Energiesparmöglichkeiten in Sägereien

Einleitung

Energieanalyse

Energiesparen

Technologien

Zusammenfassung

Energie-ERFA des SHIV

Literaturhinweise

Zielwerte für Prozesse in Sägereien

 

Verbrauchsstatistik

Vorgehen bei den Grobanalysen

Resultate der Energieanalysen

Verallgemeinerung der Resultate

Rundholzbereich

Sägen und Trennen

Entsorgung

Trocknung

Nachbearbeitung

Energiekosten

Holztrocknung und Heizungsanlage

Optimierung der Absauganlage

Druckluft und elektrische Antriebstechnik


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© GLOOR ENGINEERING, CH-7434 SUFERS, 7. JULI 1996


Einleitung

Diese Dokumentation ist ein Beitrag zur rationellen Verwendung von Elektrizität in Sägewerken. Sie ist für Säger und Energiefachleute verfasst worden und beinhaltet daher für beide Seiten bekannte und unbekannte Erläuterungen.

Eine Sägerei ist ein kapitalintensiver Betrieb, welcher in der Wertschöpfungskette der Holzprodukte am Rand zur heute unrentablen Waldwirtschaft ums Überleben kämpft. Die spezifischen Produktionsbedingungen sind zu beachten: Es ist zum Beispiel für einige Produkte vorteilhafter, mit der Bandsäge Bretter einzeln aus einem Stamm zu schneiden, als mit dem energieeffizienteren Sägegatter die Stämme gleich mehrfach aufzuteilen. Trotzdem sollen die einzelnen Verarbeitungsprozesse hinterfragt werden, vor allem die, welche im Hintergrund (Absaugung, Druckluft, Entsorgung) viel Energie benötigen. Weder etablierte Technologien noch ganz neue Anlagen bieten Gewähr für Energie-Effizienz.

Bei dieser Gelegenheit möchte ich allen Personen und Organisationen danken, welche zu dieser Dokumentation beigetragen haben. Im besonderen den engagierten Mitgliedern der Energie-ERFA des SHIV.

Der Autor (gloor@energie.ch) steht Interessierten für Fragen und weitere Ausführungen zur Verfügung und nimmt gerne Anregungen entgegen. Diese werden hier laufend aktualisiert.


Zusammenfassung

Im Auftrag des Schweizerischen Sägerei- und Holzindustrieverbandes (SHIV), des Impulsprogramms RAVEL (Ressort Kraft) und des Aktionsprogramms Energie 2000 (Ressort Gewerbe) versucht der Verfasser, die Energiesparmöglichkeiten in Sägewerken aufzuzeigen. Für diesen Zweck bildete man die Erfahrungsgruppe "Energie-ERFA" des SHIV. Die beteiligten 15 Betriebe wurden energetisch analysiert, die Ergebnisse und die Energiesparmassnahmen wurden in der ERFA-Gruppe besprochen.

In einer durchschnittlichen Sägerei lassen sich etwa 30% Strom einsparen, 10% alleine durch organisatorische Massnahmen. Eine hohe Wirtschaftlichkeit ist gegeben, wenn die Erhöhung der Energie-Effizienz mit Revisionsarbeiten und Modernisierungen kombiniert wird. Effizienz-Steigerungen im Wärmebereich sind erst realistisch, wenn Energieholz nicht mehr durch die Preise der fossilen Energieträger zu einem Abfallprodukt degradiert wird.

Die Energiesparmöglichkeiten in Sägereien lassen sich in folgende vier Gruppen aufteilen:

1. Leerlauf vermeiden: Eine durchschnittliche Maschine verbraucht während zehn Sekunden Leerlauf mehr Energie als zum Aufstarten. Schon bei einem kurzen Betriebsunterbruch (Sortierwagen, Kappsäge, Hobelmaschine ...) lohnt sich also das Abschalten.

2. Volle Auslastung: Maschinen mit voller Produktionsgeschwindigkeit fahren und nach der Bearbeitung abschalten "nicht bummeln". Bei den meisten Prozessen (Entrinden, Sägen, Besäumen ...) wird für die Nebenbetriebe (Hydraulik, Absaugung, Hacker ...) mehr Leistung benötigt als für den eigentlichen Prozess.

3. Optimierung: Nur soviel Leistung liefern, wie nötig ist. Beispiele: eine Druckluftanlage nur mit 6 bar Druck betreiben, die Ventilatordrehzahl bei der Holztrocknung reduzieren, die Luftgeschwindigkeit in der Absaugleitung auf 18 m/s regeln.

4. Energie-Effizienz: Bei Sanierungen und Neuinvestitionen den Energieverbrauch berücksichtigen. Vom Lieferanten garantierte Werte für den Energieverbrauch fordern und diese bei der Abnahme überprüfen. Folgende Grössen sollten möglichst gering sein:
Spezifischer Energieverbrauch (kWh pro Produktionseinheit), Leerlaufleistung (kW), Abluftmenge (m³/h), Druckluft (bar und m³/h). Zur Energieeffizienz gehört auch eine automatische Abschaltung, wenn die Anlage nichts zu tun hat.

Eine Anlage soll nur Energie bekommen, wenn sie Holz bearbeitet.

Energie-ERFA

Die Mitglieder der Energie-ERFA des Schweizerischen Sägerei- und Holzindustrieverbandes haben die vorliegende Dokumentation mit vielen praktischen Hinweisen bereichert. Foto: Die Mitglieder der Energie-ERFA. Am meisten Anklang fanden folgende drei Energiesparmassnahmen:

  1. Abschalten von leerlaufenden Maschinen.
  2. Ventilatordrehzahl in den Trockenkammern reduzieren.
  3. Ersatz der pneumatischen Förderung durch effizientere.

Name

Vorname

Firma

Strasse

PLZ

Ort

Brühwiler Damian Fritz Berger AG Via della Resga 48 7403 Rhäzüns
Corbat Patrick A + C Corbat SA Scierie 2943 Vendlincourt
Flütsch Konrad Konrad Flütsch AG Sägenstrasse 7302 Landquart
Frischknecht Otto Rudolf AG Bäriswilerstrasse 3 2545 Selzach
Gautschi Hanspeter SHIV Abt. Betriebswirtschaft Alte Obfelderstrasse 26 8910 Affoltern a.A.
Gloor Rolf Gloor Engineering 7434 Sufers
Graber Walter Walter Graber AG Kobelwies 9463 Oberriet
Hochuli Werner HOAG Holzoptimierung AG 5056 Attelwil
Jordi Andreas E. Jordi AG Hauptstrasse 27 2556 Schwadernau
Keller Martin Konrad Keller AG Beim Bahnhof 8476 Unterstammheim
Kernen Gerhard Kernen AG Speichermatte 3647 Reutigen
Lerch Andreas Gebr. Lerch Bahnhofplatz 3452 Günenmatt
Röthenmund Alfred Röthenmund AG Schärischachen 3550 Langnau i.E.
Schmidiger Franz Schmidiger AG Hüttlenen 6173 Flühli
Siegenthaler Werner Sägerei und Holzhandlung Mühlebachstrasse 8 9534 Gähwil
Stähli Gottfried Gottfried Stähli Unterdorfstrasse 52 5612 Villmergen

Literaturhinweise

Allgemein über Energie-Effizienz

  1. Kompetent antworten auf Energiefragen, Nr. 724.386.1d, BfK und INFEL 1994
  2. Power Box, der Energie-Workshop in 10 Lektionen, vdf 1995
  3. Praktischer Leitfaden für die Wirtschaftlichkeitsberechnungen, Nr. 724.397.42.01 d, RAVEL/BfK, 1992
  4. Weitere Literatur über Energie-Effizienz

Lüftung, Druckluft und Licht

  1. Energie-effiziente lüftungstechnische Anlagen, Nr. 724.307 d, RAVEL/BfK, 1993
  2. Wirkungsgradoptimierung der Drucklufterzeugung, Nr. 724.397.21.54 d, RAVEL/BfK, 1992
  3. Zeitgemässe Beleuchtung von Industriebauten, Nr. 724.329.3 d, RAVEL/BfK

Antriebstechnik und Maschinen

  1. Elektrische Antriebe energie-optimal auslegen und betreiben, Nr. 724.331 d, 1993
  2. Antriebstechnik im Maschinenbau, Nr. 724.333 d RAVEL/BfK, 1995
  3. Messen von Betriebsparametern elektrischer Antriebe, Nr. 724.336 d, RAVEL/BfK, 1996

Holzfeuerung, Heizung und Umwälzpumpen

  1. Energie aus Restholz, Ein Leitfaden für holzverarbeitende Betriebe, Nr. 724.238 d, PACER/BfK
  2. Projektieren automatischer Holzfeuerungen, Nr. 724.237 d, PACER/BfK, 1995
  3. Elektroheizungen, Sanierung und Ersatz, Nr. 724.346 d, RAVEL/BfK, 1992
  4. Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung, Nr. 724.355 d, RAVEL/BfK, 1993
  5. Stromsparchance Umwälzpumpe, Nr. 724.330.99 d, RAVEL/BfK
  6. Umwälzpumpen, Auslegung und Betriebsoptimierung, Nr. 724.330 d, RAVEL/BfK, 1991

Kleinwasserkraftwerke und Blockheizkraftwerke

  1. Einführung in Bau und Betrieb von Kleinstwasserkraftwerken, PACER/BfK, Nr. 724.244 d
  2. Nutzen statt Aufgeben, Beurteilungskriterien für Kleinwasserkraftwerke, , Diane/BEW, Nr. 805.173 d
  3. Pico-Kraftwerke, Wasserkraftwerke mit Eigenleistung bauen, 8 Beispiele, Diane/BEW, Nr. 805.196 d+f
  4. Weitere Literatur über Kleinwasserkraftwerke von SKAT, Vadianstrasse 42, 9000 St.Gallen
  5. Wärmekraftkopplung, Gasmotor-Blockheizkraftwerke, Nr. 724.358 d, RAVEL/BfK, 1994

Messen und Steuern

  1. Erfassung des Energieverbrauchs, Nr. 724.371.0 d, RAVEL/BfK
  2. Messung von Leistungen und Energien in der Industrie, Nr. 724.377 d, RAVEL/BfK
  3. Verbrauchsoptimierung mittel Energiekontrollsystemen, Nr. 724.337 d, RAVEL/BfK

Contracting

  1. Nahwärme - der sinnvolle Schritt in die Zukunft, INFEL 1995
  2. Tagungsband Contracting, Ö.B.U. 1995

Zielwerte für Sägereien

Anlage Produktion Leerlauf
  Durchschnitt Zielwert Durchschnitt Zielwert
Sortierwagen ohne Kappsäge 5 - 20 fm/h 20 fm/h 6 - 15 kW 4 kW
Sortierwagen mit Kappsäge 5 - 14 fm/h 14 fm/h 6 - 17 kW 4 kW
Gatteranlage (für 2 Schnitte) * 4 - 7 fm/h 8 fm/h 10 - 30 kW 8 kW
Blockbandanlage * 1 - 5 fm/h 4 fm/h 7 - 30 kW 6 kW
Besäumanlage *     4 - 10 kW 3 kW
Entsorgung mit Hacker     4 - 22 kW 3 kW
Hobelmaschine     5 - 6 kW 3 kW
* inklusive Mechanisierung
  Durchschnitt Zielwert
Absauganlage für Holzspäne 1,2 kW / 1000 m³/h 0,8 kW / 1000 m³/h
Druckluftanlage 8 bis 12 bar 5 bis 6 bar
Heizungsanlage Stromverbrauch 1 bis 3% der Heizleistung 0,3% der Heizleistung
Trockenkammer für Fichte 50 - 240 W/m³ 100 W/m³

  Provisorische Daten, welche laufend dem Stand der Technik angepasst werden.


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