Leitfaden für die praktische Umsetzung

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Leitfaden für die praktische Umsetzung Inhalt Vorwort 1. Zielstellung 2. Vorgehensweise 2.1 Bestandaufnahme / Ist Analyse Erfassung von Verbrauch, Kosten, Energieerzeugung Erfassung des Energieinputs
Leitfaden für die praktische Umsetzung Inhalt Vorwort 1. Zielstellung 2. Vorgehensweise 2.1 Bestandaufnahme / Ist Analyse Erfassung von Verbrauch, Kosten, Energieerzeugung Erfassung des Energieinputs / des energetischen Potenzials Erfassung der Energieverwendung Erfassung der Produktionskennzahlen Datenaufbereitung / Dokumentation Ursachenanalyse Formulierung Energieziele 2.2 Umsetzung Festlegung von Verantwortlichkeiten Festlegung Optimierungsmaßnahmen Bereitstellung der erforderlichen Mittel 2.3 Kontrolle 3. Auswirkungen des Energieeinsatzes auf die Treibhausgasemissionen (Klimabilanz) 3.1 Bewertung des Energieeinsatzes im Gesamtbetrieb 3.2 Bewertung des Energieeinsatzes im Pflanzenbau 3.3 Bewertung des Energieeinsatzes in der Tierhaltung 3.4 Bewertung eigenerzeugter Energie 3.5 Bewertung der Klimabilanz der erzeugten Produkte Verzeichnis Abkürzungen Anlagen 1 Vorwort Im Rahmen der durch die Bundesregierung formulierten Zielstellung die Treibhausgasemissionen bis 2020 um 40% gegenüber den Stand von 1990 zu senken, kommt der Steigerung der Effizienz des Energieeinsatzes eine besondere Bedeutung zu. Energiemanagementsysteme tragen dazu bei, die Energieeffizienz im Unternehmen zu erhöhen. Sie sind ein Instrument zur kontinuierlichen Erschließung von Energieeinsparpotenzialen. Durch die dabei erzielbaren Kostenentlastungen stärken sie die Wirtschaftlichkeit der Unternehmen. Auch die Landwirtschaft ist gefordert in ihrem Wirkungsbereich effektiv mit endlichen und knappen Energie- und Rohstoffen umzugehen und hiermit einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Des Weiteren gewinnt auch im Rahmen der Vermarktung der landwirtschaftlichen Produkte die Problematik des Klimaschutzes, der Ressourcenschonung und der nachhaltigen Produktion zunehmend an Bedeutung. 1. Zielstellung Der vorliegende Leitfaden soll interessierten Landwirten Hilfestellungen bei der Einführung von betrieblichen Energiemanagementsystemen geben und die Betriebe in die Lage versetzen, die Voraussetzungen für eine objektive Bewertung des Energieeinsatzes und der damit verbundenen Klimaauswirkungen zu schaffen. Gleichzeitig sollen Anregungen zur Optimierung des Energieeinsatzes sowie zur Verbesserung des Klimaschutzes gegeben werden. Des weiteren werden sie in die Lage versetzt, sich den zunehmenden Forderungen der aufnehmenden Hand hinsichtlich der Bereitstellung von Informationen zur Bestimmung der Treibhausgasbilanz der erzeugten Produkte zu stellen. Der erarbeitete Leitfaden ist sowohl für konventionell als auch ökologisch wirtschaftende Betriebe anwendbar. 2 2. Vorgehensweise Zur erfolgreichen Umsetzung von Energiemanagementmaßnahmen im landwirtschaftlichen Unternehmen ist es notwendig, systematisch und strukturiert vorzugehen. Die einzelnen Schritte bauen dazu aufeinander auf bzw. bilden die Ausgangsbasis für eine erneute Betrachtung im Rahmen einer kontinuierlichen Verbesserung der Energieeffizienz. Diese Vorgehensweise ermöglicht es, den aktuellen Energieverbrauch sowie die daraus resultierenden Klimaauswirkungen stets neu zu bewerten, zu optimieren, schrittweise zu verbessern und Kosten zu senken. Die einzelnen Schritte können wie folgt beschrieben werden: Analyse / Planung Umsetzung Kontrolle 1. Analyse Bestandsaufnahme (IST-Analyse) Ziele definieren, 2. Umsetzung Verantwortlichkeiten festlegen, Verbesserungsmaßnahmen einleiten und durchführen erforderliche Mittel bereitstellen 3. Kontrolle kontinuierliche Überprüfung der Zielerreichung kontinuierliche Überprüfung der Effektivität der eingeleiteten Maßnahmen, Neuformulierung / Präzisierung der Zielstellungen strategische Optimierung des Energieeinsatzes, Alle Aktivitäten können dabei parallel ablaufen. Bei kontinuierlicher Anwendung dieser Schritte lassen sich die betrieblichen Prozesse aus energetischer Sicht systematisch optimieren und die energiebezogenen Kosten nachhaltig senken. 2 Checkliste Eigenkontrolle Energiemanagement (Anlage 1) 3 2.1 Bestandsaufnahme / IST-Analyse Bei der Umsetzung von Energiemanagementmaßnahmen müssen alle energierelevanten Aspekte unter den betriebsspezifischen Bedingungen erfasst werden. Folgende Schritte müssen bei der Analyse durchgeführt werden: Schrittfolge 1. Erfassung (Verbrauch, Kosten, ggf. Erzeugung von Energie inkl. Erweiterungspotenziale) 2. Aufarbeitung / Dokumentation der gesammelten Daten 3. Ursachenanalyse 4. Formulierung von Energiezielen unter Beachtung gesetzlichen Regelungen Erfassung von Verbrauch, Kosten und ggf. Erzeugung von Energie Die Grundlage für eine Verbesserung der Energieeffizienz bildet eines systematische Erfassung und Analyse des Energieeinsatzes. Je höher der Verbrauch, desto detaillierter sollte die Erfassung / Messung erfolgen, um mögliche Einsparpotenziale aufdecken zu können. Folgende Bereiche sind zu erfassen: Energie-Input Energetisches Potenzial des Betriebes Energieverwendung Energiekosten Produktionsmengen Zur Verbesserung der Objektivität der Beurteilung der betrieblichen Situation empfiehlt sich zudem die Hinzuziehung eines externen Beraters Erfassung des Energie-Inputs und des energetischen Potenzials Um Einsparpotentiale zu erkennen und Veränderungen zu bewerten, ist es notwendig, den gesamten Energiefluss des Unternehmens zu erfassen. Folgende Informationen sind zu dokumentieren: Art der eingesetzten Energieträger (z.b.: Elektroenergie, Diesel, Heizöl), deren Verbrauchsmengen (z.b.: m³/jahr, Liter/Jahr) die Produktionskennzahlen sowie die daraus resultierenden Kosten 4 Um spezifische Besonderheiten des Erfassungszeitraumes (z.b.: Baumaßnahmen, Produktionsumstellungen) zu berücksichtigen empfiehlt sich eine mehrjährige Erfassung. Erfassungsliste Energieeinsatz / Energieverbrauch (Anlage 2). Gleichzeitig erfolgt eine Erfassung der bisher ungenutzten energetischen Potenziale des Unternehmens Erfassungsliste energetische Potenziale (Anlage 3). Um eine umfassende Auswertung der erhobenen Daten zu ermöglichen, sind neben den Verbrauchswerten auch andere relevante Daten (z.b. technische Ausstattung, Alter der Anlagen usw.) aufzunehmen. Dabei ist es sinnvoll, sowohl das gesamte Unternehmen als auch einzelne Bereiche zu betrachten Erfassung der Energieverwendung Ausgehend vom Gesamtbetrieb erfolgt im nächsten Schritt eine möglichst objektive Umlage der Energie- und Kostenanteile auf einzelne Verbraucher / Verbrauchsstellen (z.b.: Milchviehanlage, Maststall, Werkstatt, Verwaltung) entsprechend ihres Anteils am Gesamtverbrauch des Energieträger sowie der daraus resultierenden Kosten. Erfassungsliste Energieverwendung (Anlage 4) geeignete Informationsquellen: betriebliche Buchführung (Kostenstellen- / Kostenträgerrechnung) Energieabrechnungen Zähler- / Tankstände Messgeräte (z.b.: Betriebsstundenzähler) Typenschilder technischer Aggregate Erfassung der Produktionskennzahlen Um Unregelmäßigkeiten zu interpretieren und repräsentative Daten zu erheben ist es notwendig parallel zu den Energieverbräuchen und Verwendungen auch Daten zu Produktionszahlen (z.b.: Durchschnittsbestand, Menge Trockengut, Anzahl erzeugte Produkte,) Produktionsausfällen und Störungen zu erfassen Erfassungsliste Energieverwendung (Anlage 4) 5 2.1.5 Aufbereitung / Dokumentation der gesammelten Daten Zur Beurteilung und Bewertung der ermittelten Energieverbräuche (Rohdaten) erfolgt im nächsten Schritt eine Aufbereitung der Daten mit Hilfe der Ermittlung von relativen Energiekennzahlen, um eine Wertung des ermittelten Energieeinsatzes zu ermöglichen. Wichtige Energiekennziffern spezifischer Energieverbrauch Gesamtenergieverbrauch des Energieträgers bezogen auf die Produktionsmenge / Einheit (z.b. kwh Elektroenergie/t Weizen, Liter Diesel/ ha, kwh/m²). spezifische Kosten pro Energieträger Kosten des Energieträgers bezogen auf dessen Verbrauch (z.b.: /kwh Elektroenergie, /m³ Erdgas) Energieintensität des Prozesses Anteil des Energieverbrauchs eines Prozesses am Gesamtenergieverbrauch des Energieträgers (z.b.: Anteil am Heizölverbrauch des Betriebes). Der Vergleich der ermittelten Kennzahlen mit branchenüblichen Vergleichszahlen / Richtwerte sowie die Ursachenanalyse ermittelter Auffälligkeiten gibt erste Hinweise auf mögliche Verbesserungspotenziale. Übersichtstabelle Richt- / Vergleichswerte (Anlage 7) Bei der Aufbereitung der Daten ist es besonders wichtig, eine übersichtliche und nachvollziehbare Struktur zu entwickeln, die eine übersichtliche Darstellung (z.b. Diagramme, Zeitreihen, Tabellen) über einen längeren Zeitraum ermöglicht. Die aufbereiteten Daten bilden die Basis für die spätere Formulierung von Zielstellungen zur Optimierung des Energieeinsatzes bzw. zur Erfolgskontrolle der eingeleiteten Maßnahmen Ursachenanalyse Ausgehend von der Beurteilung der ermittelten Energiekennzahlen erfolgt die Ursachenermittlung für bestehende Auffälligkeiten hinsichtlich der Abweichung gegenüber repräsentativen Vergleichzahlen und Richtwerten. In die Ursachenanalyse sollten die während der Bestandaufnahme / IST-Analyse erhobenen Angaben zur technischen Ausstattung bzw. des baulichen Zustandes der betrachteten Produktionsbereiche (z.b.: Alter, Leistungsabnahme, Bauart, Dämmung usw.) einfließen Checkliste Primärdatenerfassung technische Ausstattung (Anlage 10) Auch die geltenden bzw. zu erwartenden gesetzlichen Regelungen (z.b.: Abgasnormen usw.) sowie weitere energierelevante Rahmenbedingungen sollten Berücksichtigung finden. 6 2.1.7 Formulierung von Energiezielen Aufbauend auf die Bestandsaufnahme erfolgt die Formulierung von kurzfristigen (operativen) und langfristigen (strategischen) Zielstellungen zur Verbesserung der Energieeffizienz der betrachteten Prozesse. Festlegung von Zielen spezifisch (d.h. betriebsindividuell, auf eine konkreten Sachverhalt bezogen) messbar (d.h. kontrollierbar) angemessen (d.h. betriebswirtschaftlich sinnvoll und verhältnismäßig) realistisch (d.h. in überschaubaren Zeiträumen erreichbar) terminiert (d.h. konkrete zeitliche Vorgabe) Bei der Formulierung der Zielvorgaben sollte der Schwerpunkt auf diejenigen Produktionsbereiche mit den größten Anteilen am Energieverbrauch bzw. den Energiekosten gelegt werden, um möglichst große Einspareffekte zu erzielen. Folgende Aspekte sollten in die Zielformulierung einfließen: rechtliche Bestimmungen / gesellschaftliche Standards Aufwand der Umsetzung (Kosten-Nutzen-Analyse) Investitionskosten / Amortisationszeiten Umweltschutzvorschriften 2.2 Umsetzung Hinweise zur erfolgreichen Umsetzung: Bauen Sie auf bestehendem auf, aber fördern Sie gleichzeitig kreatives Denken und neue Ansätze! Beginnen Sie mit der Umsetzung solcher Maßnahmen, die schnelle Erfolge ermöglichen und nur geringe Investitionen erfordern! Festlegung von Verantwortlichkeiten / Zuständigkeiten Im ersten Umsetzungsschritt sollte, insbesondere in mehrstufig organisierten Unternehmen, ein verantwortlicher Mitarbeiter benannt werden, der über die entsprechenden Befugnisse und Kompetenzen verfügt. Der betreffende Mitarbeiter sollte gute Kenntnisse der Betriebsabläufe sowie ein grundlegendes technisches Verständnis besitzen. 7 2.2.2 Optimierungsmaßnahmen festlegen / einleiten Zur weiteren Umsetzung der formulierten Zielstellungen müssen die konkreten Maßnahmen festgelegt werden. Folgende Fragen sind zu klären: Was ist das konkrete messbare Ziel? - z.b.: Senkung des Energiebedarfs für Getreidetrocknung um 10% Welche Bezugsgröße wird gewählt? z.b.: Verbrauch Liter Heizöl / je Tonne Trockengut Höhe der Investitionen und möglichen Einsparungen (Amortisationszeiten)? Sind während der Umsetzung Auswirkungen auf die laufende Produktion zu erwarten (Produktionsausfälle)? Bereitstellung der erforderlichen Mittel Nach Festsetzung der Maßnahmen erfolgt die konkrete Planung der Umsetzung. Folgende Fragen sind zu klären: Welche finanziellen und materiellen Mittel sind notwendig (Investitions- / Finanzplanung)? In welchem zeitlichen Rahmen ist die Umsetzung möglich (Zeitplan)? Ist ausreichend freie Arbeitszeit verfügbar (Arbeitsaufwand)? Sind die Mitarbeiter ausreichend qualifiziert (Schulungen, Weiterbildung)? 2.3 Kontrolle Während und nach der Umsetzung muss auf folgende Aspekte beachtet werden: kontinuierliche Überwachung der festgelegten Maßnahmen hinsichtlich der Wirksamkeit und Effektivität Einbeziehung der betroffenen Mitarbeiter Dokumentation / Auswertung der Ergebnisse. kritische Neubewertung der festgelegten Maßnahmen im Zeitverlauf (geänderte Rahmenbedingungen berücksichtigen, ggf. Zielvorgaben anpassen) Durch den kontinuierlichen Prozess der ständigen Kontrolle des Umsetzungsprozesses verbunden mit der Anpassung der Umsetzungsmaßnahmen bei auftretenden Problemen bzw. veränderten Rahmenbedingungen erfolgt eine schrittweise Optimierung des Energieeinsatzes im jeweils betrachteten Produktionsbereich. 8 3. Auswirkungen des Energieeinsatzes auf die Treibhausgasemission (Klimabilanz) 3.1 Beurteilung des Energieeinsatzes im Gesamtbetrieb Energieeinsatz zur Wärmeerzeugung (Heizenergie): Energieträger Energiegehalt je ME THG-Emissionen je ME Quelle: Heizöl: 10 kwh therm / Liter 2,1.. 2,8 kg CO 2 -eq /Liter KUL Erdgas: 9-11 kwh therm / m 3 1,7 kg CO 2 -eq /m³ KUL Braunkohle: 6 kwh therm / kg 1,43 kg CO 2 -eq je kg KUL Elektroenergie 1 kwh elktr bzw. therm / kwh 0,633 kg CO 2 -eq je kwh BLE Einsparungs- / Optimierungsmöglichkeiten (Beispiele): Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung bei der Biogaserzeugung Wärmerückgewinnung aus der Milchkühlung Nutzung thermischer Solaranlagen Nutzung biogener Brennstoffe Optimierung der Druschfruchternte (z.b.: Erhöhung der Schlagkraft der Erntetechnik Ausnutzung trockener Erntebedingungen, Verzicht auf maschinelle Trocknung) Verbesserung der Wärmeisolierung von Gebäuden / Ställen Einsatz energiesparender Wärmeerzeuger automatisierte Regelungen für Lüftung und Heizung der Ställe 3.1.2) Einsatz von Elektroenergie: Energiegehalt: Treibhausgasemissionen: 1 kwh elktr / kwh bzw. 1 kwh therm / kwh 0,633 kg CO 2 -eq je kwh (Quelle: BLE) Einsparungs- / Optimierungsmöglichkeiten (Beispiele): automatische Steuerung von Heizung, Lüftung sowie elektrischen Anlagen (z.b.: Melkanlagen) kein Einsatz von Elektroheizungen ohne Speicherung, Stromheizung nur bei ausschließlicher Nutzung von Überschussstrom aus Wind oder Photovoltaikanlagen Ersatz von Halogenstrahler / Glühbirnen durch Energiesparlampen Einsatz verbrauchsarmer Anlagen 9 3.2 Bewertung des Energieeinsatzes im Pflanzenbau: Treibstoffe: Energiegehalt: Treibhausgasemissionen: Diesel ca. 10 kwh je Liter 2,1.. 2,8 kg CO 2 -eq. je Liter Diesel (Quellen: BLE und KUL) Diese entstehen vorwiegend bei der Verbrennung in Form zu Kohlendioxid und aufgrund des Energieaufwandes bei der Förderung und Verarbeitung des Grundstoffs (Erdöl). Kraft- und Schmierstoffe haben einen Anteil von % am gesamten Energieaufwand im Feldbau. In der Tierhaltung sind die Anteile deutlich geringer und von der Tierart und der vorhandenen Mechanisierungsvariante abhängig. Einspar- / Optimierungsmöglichkeiten (Beispiele): Reduzierung Bodenbearbeitung (z.b: pfluglose Bestellung, Kombination von Bearbeitungsschritten) Transportoptimierung (z.b: LKW- statt Schleppereinsatz bei weiten Entfernungen) effektive Maschinenauslastung (Anpassung Arbeitsbreiten Traktorleistung, Kombination von Arbeitsgängen) optimale Bereifung / Reifeninnendruck (weniger Schlupf, bessere Kraftübertragung) Einsatz verbrauchsärmerer Maschinen Schulung Mitarbeiter über kraftstoffsparende Fahrweise Betriebsarrondierung durch Flächentausch Düngemittel Energiegehalt: Düngemittel besitzen abgesehen von einigen Stickstoffdüngern keinen eigenen Heizwert, erfordern aber teilweise einen beträchtlichen Energieeinsatz bei der Herstellung. In die Energiebilanz werden die Düngemittel mit dem Energieaufwand berücksichtigt, der für die Herstellung erforderlich ist (Vorstufenenergie). Stickstoff (N): Phosphor (P): Kalium (K): Calzium (CA): 38,9 MJ/kg N 9,8 MJ/kg P 3,1 MJ/kg K 1,8 MJ/kg Ca Alle Angaben beziehen sich auf die Elementform der Nährstoffe! (Quelle: KUL) Der Energieaufwand zur Mineraldüngerherstellung entspricht etwa 30 50% des Gesamtenergieaufwandes im Ackerbau. Von entscheidender Bedeutung für die Energiebilanz ist jedoch nicht die absolute Höhe des Nährstoff- bzw. Energieaufwandes sondern die Effizienz des Düngereinsatzes. Deshalb soll beim Düngemitteleinsatz eine Bewertung nicht 10 ausschließlich auf Basis der eingesetzten absoluten Mengen sondern vorzugsweise anhand der Nährstoffflächensalden erfolgen. Treibhausgasemissionen: Bei den Düngemitteln gibt es verschiedene Klimagasquellen. Bei allen Nährstoffen kommt es aufgrund des Energieverbrauches bei der Herstellung zu CO 2 -Emissionen. Bei den N- Düngern kommen noch Lachgasemissionen (N 2 O) aus dem Herstellungsprozess sowie der Ausbringung hinzu. Aufgrund der hohen Klimawirksamkeit von Lachgas (das ca. 300-fache von Kohlendioxid) sind die N 2 O- Emissionen von besonderer Bedeutung. N : 6,5.. 11,3 kg CO 2 -eq. je kg Reinnährstoff (Quellen: KUL und IFEU) P: 2,7 kg CO 2 -eq. je kg Reinnährstoff (Quelle: IFEU) K: 0,8 kg kg CO 2 -eq. je kg Reinnährstoff (Quelle: IFEU) Ca: 0,1 kg CO 2 -eq. je kg CaO je kg Reinnährstoff (Quelle: KUL) Einspar- / Optimierungsmöglichkeiten - insbesondere der N-Düngung (Beispiele): Optimierung org. Düngung Abdeckung Gülleläger ausreichende Lagerkapazitäten, (verbesserte Nährstoffausnutzung durch Optimierung der Ausbringzeiten) Optimierung der Ausbringtechnik mit Direkteinarbeitung Reduzierung N-Salden (N nicht als Ertragsversicherung einsetzen) ausgeglichenen Humushaushalt anstreben Precision-Farming (z.b.: N-Sensor) Bei Phosphor: vorhandene organische Dünger gezielt nach dem P-Bedarf von Boden und Pflanzen einsetzen, Bodenuntersuchungsergebnisse berücksichtigen Pflanzenschutzmittel: Energiegehalt: Synthetische Pflanzenschutzmittel (PSM) haben, abgesehen von einigen wenigen ölhaltigen Verbindungen, zumeist keinen eigenen Heizwert. Wie beim Düngemitteleinsatz wird in der Energiebilanz nur die Vorstufenenergie (Energieaufwand zur Herstellung) berücksichtigt. für alle PSM pauschal: 111 MJ/kg PSM (Quelle: KUL) Aufgrund der geringen Aufwandmengen je Flächeneinheit hat der Pflanzenschutzmittel einen vergleichsweise geringen Einfluss auf die Energiebilanz (Anteil am Energieinput: 0-10 %). Treibhausgasemissionen: Berechnungsgrundlage: pauschal: 8,2 CO 2 -eq /kg (Quelle: KUL) Einspar- / Optimierungsmöglichkeiten (Beispiele): bedarfsgerechter Pflanzenschutz (z.b.: Nutzung von Schadschwellen / Prognosemodellen) Precision-Farming Splitting oder Mittelkombinationen nutzen Umsetzung des integrierten Pflanzenschutzes (Kombination von mechanischen, anbautechnischen, chemischen ggf. biologischen Maßnahmen) 11 3.3 Bewertung des Energieeinsatzes in der Tierhaltung: Futtermittel: Je nach TS-Gehalt enthalten die eingesetzten Futtermittel sehr unterschiedliche Energiegehalte bzw. daraus resultierende THG-Emissionen je Mengeneinheit. Hilfstabelle Richt- / Vergleichswerte (Anlage 8) Der Futtermitteleinsatz hat einen Anteil von % am Energieeinsatz in der Tierhaltung und verursacht 50-80% der Klimagasemissionen. Einspar- / Optimierungsmöglichkeiten (Beispiele): Vorrangiger Einsatz von regional erzeugten Futtermitteln (Senkung des Transportaufwandes) bedarfs- / leistungsgerechte Fütterung Leistungsoptimierung (Verbesserung der Futterverwertung) N- / P-reduzierte Fütterung 3.4 Bewertung der selbst erzeugten Energie Neben der Einsparung an Energieträgern sind landwirtschaftliche Betriebe auch in der Lage, Energie durch die Nutzung der Windkraft-, Photovoltaik- und Biomasse (Biogasanlagen, Biobrennstoffe) zu erzeugen. Des weiteren können die Grundstoffe für die Erzeugung von Biokraftstoffen (z.b. Ölsaaten für Biodiesel, Getreide für Bioethanol) sowie Biomasse für Festbrennstoffe (z.b.: Stroh) produziert werden. Inwieweit bestehende Potenziale nutzbar sind, hängt maßgeblich von den einzelbetrieblichen Gegebenheiten sowie der agrarpolitischen Rahmenbedingungen ab. In der Regel führt die Bioenergieerzeugung im Vergleich zum Einsatz fossiler Energiequellen zu deutlichen Reduzierungen der spezifischen Treibhausg
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