Fertigungsautomatisierung 3 | 14

Ein Prosit auf mehr Energieeffizienz

Energiesparen mit dem IE4-Generator

Bei der Privatbrauerei Erdinger Weißbräu sichert ein Energiemodul von ENVA Systems eine erhebliche Energieeinsparung beziehungsweise -rückgewinnung bei der Prozessdampfdruckregelung. Eine zentrale Komponente der Lösung ist ein hocheffizienter IE4-Generator von ABB.

Die Privatbrauerei Erdinger Weißbräu verbindet Tradition und Innovation zu einem Erfolgskonzept, das die bayerische Brauerei mit einem jährlichen Ausstoß von 1,72 Millionen Hektolitern an die Spitze des nationalen und internationalen Biermarktes geführt hat. Bekanntestes Produkt ist das Erdinger Weißbier, das heute mehr als 80 % aller Deutschen kennen.

Ihren Energieeinsatz überwacht die Privatbrauerei schon seit geraumer Zeit unter integrierten kosten- und umweltorientierten Gesichtspunkten. Technische Umrüstungen und ein effizientes Energiemanagement reduzierten den Energiebedarf in den vergangenen Jahren um 40 % pro Hektoliter.

Herzstück der Weißbierbrauerei sind die beiden hochmodernen Sudhäuser. Dort dominierten einst mächtige, rot schimmernde Kupferpfannen. Heute wird das Gersten- und Weizenmalz mit modernster Brauereitechnologie nach traditionellen Verfahren in Maischpfannen aus Edelstahl eingemaischt; diese lassen sich leichter reinigen.

Die beim Brauen anfallende Abwärme wird zum größten Teil in den Heizkreislauf zurückgeführt. Das spart der Brauerei schon rund 80 % Primärenergie. Zusätzliche Einsparpotenziale eröffnet jetzt ein Energiemodul der ENVA Systems GmbH, das speziell für die Optimierung von Dampfprozessen in Brauereien entwickelt wurde. Prozessdampf, der im Sudhaus die Würzpfannen beheizt, wird dabei gezielt zur Stromerzeugung genutzt.

Zusätzliche Energierückgewinnung

ENVA Systems mit Sitz im nordrheinwestfälischen Marl hat spezielle Kompetenzen in der Stromerzeugung aus Niederdruckdampf und Abwärme. Das von ENVA Systems entwickelte Verfahren nutzt die im Niederdruckdampf enthaltene Energie. Der Dampf wird dabei mit einem Expansionsaggregat direkt entspannt, um die Energie zuerst in mechanische und dann in elektrische Energie umzuwandeln.

Da die Dampfproduktion mit einem Kessel nur auf einer Druckstufe erfolgen kann, muss der Druck gemindert werden. Dies war bei Erdinger Weißbräu bislang über eine sogenannte Dampfdruckreduzierstation erfolgt. Mit einem entsprechenden Energiemodul wird bei der Privatbrauerei nun seit Anfang 2013 der Druckminderungsprozess wesentlich energieeffizienter gestaltet.

Das Energiemodul wird zwischen der Dampfverteilung mit 9,5 bar und der Dampfabnahme auf der 6-bar-Schiene eingesetzt und ersetzt dort ein mechanisches Druckreduzierventil. Das Herzstück des Moduls ist ein Wälzkolbenexpander, der über eine spezielle Kupplung mit einem Generator verbunden ist und für die Entspannung des Dampfes sorgt. Nach der Expansion hat der Dampf mit 6 bar exakt den Druck, der für die nachgeschalteten Verbraucher und Wärmetauscher bereitgestellt werden muss. Bei einem Auslegungsmassenstrom des Dampfes von circa 5,5 t/h werden mit dem Energiemodul mehr als 50 kW elektrisch ins Stromnetz der Brauerei eingespeist.

ABB lieferte die Komponenten für den elektrotechnischen Teil des Energiemoduls und damit die komplette elektrische Lösung von der Expanderwelle bis ans Netz: einen IE4-Asynchrongenerator für die Energierückgewinnung aus dem Dampf, eine Dodge-Para-Flex-Kupplung, den Schaltschrank mit einer SPS AC500 sowie Niederspannungstechnik für die Anbindung ans Netz und die Überwachung der Expansionseinheit via ABB Service Internet Cloud.

Mit dem IE4-Generator von ABB wird die Stromausbeute bei der Druckreduzierung um rund 3 % gesteigert.

Höhere Stromausbeute

Zum ersten Mal kommt damit in Deutschland ein IE4-Asynchrongenerator von ABB in einem Energiemodul zum Einsatz. Durch den hohen Wirkungsgrad des Generators wird die Stromausbeute bei der Druckreduzierung um circa 3 % gesteigert. Dies ist gleichbedeutend mit einer jährlichen Steigerung der Stromproduktion von über 7.500 kWh – die Effizienz des Systems wurde erheblich verbessert. Das Modul von ENVA Systems bietet der Erdinger Weißbräu wichtige Vorteile. Das zur Verfügung stehende Druckgefälle beziehungsweise die in ihm enthaltene freie Enthalpie wird genutzt und gleichzeitig wird die Dampfqualität (Druck und Temperatur) an die Anforderungen des nachgeschalteten Prozesses angepasst. Durch die Nutzung des Energiemoduls können jährlich rund 250.000 kWh Strom ins Netz der Brauerei eingespeist werden. Die Privatbrauerei kann dadurch ihren Strombezug von außen maßgeblich reduzieren; zusätzlich wird die Umwelt entlastet.

Erdinger Weißbräu

Die Privatbrauerei wurde 1886 gegründet. Mit einem Ausstoß von 1,72 Millionen Hektolitern, rund 480 Mitarbeitern und einem weltweiten Vertriebsnetz ist die Traditionsbrauerei national wie international Marktführer in ihrem Segment. Mittlerweile wird der bayerische Weißbier-Klassiker in über 80 Länder exportiert.

Weitere Infos: www.erdinger.de