Der Druck, die Emissionen zu reduzieren, die Energiekosten einzudämmen und die Widerstandsfähigkeit zu erhöhen, hat viele Branchen dazu veranlasst, ihr Modell der Wärmeerzeugung zu überdenken.
Eine der effizientesten und flexibelsten Lösungen ist das Hybrid-Dampfsystem, das einen hocheffizienten Elektrokessel mit einem herkömmlichen Gaskessel kombiniert. Durch intelligentes Management der Energiequellen kann sich dieses System an wechselnde Bedingungen anpassen, die Vorteile dynamischer Energiepreise nutzen und den CO2-Fußabdruck erheblich reduzieren.
In diesem Artikel erklären wir, wie dieses System funktioniert, und analysieren zwei Betriebsszenarien: eines mit und eines ohne PV-Integration, das ausschließlich auf stündlichen Energiepreisen basiert.
Was ist ein hybrides Dampfsystem?
Ein hybrides Dampferzeugungssystem ist integriert:
- Elektrischer Heizkessel (99% Wirkungsgrad): ideal für die Nutzung von erneuerbarem oder preiswertem Strom.
- Gaskessel (81% Wirkungsgrad): Back-up zur Deckung des Bedarfs, wenn Strom nicht möglich ist.
Beide Heizkessel arbeiten koordiniert mit einem fortschrittlichen Steuerungssystem, das in Echtzeit die optimale Energiequelle auf der Grundlage von Preis, Verfügbarkeit und Wärmebedarf auswählt. Dies gewährleistet Effizienz und Kontinuität ohne manuelle Eingriffe.
Szenario 1: Elektrokessel + Photovoltaikanlage
In diesem Szenario wird eine PV-Solaranlage mit 3,69 MWp installiert, um den Elektrokessel tagsüber zu versorgen. Der Gaskessel wird nur in Betrieb genommen, wenn die Nachfrage die erneuerbare Produktion übersteigt. Diese Konfiguration ist darauf ausgelegt, den solaren Eigenverbrauch zu maximieren und den Einsatz von fossilen Brennstoffen zu minimieren.
Wichtigste Vorteile
- Mehr als 59% des Dampfes wird mit Solarstrom erzeugt.
- Teilweise Energieautonomie: weniger Abhängigkeit von den Energiemärkten.
- Generierung von Energieeinsparungszertifikaten (CAE) für Effizienzsteigerungen.
- Senkung der Kosten pro Tonne Dampf.
Auswirkungen auf die Umwelt
- Emissionsminderung: 777 tCO₂/Jahr vermieden.
- +19.000 tCO₂ über die 25-jährige Lebensdauer des Systems vermieden.
- Deutliche Reduzierung des Erdgasverbrauchs(>60%).
Kosteneffizienz des Systems
- Geschätzter IRR: 15,4%.
- VAN: 2.320.960 €.
- Amortisationszeit: 7 Jahre
- Gesamtinvestitionen: 2.886.118,40 € (mit 25% Zuschuss)
- Stromkosten (selbst erzeugt): €0/kWh (Marge)
- Gaskosten: 0,06598 €/kWh
- Strom aus dem Netz (falls zutreffend): 0,0736 €/kWh
Szenario 2: Elektroboiler ohne Photovoltaik, Aktivierung durch Stundenpreis
In diesem Fall wird keine Solaranlage installiert. Das Hybridsystem nutzt die Schwankungen des Marktpreises für Strom aus. Der Elektrokessel wird nur aktiviert , wenn der stündliche Strompreis unter die Kosten für Gas fällt. In der übrigen Zeit stellt der Gaskessel die Versorgung sicher.
Mit dieser Strategie lässt sich Effizienz erreichen , ohne dass Vorabinvestitionen in die Erzeugung erneuerbarer Energien erforderlich sind.
Wichtigste Vorteile
- Betriebliche Flexibilität: Nutzung von Strom nur zu wirtschaftlich günstigen Zeiten.
- Energieeinsparungen: dank der hohen Effizienz des Elektroboilers.
- Keine Investition in eine PV-Anlage: Netzinfrastruktur wird genutzt.
- Dynamische Optimierung: Kostensenkung ohne Produktionseinbußen.
Auswirkungen auf die Umwelt
- Senkung des Gasverbrauchs, insbesondere in den stromschwachen Zeiten.
- Vermeidete Emissionen ähnlich wie beim PV-Szenario, wenn die elektrische Aktivierung häufig erfolgt (~60% der Zeit).
- Beitrag zur Dekarbonisierung ohne die Notwendigkeit von erneuerbaren Energien vor Ort.
Kosteneffizienz des Systems
- Geschätzter IRR: 8-10% (abhängig von der stündlichen Volatilität)
- NPV: niedriger als beim PV-Szenario, aber keine Notwendigkeit für große CAPEX
- Amortisationszeit: 4 bis 6 Jahre (nur für Elektroboiler)
- Ungefährer CAPEX: ~560.000 € (nur Hybridkessel)
- Kosten für Strom (Netz): 0,0736 €/kWh
- Gaskosten: 0,06598 €/kWh
- Durchschnittliche Einsparungen pro Tonne mit Strom erzeugtem Dampf: 18% Energie, entspricht ~29 €/TonneGI_20250620_01_BRAS DEL…
Fazit
Die Implementierung eines hybriden Dampfsystems stellt eine strategische Entscheidung für Industrien dar, die die Nachhaltigkeit vorantreiben wollen, ohne die Produktivität zu beeinträchtigen. Ob durch die eigene Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien oder durch die Nutzung der Dynamik des Strommarktes, diese Technologie:
- Reduzieren Sie Ihren Kohlenstoff-Fußabdruck
- Steigert die betriebliche Effizienz
- Verbesserung der Widerstandsfähigkeit im Energiebereich
- Optimiert die Wärmekosten
Die Wahl des besten Szenarios hängt vom Kontext der jeweiligen Anlage ab, aber in beiden Fällen stellt die Kombination von Strom und Gas eine solide Möglichkeit dar, das industrielle Energiemodell zu verändern. Kontaktieren Sie uns und wir helfen Ihnen, die optimale Lösung für Ihre Anlage zu finden.