"AutarkBräu" - Energieautarke Karmeliten Brauerei Straubing

Kurzbeschreibung

Die Karmeliten Brauerei Karl Sturm GmbH & Co. KG wurde 1367 gegründet und ist seit 1879 in Familienbesitz. Das Unternehmen stellt diverse alkoholische und nichtalkoholische Bierspezialitäten, Biermischgetränke sowie alkoholfreie Getränke her. 

In Brauereien besteht ein hoher Bedarf an Prozesswärme und -Kälte. Die Prozesswärmeerzeugung der Karmeliten Brauerei Karl Sturm GmbH & Co. KG erfolgte über einen Heizwasserkessel. Vom Kesselhaus wurden alle Wärmeverbraucher zentral über ein wasserbasiertes Hochtemperaturnetz mit einer Betriebstemperatur von 160° Celsius bei einem Arbeitsdruck von 8 bar(ü) versorgt. Die Kälteverbraucher der Brauerei wurden zentral aus der Kältezentrale versorgt. Installiert waren dabei zwei Kältekompressoren (parallel geschaltet) mit einem gemeinsamen wassergekühlten Rückkühler für die Direktverdampfer (Raumkühlungen) und ein Kältekompressor mit einem wassergekühlten Rückkühler für die Eiswasserbereitung (Sole). Die geringen Anteile der beim Brauprozess anfallenden Reststoffe (z.B. Malz) gelangten durch Spül- und Reinigungsvorgänge ins Abwasser und beaufschlagten dieses organisch. Es bestand ein Misch-Ausgleichsbehälter zur pH-Wert Einstellung zur Sicherstellung der Einleitungsgrenzwerte.

Steigende Energiepreise und Emissionsgebühren bzw. Abgaben sowie der Bedarf an hoher Versorgungssicherheit fordern vollkommen neue Ansätze für Energiekonzepte. Ziel des Vorhabens war eine ganzheitliche Betrachtung einer Energieerzeugung, -verteilung und -nutzung zur Erzielung hoher CO₂-Reduktion und Energieautarkie. Als Lösungsansatz wurden ineinander verzahnte Maßnahmen in der Prozesswärmeerzeugung, der Kälteerzeugung, der Abwasserbehandlung sowie Steuerungs-, Mess- und Regelungstechnik umgesetzt.

Die innovative Prozesswärmeerzeugung besteht aus zwei parallel geschalteten stromgeführten und wärmebegrenzend betriebenen Mikrogasturbinen, welche elektrischen Strom zur Eigennutzung erzeugen. Weiterhin wird ein Hochtemperatur-Warmwasserkessel mit direkter Befeuerung mittels Zweistoff Brenner und Abhitze aus Abgas der Mikrogasturbinen betrieben. Es besteht eine Niedertemperaturauskopplung in Wärmespeicher zur weiteren Nutzung in der Absorptionskältemaschine. Die innovative Prozesskälteerzeugung besteht aus Nutzung von natürlicher Kälte durch Schneilanze und Schnee als Energiespeicher. Weiterhin wird ein Glykolkältekreislauf über eine modifizierte LiBr-Absorptionskältemaschine gespeist. Eisspeicher dienen zur Lastspitzendeckelung. Weiterhin wird mittels einer anaeroben Biogasanlage ein bidirektionaler Stoffstrom in Form der Eigenproduktion von Biogas und einer energetischen Verwertung organischer Reststoffe als Wertstoffe realisiert. 

Ein System zur Visualisierung und vorausschauenden energetischen Produktionsauftragsplanung unterstützt dabei die optimale Steuerung der Komponenten zur Wärme- und Kälteerzeugung. Zahlreiche Zähler wurden an relevanten Messpunkten installiert und eine umfangreiche Mess- und Monitoring Umgebung etabliert, welche zukünftig weitere kontinuierliche Optimierungen ermöglicht.

Das Vorhaben wurde erfolgreich umgesetzt und die Anlage in Betrieb genommen. Gegenüber der hochgerechneten Ausgangssituation können durch die umgesetzten Maßnahmen des Projektes jährlich 285.806 Kilogramm, bzw. 24 Prozent bzw. 4,99 Kilogramm pro Hektoliter CO₂-Emissionen eingespart werden. 

Im Rahmen des Projektes sind zum ersten Mal Einzeltechnologien, welche im Stand der Technik isoliert vorhanden sind, kombiniert worden. Diese Kombination aller Aspekte stellt hierbei eine wegweisende Innnovation dar. Die Technologie kann grundsätzlich auf jede mittelständische Brauerei, welche vergleichbare Produktionsmengen und technische Rahmenbedingungen aufweist übertragen werden.