Industrielle varmesystemer - hvor sikker er gassforsyningen?

Forskjellen mellom bolig- og industribygg er der misforståelsen begynner

Usikkerheten er stor. Lønner det seg i det hele tatt å investere i gassdrevet hallvarme? Tvilen næres også av mediedekningen. Forbundsøkonomiminister Robert Habeck ønsker for eksempel et forbud mot nye gassfyringsanlegg, ifølge en dristig uttalelse¹⁾. Relevante detaljer blir noen ganger oversett. Forbundsministeren sa nemlig også at "utfasingen" av gassoppvarmingssystemer kun gjelder nye gassoppvarmingssystemer for boliger (med en overgangsperiode på flere år), men eksplisitt ikke for gassdrevne industrielle oppvarmingssystemer. På grunn av sitt drastiske energisparingspotensial er infrarøde varmestrålere ofte det eneste fornuftige alternativet i produksjons-, lager- og andre hallbygninger for å varme opp de enorme romvolumene på en fleksibel, økonomisk og CO₂-besparende oppvarming.

Hvilke muligheter bransjen har

Hvis man undersøker nøye hvilke alternativer som står til rådighet for bedriftene, blir det raskt klart: Det er et klart bilde når det gjelder oppvarming av haller. Enten det er gass, strøm, olje eller hydrogen: Alle energikilder er dyre. De høyeste kostnadene er knyttet til strøm. Dette forverres av den til tider begrensede tilgjengeligheten. Dette gjelder spesielt for hydrogen. Eksperter regner med at det vil ta rundt to tiår før den grønne gassen helt kan erstatte fossil metan.

Hvilke fakta sikrer en økonomisk beslutning

Bedriftsøkonomiske spørsmål er av stor betydning når man er på utkikk etter det rette industrielle varmesystemet. Alle kommersielle virksomheter er nemlig opptatt av å tjene penger. Industrielle varmesystemer er langsiktige investeringer, og driftskostnadene overstiger investeringskostnadene med en faktor på seks til 20 i løpet av livssyklusen, selv før energikostnadene eksploderte. En bærekraftig og økonomisk fornuftig beslutning til fordel for den ene eller andre oppvarmingsteknologien er derfor alltid basert på følgende spørsmål:

• Hvordan varierer de totale kostnadene (forbruk, energi, investering)?
• Hvor fleksible er systemene når det gjelder
  • Regulering,
  • Justeringer, f.eks. ved endringer i bruken av hallen,
  • Mulige bruksområder for ulike energikilder (inkludert fornybare)?
• Hvordan passer oppvarmingen til hallens bruksprofil?

Når man skal svare på disse spørsmålene, er det bedre å ikke la seg lede av spekulasjoner. For det bransjen trenger, er pålitelige økonomiske rammebetingelser og pålitelige fakta.

Hvorfor haller trenger spesielle varmesystemer

Haller er en bygningskategori i seg selv. De skiller seg fundamentalt fra andre bygninger på grunn av takhøyden, romstørrelsen og de skiftende bruksprofilene. Kategoriseringen etter bygningstype bør derfor være som følger:

• Boligbygning (= bygning med flere etasjer),
• Ikke-boligbygg i flere etasjer (f.eks. kontorbygg, klinikker, barnehager),
• Ikke-boligbygninger i etasjeskillere med romhøyder > fire meter (= hallbygninger).

Dette skillet er relevant for valg av riktig oppvarmingsteknologi og energikilde for haller. Bygninger med flere etasjer, som bolig- og kontorbygg, barnehager eller sykehus med en takhøyde på rundt 2,50 meter, er relativt enkle å varme opp. Haller med takhøyder på mellom fire og 40 meter og et gulvareal på flere hundre eller tusen kvadratmeter er derimot en varmeteknisk utfordring, alene av bygningsfysiske årsaker. Hvis du ønsker å varme opp disse bygningene på en funksjonell, økonomisk og miljømessig fornuftig måte, bør du bruke Oppvarmingstyper spesielt utviklet for haller.
Blant de mest effektive av disse er moderne industrielle varmeovner som infrarøde stråleovner som går på naturgass, flytende gass eller biogass. Disse moderne, høyeffektive teknologiene har imidlertid ingenting til felles med gassvarmesystemer som brukes i boliger eller på kontorer.

Hvor mye CO₂-reduksjonspotensial i industrielle varmesystemer

To prosent av alle bygninger i Tyskland står for 15 prosent av det bygningsrelaterte energiforbruket og de tilhørende klimagassutslippene. Det er derfor verdt å se nærmere på hallbygninger. De spiller tross alt en nøkkelrolle for å lykkes med energiomleggingen. Fokuset her er på å oppgradere energieffektiviteten i eksisterende bygninger til dagens nybyggstandard. De potensielle besparelsene som kan realiseres her, analyseres i den overordnede analysen av energieffektiviteten i hallbygninger, forkortet GAEEH-studien.³⁾ er anslått til 59 til 89 milliarder kilowattimer per år, rundt 6 til 14 prosent av det totale årlige energiforbruket Romoppvarming! Besparelsespotensialet fordeler seg omtrent 1:1 mellom systemtiltak og tiltak på stedet. I ett slag kan rundt halvparten av potensialet realiseres gjennom (relativt billig) systemmodernisering alene - rundt 38 milliarder kWh energibesparelser p. a. (gjennomsnittsverdi). Dette tilsvarer en årlig ekvivalent på ca. åtte millioner tonn av klimagassen CO₂. Teknologiene som kan brukes til å oppnå disse besparelsene, har lenge vært tilgjengelige og kan implementeres relativt enkelt og kostnadseffektivt.

Hvilke varmesystemer industrien (ikke) trenger

Varmepumper er for tiden på moten i private husholdninger og andre fleretasjes bygninger. I hallbygg er det imidlertid mindre funksjonelt og økonomisk fornuftig å bruke dem på grunn av deres lave fleksibilitet og relativt høye investerings- og driftskostnader. I disse bygningene er desentraliserte, gassdrevne industriovner, som infrarøde mørke radiatorer, det siste nye. Disse varmeapparatene er moderne, høyeffektive systemer og anses som den gylne standard i industribygg, næringsbygg og kommunale bygninger - både økonomisk og miljømessig. Det er flere grunner til dette: Disse industrivarmerne

• redusere energiforbruket med 30-70 prosent på en bærekraftig måte⁴⁾
• gir rask avskrivning og store miljøfordeler
• reagerer raskt og presist på skiftende varmebehov
• Kan tilpasses fleksibelt til endringer i bruken
• kan drives variabelt med metan, grønn hydrogen og/eller biogass
• skaper et behagelig, jevnt og trekkfritt arbeidsmiljø
• kan utvides med kondenserende kjelteknologi for å skape hybridsystemer og til og med digitale hallvarmesystemer
• er ofte den eneste fornuftige løsningen for eksisterende bygninger

Hvordan eksploderende energikostnader kan begrenses

Innsparingspotensialet for desentraliserte infrarøde mørke radiatorer i den industrielle oppvarmingssektoren ligger på mellom 30 og 70 prosent. De er et svært effektivt virkemiddel for å redusere de stigende energikostnadene. Rekordholderne i sparedisiplinen er digitaliserte infrarøde mørke radiatorer, gjerne i kombinasjon med kondenserende kjelteknologi (hybridsystem). Disse systemene er spesialdesignet for de spesielle romdimensjonene og bruksforholdene i haller. De kan implementeres svært enkelt, økonomisk og raskt. Det praktiske eksemplet fra et mekanisk verksted i Nordrhein-Westfalen viser hvor interessant denne teknologien er for industri- og handelsbedrifter⁵⁾. Energikostnadene for oppvarming av de 6 300 kvadratmeterne i hallen kan reduseres med rundt 65 prosent: fra 71 500 euro per år til 25 000 euro. Basert på dagens energipriser ville dette bety en kostnadsreduksjon fra ca. 170 000 euro til ca. 83 300 euro - en besparelse på ca. 86 700 euro.⁶⁾.

Flytende, bio eller grønn - moderne industrielle varmesystemer kan bruke hvilken som helst gass

Desentraliserte infrarøde mørkestrålere har lenge kunnet drives regenerativt, f.eks. med biogass. De nye generasjonene kan også drives med hydrogen. Grønn gass gjør det mulig å omstille økonomien på en klimavennlig måte og samtidig styrke Tyskland som teknologisenter. Som "motoren i energiomstillingen" blir H2 sett på over hele verden som en sentral byggestein for å avkarbonisere økonomien og dermed for å nå klimamålene fra Paris. Grønt hydrogen anses som den eneste måten å gjøre visse industriprosesser klimavennlige på. Tyskland drar nytte av sitt velutviklede gassforsyningsnettverk, og har satt seg ambisiøse mål som en del av sin nasjonale hydrogenstrategi. Hydrogen skal produseres fra 100 prosent fornybar energi innen 2050⁷⁾.
Det er imidlertid klart at omstillingen ikke vil skje over natten. Det vil ta tid før grønn gass er tilgjengelig i store nok mengder til å dekke industriens behov fullt ut. Selv i overgangsperioden vil oppvarmingsteknologier som infrarøde mørke radiatorer spille en viktig rolle. De kan utnytte hydrogenblandinger med varierende proporsjoner og dermed balansere den ustabile tilgjengeligheten av begge energikildene. Disse teknologiene er allerede tilgjengelige i dag, for eksempel KÜBLERs effektive infrarøde halloppvarmingsteknologi.

Slik sikrer Tyskland sin gassforsyning

Hvorfor det ikke finnes noe alternativ til gass for industrien

Tyskland er det fjerde største industrisenteret i verden, etter USA, Kina og Japan. Naturgass er den desidert viktigste energikilden i industrien, med en andel på hele 31 prosent. Over sju millioner arbeidsplasser i Tyskland er avhengige av at gassen er tilgjengelig - og med over 30 prosent av bruttonasjonalproduktet er den en svært viktig del av velstanden vår⁸⁾.
Gass kan ikke erstattes på kort sikt uten at viktige produksjonsprosesser lammes, mange arbeidsplasser går tapt, den internasjonale konkurranseevnen svekkes og den sosiale tryggheten i landet settes i fare. Det finnes ikke noe alternativ til naturgass for industrien på lengre sikt. Det er politikere fra alle partier og land enige om.

Slik sikrer Tyskland sin gassforsyning

Gass er en allsidig og fleksibel energikilde som ikke bare er viktig for Tyskland som industrisenter. Den høye effektiviteten til gassapplikasjoner og den velutviklede infrastrukturen gjør også denne lavkarbonenergikilden til en verdifull råvare. Derfor jobber vi hardt for å sikre gassforsyningen i Tyskland. Politikerne jobber i flere retninger:

• Fremme energieffektivitet, det vil si å bruke så lite energi som mulig,
• Øke tilgjengeligheten av LNG,
• Fyll bensinlagertanker,
• Få fart på grønn gass.

Disse tiltakene bidrar til tre viktige mål for BWMK. Politikerne ønsker å gjøre Tyskland uavhengig av russiske energileveranser så raskt som mulig. Samtidig skal arbeidsplassene og den internasjonale konkurranseevnen til teknologisenteret vårt sikres. Og for det tredje skal avkarboniseringen av økonomien drives fremover for å nå klimamålene fra Paris.

Betydelige fremskritt på veien mot uavhengighet

Det er gjort betydelige fremskritt på veien mot en bredere basis for energiforsyningen i Tyskland. Avhengigheten av russisk gass og olje har falt med rundt 20 prosent sammenlignet med året før. For olje fra rundt 35 prosent til 12 prosent, og for gass fra rundt 55 prosent til bare 35 prosent. Enda mer drastisk har importen av kull blitt redusert fra 50 prosent til 8 prosent som følge av importforbudet.⁹⁾.

Hvordan flytende gass gir stor forsyningssikkerhet

Planleggingen og realiseringen av nye LNG-terminaler blomstrer i hele Europa - både på land og til havs. Land som Frankrike, Italia og Spania ligger langt foran oss. I tillegg til mindre anlegg er 29 anlegg med relevant kapasitet for tiden i drift i Europa¹⁰⁾. Nå følger Tyskland etter på rekordtid. I begynnelsen av mai ble spaden satt i jorden for den første flytende LNG-terminalen i Wilhelmshaven. Tysklands "uavhengighetserklæring" fra Putins gass bygges på rekordtid og skal etter planen settes i drift i slutten av 2022. Flere terminaler vil følge i rask rekkefølge, for eksempel i Stade og Brunsbüttel, drevet frem av LNG Acceleration Act som ble vedtatt 20. mai.

Hittil har LNG blitt matet inn i det europeiske rørledningsnettet ved terminalene i Belgia og Nederland og transportert til Tyskland. LNG (flytende naturgass) er naturgass som gjøres flytende ved temperaturer på rundt -162 °C og deretter bare trenger en brøkdel av sitt opprinnelige volum (1:600). Den store fordelen med LNG er at den kan kjøpes på praktisk talt alle markeder i verden og transporteres med skip. LNG er den energikilden som gir størst forsyningssikkerhet i overgangsperioden frem til fornybar energi tas i bruk i stor skala.

Hvordan gasslagertankene fylles

Når det gjelder forsyningssikkerheten for gass, gjøres det flere justeringer, blant annet når det gjelder fyllingsgraden i de tyske gasslagrene. De fylles nå opp trinn for trinn - til minst 80 prosent innen 1. oktober og 90 prosent innen 1. november. Dette tilsvarer en kapasitet på 229,5 terawattimer - nok til å dekke rundt en fjerdedel av det årlige gassforbruket og få oss gjennom vinteren, selv om Russland skulle skru av gasskranen.

Praktiske tips: Hva ekspertene anbefaler nå

Praktisk tips 1: Nøytraliser raskt og effektivt prisøkninger på energi til oppvarming

Energiprisene har steget til nye høyder de siste månedene. I mai kostet en megawattime (MWh) på den nederlandske TTF-børsen rundt ti til 20 ganger så mye som for ett år siden¹¹⁾. Eksperter anbefaler å dempe disse enorme prisøkningene neste vinter:

• Lære å forstå oppvarmingsteknologien i hallbygninger med sikte på å utnytte alle mulige virkemidler for å oppnå besparelser
• for å redusere energiforbruket så raskt som mulig,
• å ta i bruk økonomisk og fremtidsrettet teknologi,
• fornybar energi.

Praktisk tips 2: Utnytt effektiviseringspotensialet så raskt som mulig

På grunn av sin størrelse og takhøyde bruker hallbygninger langt mer energi enn for eksempel kontorbygg eller andre fleretasjes bygninger hvis de skal være varme om vinteren. Likevel sløses det ofte med altfor mye energi. Årsakene til dette:

• utdatert eller ineffektiv systemteknologi,
• Unøyaktig kontroll,
• oppvarmingen ikke samsvarer med hallens bruksprofil,
• Andre viktige potensielle besparelser, som for eksempel restvarme, blir oversett.

Spesielle desentraliserte industrielle varmesystemer med gassformige energikilder som er utviklet for bruk i hallbygg, gir ofte imponerende besparelser på 30-70 prosent. Disse kan realiseres raskt, kostnadseffektivt og økonomisk.

Praktisk tips 3: Ikke løp etter været

Industrielle varmeovner som infrarøde mørke radiatorer kan tilpasses svært fleksibelt til ulike bruksbehov, uavhengig av om de drives av fossilt brensel eller regenerativ energi. De oppfyller dermed et annet viktig krav fra industrien, som kan ha behov for å tilpasse prosessene sine spontant til dynamiske markedskrav. Infrarøde mørke radiatorer har rask oppvarmingstid. Det betyr at ekstra skift kan kjøres på kort varsel hvis det er nødvendig. I tillegg kan de enkelte sonene i hallen styres individuelt - oppvarmingen skjer bare i de områdene der det utføres arbeid.
Fleksibilitet er et av de viktige punktene som skiller gassdrevne hallvarmesystemer fra varmtvannsbaserte teknologier (f.eks. varmepumper). Varmepumper er nyttige i hjemmet eller på kontorer. Disse varmtvannsbaserte systemene kan vanskelig oppfylle de dynamiske kravene som stilles i industrien på grunn av tregheten. I tillegg krever de enormt mye plass, enten under halltaket eller i gulvet, og begrenser også fleksibiliteten her. For eksempel når man skal sette opp maskiner eller endre bruken av hallen. Når gulvvarmen først er installert, er det ikke lenger enkelt å bore i gulvet for å flytte eller installere maskiner på nytt.

Praktisk tips 4: Optimaliser driften av ditt industrielle varmesystem

Det mest økonomiske varmesystemet er det du ikke trenger. Eksperter gir derfor råd:

• Bruk kun systemer som er fleksible og har rask oppvarmingstid.
• Varm bare opp der det virkelig er behov for høykvalitetsvarme til mennesker.
• Senk temperaturen i hallen i god tid i områder som ikke brukes mye.

Forresten..: Intelligente varmestyringer med integrerte energistyringssystemer (f.eks. EMMA fra KÜBLER) skaper åpenhet om de relevante parameterne i oppvarmingsprosessen og bidrar til automatisk optimalisering av oppvarmingsdriften. Bare den optimaliserte driften av systemet gir potensielle besparelser på opptil 20 prosent.

Referanser

1) Kilde: https://www.report-k.de/wirtschaftsminister-habeck-will-verbot-neuer-gasheizungen/
2) Grunnlag for prissammenligningen: Billigste tariff, løpetid 12 måneder.
Elektrisitet, kommersiell gass: Verivox, mengde 100 000 kWh; fyringsolje: heizoel24.de, mengde 10 000 liter (ca. 10 kWh/l); pellets: HeizPellets24.de, mengde: 20 000 kg (5 kWh/kg).
3) Studien "Gesamtanalyse Energieeffizienz von Hallengebäuden" (ITG Institut für Technische Gebäudeausrüstung Dresden og Universitetet i Kassel, Institutt for bygningsfysikk, 2009-2011) er basert på følgende tall:

• Totalt energiforbruk til romoppvarming i Tyskland: 625 milliarder kWh, hvorav
• Andel romoppvarming i boliger (18 millioner): 428 milliarder kWh,
• Andel romoppvarming i innendørs bygninger (359 000 av 1,5 millioner yrkesbygg, bygget mellom 1960 og 2009): 116 milliarder kWh,
• Andel romoppvarming i andre bygninger enn boliger (1,14 millioner): 81 milliarder kWh,

Renoveringspotensial for hallbygg: 64 prosent.
Dena Building Report 2022 tar ikke spesifikt for seg hallbygninger. Både bygningsmassen og det klimakorrigerte varmeforbruket fortsatte imidlertid å stige i 2019.
4) Energibesparende hallvarmesystemer fra KÜBLER sammenlignet med konvensjonelle apparater.
5) Energirenoveringsprosjekt med H.Y.B.R.R.I.D. (mørke radiatorer, kondenserende kjelteknologi og digital styring fra KÜBLER GmbH Energiesparende Hallenheizungen, Ludwigshafen)
6) Beregningsgrunnlag: opprinnelig energipris i gass/olje-miksen Ø ca. 0,05 Euro/kWh, nåværende energipris: Ø 0,13 Euro/kWh
7) https://www.pwc.de/de/energiewirtschaft/wasserstoff-ein-essentieller-baustein-der-energiewende/chance-zur-dekarbonisierung-gruener-wasserstoff-als-motor-der-energiewende.html?utm_source=google.com&utm_medium=cpc&utm_campaign=XM_trustintransformation_SV&utm_content=text&utm_term=gr%C3%BCner%20wasserstoff
8) https://www.zdf.de/nachrichten/wirtschaft/gasversorgung-energiesicherheit-deutschland-pipelines-russland-100.html
9) Handelsblatt 01/05/2022, https://www.handelsblatt.com/politik/international/import-deutschland-verringert-energieabhaengigkeit-von-russland/28293452.html
10) Kilde: Chemietechnik 25/02/2022, https://www.chemietechnik.de/energie-utilities/interaktive-karte-lng-terminals-in-europa-802.html
11) https://www.handelsblatt.com/politik/energiekrise-gaspreis-bricht-alle-rekorde-forderung-nach-preisdeckel/28139228.html

Last ned hele hvitboken her: Industriell oppvarming - hvor sikker er gassforsyningen?