Flexibles Energiesystem mit Biogasnutzung für die Lebensmittelindustrie

Im Detail

Die Zott SE & Co. KG zählt zu den führenden Molkereien in Europa. Seit über 90 Jahren bringt das bayerische Familienunternehmen erfolgreich eine Vielzahl bekannter Joghurt-, Dessert- und Käsespezialitäten, darunter Zott Sahne Joghurt, Monte, Zottarella und Bayerntaler auf den Markt. Im Sinne der nachfolgenden Generationen werden bei der Herstellung der Produkte nicht nur hohe Qualitäts- und Sicherheitsstandards gesetzt, sondern auch nachhaltige und umweltbezogene Aspekte berücksichtig. Insbesondere die Handlungsfelder Klima, Tierwohl, Umwelt, Mitarbeiter, soziale Verantwortung und nachhaltige Produkte werden in den Blick genommen.

Am Hauptsitz der Molkerei in Mertingen soll das bestehende Energiesystem zur Energieflexibilitätsbereitstellung befähigt und um ein Energieflexibilitätsmanagementsystem erweitert werden. Der Fokus der Flexibilisierung des Energiesystems liegt hierbei auf dem Zusammenspiel der thermischen Wandlungsanlagen, der Energiespeicherlösungen und der Verbraucher. Primäres Ziel ist es, eine effektive Anbindung an den Energiemarkt zu realisieren, zusätzliche Vorteile wie Peak-Shaving und die Optimierung des Eigenverbrauchs zu erzielen und gleichzeitig eine Schnittstelle für die Vermarktung von Flexibilitätskapazitäten zu etablieren.

Ergänzend soll ein innovatives Energieflexibilitätskonzept entwickelt werden, welches erhöhte Flexibilität und Nachhaltigkeit in der Nutzung des durch die Abwasserbehandlungsanlage generierten Biogases ermöglicht. Molkereien, als signifikante Akteure der Lebensmittelindustrie, zeichnen sich durch einen hohen Bedarf an elektrischer sowie thermischer Energie aus. Darüber hinaus entstehen bei den Reinigungsprozessen zur Einhaltung der strengen hygienischen Standards erhebliche Mengen an Abwasser mit Milchderivaten. Zur Förderung eines nachhaltigen Ressourcenmanagements bieten sich Abwasserbehandlungsanlagen an, die in der Lage sind, organische Molkereiabfälle in Biogas umzuwandeln. Die energetische Verwertung dieser Abfallströme ermöglicht nicht nur eine Deckung des Strom- und Wärmebedarfs, sondern durch die Integration des Biogases als alternative Energiequelle lässt sich auch der Grad der Energieautarkie steigern, Energiekosten reduzieren und die systemische Energieflexibilität verbessern. Zusätzlich besteht das Potential, die Kosten für die Abwasserentsorgung zu minimieren.

Dieses Projekt ist Teil des Kopernikus Projekts »SynErgie III« und dient der Umsetzung von Energieflexibilitätsmaßnahmen in der Milchverarbeitung. Zusammen mit der Firma Zott plant das Fraunhofer IPA die Erweiterung der Abwasserbehandlungsanlage, die Flexibilisierung der KWK-Anlagen sowie die Integration der Energieströme in das bestehende Energiesystem. Im Rahmen des Projekts werden zunächst die historischen Energieverbräuche analysiert und die für die Produktion relevanten Energieträger identifiziert. Anhand eines Simulationsmodells wird das bestehende Energiesystem inkl. Biogas-KWK-Anlage simuliert. Dabei soll das Simulationsmodell die verschiedenen thermischen und elektrischen Energieströme innerhalb der Fabrik abbilden und zueinander in Relation setzen können. Durch Modellerweiterungen werden auch Konzepte zur Integration einer verstärkten Biogasproduktion untersucht.

Ziel ist es, die optimalen Komponenten für die Energieflexibilitätsbefähigung zu bestimmen und das Gesamtsystem zu bewerten. Dabei wird auch die optimale Reihenfolge der Komponenten identifiziert und auf ihre Eignung für einen energieflexiblen und dynamischen Betrieb bewertet. Der energieflexible Betrieb der Anlagen wird schließlich durch die Einbindung in ein dynamisches Energie- und Flexibilitätsmanagementsystem automatisiert.