Praxisbeispiel: Nachhaltiges Wirtschaften SynErgie: Energieflexibilität in der Papierindustrie am Beispiel UPM

UPM Communication Papers

Energieflexibilisierung auf der Nachfrageseite gilt als einer der Schlüsselbausteine einer erfolgreichen Energiewende. Weil Wind und Sonne nur schwankend Energie in Form von Strom liefern, kann die Industrie durch eine gezielte Anpassung der Nachfrage einspringen, um das erforderliche Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Nachfrage herzustellen und da­durch das Stromnetz stabilisieren. Gerade die Papierindustrie als besonders energieintensiver Industriezweig kann hierbei einen entscheidenden Beitrag leisten. Jedoch schränkt die aktuel­le Netzentgeltverordnung diese Energieflexibilität stark ein und führt in der Folge zu unnötigen CO2-Emissionen. Inwiefern diese Regularien Unternehmen an einer vollständigen Nutzung des vorhandenen Flexibilitätspotenzials hindern und welche Maßnahmen die Nutzung ermög­lichen könnten, zeigt jetzt ein Demonstrator des BMBF-geförderten Projektes SynErgie.

Im Rahmen des Teilprojekts „FlexPulp“  (flexible Pulp-Herstellung) werden die Flexibilitäts­potenziale in der Papierindustrie umfassend analysiert und sektorenübergreifend erschlossen. Dies erfolgt in Rahmen der Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer IGCV, dem Kernkom­petenz­zentrum Finanz- & Informationsmanagement (FIM) und der Projektgruppe Wirtschafts­informatik des Fraunhofer FIT sowie mit den drei deutschen Standorten Schongau, Plattling und Dörpen des finnischen Konzerns UPM-Kymmene Oyj.

Flexibilitätspotenziale in der Papierindustrie

Im Zuge der Papierherstellung werden zuerst Fasern aus Holz oder Altpapier gewonnen. Zur Produktion dieses Halbstoffes werden verschiedene Herstellungsmethoden (z.B. Schleif- und Refiner-Verfahren) eingesetzt, die einen hohen Energiebedarf aufweisen. Solange die Halbstoff-Produktionskapazitäten über dem Bedarf der Papiermaschinen liegen, kann durch Speicherung des Halbstoffs in sogenannten Speicherbütten der Betrieb der Halbstoff­produk­tion flexibilisiert werden. So wurden im Rahmen des Teilprojekts Engineering- und IT-Maßnahmen am UPM-Standort Schongau ausgearbeitet, nach deren Implementierung eine Senkung der Energiekosten von mehr als 14 % erzielt werden kann.

Energieflexibilisierung auf der Nachfrageseite gilt als einer der Schlüsselbausteine einer erfolgreichen Energiewende. Weil Wind und Sonne nur schwankend Energie in Form von Strom liefern, kann die Industrie durch eine gezielte Anpassung der Nachfrage einspringen, um das erforderliche Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Nachfrage herzustellen und da­durch das Stromnetz stabilisieren. Gerade die Papierindustrie als besonders energieintensiver Industriezweig kann hierbei einen entscheidenden Beitrag leisten. Jedoch schränkt die aktuel­le Netzentgeltverordnung diese Energieflexibilität stark ein und führt in der Folge zu unnötigen CO2-Emissionen. Inwiefern diese Regularien Unternehmen an einer vollständigen Nutzung des vorhandenen Flexibilitätspotenzials hindern und welche Maßnahmen die Nutzung ermög­lichen könnten, zeigt jetzt ein Demonstrator des BMBF-geförderten Projektes SynErgie.

Im Rahmen des Teilprojekts „FlexPulp“  (flexible Pulp-Herstellung) werden die Flexibilitäts­potenziale in der Papierindustrie umfassend analysiert und sektorenübergreifend erschlossen. Dies erfolgt in Rahmen der Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer IGCV, dem Kernkom­petenz­zentrum Finanz- & Informationsmanagement (FIM) und der Projektgruppe Wirtschafts­informatik des Fraunhofer FIT sowie mit den drei deutschen Standorten Schongau, Plattling und Dörpen des finnischen Konzerns UPM-Kymmene Oyj.

Flexibilitätspotenziale in der Papierindustrie

Im Zuge der Papierherstellung werden zuerst Fasern aus Holz oder Altpapier gewonnen. Zur Produktion dieses Halbstoffes werden verschiedene Herstellungsmethoden (z.B. Schleif- und Refiner-Verfahren) eingesetzt, die einen hohen Energiebedarf aufweisen. Solange die Halbstoff-Produktionskapazitäten über dem Bedarf der Papiermaschinen liegen, kann durch Speicherung des Halbstoffs in sogenannten Speicherbütten der Betrieb der Halbstoff­produk­tion flexibilisiert werden. So wurden im Rahmen des Teilprojekts Engineering- und IT-Maßnahmen am UPM-Standort Schongau ausgearbeitet, nach deren Implementierung eine Senkung der Energiekosten von mehr als 14 % erzielt werden kann.

Netzentgeltverordnung und Energieflexibilität

Die aktuelle Netzentgeltverordnung sorgt allerdings dafür, dass Energieflexibilität in einigen Fällen bestraft wird. Wenn ein Unternehmen die Last eines flexiblen Prozesses zu einem Zeit­punkt mit geringen Energiepreisen verschiebt, können Lastspitzen entstehen. Diese führen dazu, dass das Unternehmen ein signifikant höheres Netzentgelt zahlen muss. Unter Umstän­den können sich Netzentgelte sogar um das 5-Fache erhöhen. Im Rahmen des Positions­papiers zu regulatorischen Änderungsbedarfen fordert SynErgie deshalb eine Anpassung der aktuellen Netzentgeltverordnung, damit sich das Flexibilitätspotenzial der Industrie voll ent­fal­ten kann.

Um den negativen Einfluss der aktuell geltenden Netzentgeltverordnung zu veranschaulichen, wurde im Rahmen der zweiten Förderphase des SynErgie-Projektes einen Demonstrator entwickelt, der die Halbstoffproduktion mittels des Schleifverfahrens am UPM-Standort Plattling fokussiert. An diesem Standort werden nicht nur vorhandene, sondern auch im Hinblick auf Energieeffizienz stark verbesserte Schleifer eingesetzt. Dadurch kann der sehr seltene Fall erzielt werden, dass man Energieeffizienz und Energieflexibilität zugleich verbessern kann und daraus eine erhebliche CO2-Minderung resultiert. In dem entwickelten Demonstrator werden die durch die Netzentgeltverordnung entstehenden finanziellen und ökologischen Folgen für UPM und das gesamte Energiesystem sowie potenzielle Lösungen im Rahmen der Regulatorik dargestellt.

Netzentgeltverordnung und Energieflexibilität

Die aktuelle Netzentgeltverordnung sorgt allerdings dafür, dass Energieflexibilität in einigen Fällen bestraft wird. Wenn ein Unternehmen die Last eines flexiblen Prozesses zu einem Zeit­punkt mit geringen Energiepreisen verschiebt, können Lastspitzen entstehen. Diese führen dazu, dass das Unternehmen ein signifikant höheres Netzentgelt zahlen muss. Unter Umstän­den können sich Netzentgelte sogar um das 5-Fache erhöhen. Im Rahmen des Positions­papiers zu regulatorischen Änderungsbedarfen fordert SynErgie deshalb eine Anpassung der aktuellen Netzentgeltverordnung, damit sich das Flexibilitätspotenzial der Industrie voll ent­fal­ten kann.

Um den negativen Einfluss der aktuell geltenden Netzentgeltverordnung zu veranschaulichen, wurde im Rahmen der zweiten Förderphase des SynErgie-Projektes einen Demonstrator entwickelt, der die Halbstoffproduktion mittels des Schleifverfahrens am UPM-Standort Plattling fokussiert. An diesem Standort werden nicht nur vorhandene, sondern auch im Hinblick auf Energieeffizienz stark verbesserte Schleifer eingesetzt. Dadurch kann der sehr seltene Fall erzielt werden, dass man Energieeffizienz und Energieflexibilität zugleich verbessern kann und daraus eine erhebliche CO2-Minderung resultiert. In dem entwickelten Demonstrator werden die durch die Netzentgeltverordnung entstehenden finanziellen und ökologischen Folgen für UPM und das gesamte Energiesystem sowie potenzielle Lösungen im Rahmen der Regulatorik dargestellt.

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Prof. Dr. Hans Ulrich Buhl
Gründer

Alter Postweg 101
86159 Augsburg

+49 821 480400-10
+49 821 598-4899
hans-ulrich.buhl@fim-rc.de
http://www.fim-rc.de

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3 Tipps zum Nachmachen

  • Der Weg zur Klimaneutralität erfordert die Identifizierung und Nutzung von Energieflexibilitätspotenzialen.
  • Energieeffizienz und -flexibilität und damit eine erhebliche CO2-Minderung von Produktionsprozessen können in bestimmten Fällen zugleich verbessert werden.
  • Die Flexibilisierung von Produktionsprozessen kann ohne die Entstehung von Bottlenecks realisiert werden.
  • Der Weg zur Klimaneutralität erfordert die Identifizierung und Nutzung von Energieflexibilitätspotenzialen.
  • Energieeffizienz und -flexibilität und damit eine erhebliche CO2-Minderung von Produktionsprozessen können in bestimmten Fällen zugleich verbessert werden.
  • Die Flexibilisierung von Produktionsprozessen kann ohne die Entstehung von Bottlenecks realisiert werden.

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