulassen würde. Das erste Ziel des gegenständlichen Projekts bestand daher in der

• Reduktion des Brennstoffeinsatzes zur Dampferzeugung

  durch Absenken der Dampfparameter. Hierzu war zu untersuchen, wie weit die Dampfparameter abgesenkt werden können und in welchen Verfahren Dampf durch Heißwasser ersetzt werden kann, ohne dass die Behandlungsprozesse der Drähte in irgend einer Weise negativ beeinflusst werden.

Das zweite Ziel des gegenständlichen Projekts bestand in der

• Resourceneffizienzsteigerung durch thermische Nutzung von Produktionsabfällen.

  Hierzu wurden Vorbereitungen getroffen, die derzeit eingesetzten Erdgaskessel ganz oder teilweise durch für die Verbrennung erneuerbarer Energieträger geeignete Kessel (eine "Biomassefeuerung") zu ersetzen. Der Hauptbrennstoff für die Biomassefeuerung soll Industriehackgut sein. Die Biomassefeuerung soll aber auch in der Lage sein, möglichst viele der im eigenen Betrieb anfallenden Reststoffe zu verbrennen. Dabei wurde sowohl der Vorteil der thermischen Verwertung als auch der Wegfall von Entsorgungskosten berücksichtigt.

Durchgeführte Arbeiten und Ergebnisse

• Arbeitsschritte 1 und 2: "Analysen betreffend die vollständige Umstellung des Betriebs von Dampf auf Warmwasser" bzw. "Experimentelle Untersuchungen betreffend das Ersetzen von Dampf durch Warmwasser"
  Ergebnis: Der Ersatz von Dampf durch Warmwasser ist in allen Bereichen des Betriebs technisch möglich und sinnvoll
• Arbeitsschritt 3: "Verbrennungsversuche"
  Ergebnis: Die Verbrennung der betrieblichen Reststoffe "Seife", "Papier", "Folien" und "Gewerbemüll" zusammen mit Waldhackgut im gegebenen Massenverhältnis ist ohne besondere technische Probleme möglich.
• Arbeitsschritt 4: "Aschenanalysen"
  Ergebnisse: Die Bewertung durch die Forschungsgesellschaft Technischer Umweltschutz, Wien, ergab derzeit die Zuordnung zu einer Massenabfalldeponie. Die durch die Deponierung entstehenden Kosten belasten die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes der betrieblichen Reststoffe als Brennstoff nur unwesentlich.
• Arbeitsschritt 5: "Berücksichtigung neuer Aspekte bei der Nutzung regenerierbarer Energieträger"
  Ergebnis: Die Analysen ergaben, dass Produktionsabfälle im Gesamtausmaß von rund 20.000 t/a sinnvoll als Brennstoffe genutzt werden können.
• Arbeitsschritt 6: "Dimensionierung der Biomassefeuerung"
  Bei der Dimensionierung der Biomassefeuerung wurden mehrere Varianten mit verschiedenen Leistungen untersucht. Die technisch sinnvollste Variante ist wie folgt gekennzeichnet:

  Installation eines neuen (Biomasse-)Kessels und Sanierung des Heizsystems für die Prozesswärme sowie Heizung des Bürogebäudes und der Hallen: Brennstoffeinsatzleistung Winter: 2.200 kW Brennstoffeinsatzleistung Sommer: 363 kW (= 16,5 % Teillast). Da ein Betrieb bei so geringer Teillast nicht sinnvoll ist, wären in dieser Variante 2 Kessel, einer für 363 kW und einer für die restlichen 1.873 kW Brennstoff-Einsatzleistung vorzusehen. Die Kesselleistung dieser Kessel beträgt rund 330 bzw. 1.700 kW.

Die Wirtschaftlichkeitsrechnung für diese Variante ergab folgende Eckdaten:

• Die Investitionskosten für zwei Biomassefeuerungen mit 330 bzw. 1.700 kW Kesselleistung betragen ca. 1,298.000,-- €.
• Die Amortisationzeiten liegen bei Kosten für den Biomasse-Brennstoff zwischen 0,08 und 0,14 €/kWh und Zinssätzen zwischen 2 % und 5 % im Bereich zwischen 7,4 und 10,7 Jahren.

Projektleiter:

Dipl.-Ing. Dr. Reinhard Padinger
JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
Steyrergasse 17, A-8010 Graz
Tel.: +43 (0)316 876-1333
Fax: +43 (0)316 876-91333
E-Mail: reinhard.padinger@joanneum.at

Institut:

JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
Institut für Energieforschung
Elisabethstraße 5, A-8010 Graz
Tel.: +43 (0)316 876-1338
Fax: +43 (0)316 876-1320
Internet: http://www.joanneum.at/

Projektpartner:

Joh. Pengg AG
A-8621 Thörl
Tel.: +43 (0)3861 5090-0
Fax: +43 (0)3861 2318
Internet: http://www.wire-pengg.com/