Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung
Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung
Kapitel 4 • das Verhältnis der Wasserkosten zwischen Wasserzufuhr und Wasserabgabe • Wasserkosten pro Produktionseinheit • Wasserverlust als prozentualer Anteil des Wasserverbrauchs. Durch die Verwendung solcher Kennzahlen und, sofern möglich, den Vergleich mit externen Kennzahlen können erste Hinweise darauf gewonnen werden, ob Einsparungen möglich sind oder nicht. Je nach Art der Anlage kann zwischen Abteilungen, Verfahrensarten und den Hauptebenen eines Verfahrens unterschieden werden. Neben den Produktionsprozessen müssen Wasseraufbereitung, Abwasserbehandlung und Reinigungstätigkeiten in die Bestandsaufnahme einbezogen werden, damit alle möglichen Einsparungen erkannt werden können. Manchmal werden die Wasserströme für die wichtigsten Prozesse und Abteilungen bereits gemessen. Falls nicht, können entlang der wichtigsten Ströme Messgeräte installiert werden – manchmal auch nur vorübergehend. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Wasserverbrauch für die verschiedenen Produktionsprozesse zu schätzen, beispielsweise anhand des Produktionsvolumens; die Ergebnisse dieses Ansatzes sind jedoch weniger verlässlich. Anhand der in diesem Stadium erhobenen Daten sollte es möglich sein, die Bereiche zu identifizieren, in denen weitere Untersuchungen im Hinblick auf Wassereinsparungen stattfinden sollen. Bei bestimmten Teilen des Prozesses kann jedoch für die Erkennung von Einsparmöglichkeiten eine genauere Analyse erforderlich sein. Dazu ist eine ausführlichere Bestandsaufnahme für diese Teile notwendig. Die ausgewählten Teile werden in logische Bausteine, d. h. relevante Prozessschritte, Arbeitsbereiche, Geräte und Anlagen unterteilt. Für jeden Baustein werden Wasserzufuhr und -abgabe ermittelt. Es kann außerdem wichtig sein, die Funktion des Wassers in dem betreffenden Teil anzugeben, z. B. Transportwasser, Waschwasser, Produktwasser oder Kühlwasser. Häufig sind nicht alle Daten verfügbar, die auf dieser Detailebene benötigt werden. Fehlende Daten lassen sich durch zusätzliche Messungen, durch Berechnung aus anderen Daten oder auch durch Schätzungen ergänzen. Das hängt davon ab, wie wesentlich der betreffende Wasserstrom für das Gesamtschema ist. Damit die Bestandsaufnahme nicht zuviel Zeit erfordert und nicht zuviel Kosten verursacht, ist nur die unbedingt notwendige Detailebene zu wählen. Außerdem müssen die untersuchten Teile der Anlage genau definierbar sein und logisch erkennbare Bezeichnungen haben. Dabei kann die Verwendung von Plänen und Fließbildern für jede einzelne Ebene und jeden einzelnen Prozessteil helfen, wie auch eine einheitliche Datendarstellung. Hierfür können Fließbild-Softwareprogramme verwendet werden. In jedem Prozessschritt können die Qualitätsanforderungen an das verwendete Wasser bewertet werden. Je nach Art des Prozesses sind die wichtigsten Kriterien im Allgemeinen das Vorhandensein organischen Materials aus Rohstoffen und Produkten, das Vorhandensein von Hilfsstoffen im Wasser, die Mikrobenzahl, der pH-Wert, der Chloridgehalt, die Härte sowie der Gehalt des Wassers an Eisen und Mangan. Es empfiehlt sich, die Prozessschritte nach der benötigten Wasserqualität zu gruppieren und die Zahl der definierten Wasserqualitäten auf maximal 5 bis 10 zu beschränken. Die definierten Qualitätsanforderungen sind so zu gestalten, dass die Wasserqualität die Qualität des Endprodukts nicht beeinträchtigt. Außerdem wird die jeweilige Qualität der Abflüsse der einzelnen Prozessschritte festgehalten. Diese Angaben sind nötig, um beurteilen zu können, ob sich Wasser – mit oder ohne zwischengeschaltete Behandlung – wieder verwenden lässt. Schließlich lässt sich der reduzierte Wasserverbrauch manchmal anhand externer Kennzahlen schätzen. Voraussetzung dafür ist das Vorliegen von Daten für vergleichbare Aktivitäten. Ein anderer Ansatz zur Bestimmung des reduzierten Wasserverbrauchs geht von den technischen Geräte- oder Anlagendaten, beispielsweise von Lieferanten, und den verschiedenen Teilen der Prozesslinien aus. Die Aufsummierung der einzelnen Prozesswasserbedarfsmengen für die gesamte Anlage ergibt einen theoretischen Wasserverbrauchsentwurf und ermöglicht die Erarbeitung von Norm- oder Zielwerten. 4.1.6.2.2 Untersuchung von Produktionsprozessen mit dem Ziel der Vermeidung und Verminderung des Energieverbrauchs Daten zum Energieverbrauch sind von grundlegender Bedeutung für die Ermittlung der effektivsten Energieeinsparungen und kosteneffektivsten Verbesserungen. Sie stellen außerdem die Grundlage eines Nachweises dafür dar, dass die Anlage effizient betrieben wird und Energiesparmaßnahmen in den am besten geeigneten Bereichen ergriffen werden. 234 Januar 2006 RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL
Kapitel 4 Zuerst müssen die Daten nach Energiequellen aufgeschlüsselt werden. Neben dem eingekauften elektrischen Strom sollten hier auch Brennstoffe berücksichtigt werden, die vor Ort in Energie umgewandelt werden, sowie direkt von externen Quellen bezogene Wärme und erneuerbare Energiequellen. Es können die neuesten Werte für die Energielieferquellen eines erst kurz zurückliegenden Zwölfmonatszeitraums verwendet werden. Die Umrechnung in Primärenergie wird empfohlen. Wenn Energie aus einer KWK-Anlage verwendet wird (siehe Abschnitt 4.2.13.1.1 ) beruht die Berechnung der verwendeten Energie auf der Energiezufuhr zur Anlage, nicht auf den von der Anlage produzierten Energieeinheiten. Ein Beispielarbeitsblatt für die Aufschlüsselung des Energieverbrauchs findet sich in Tabelle 4.3. Energiequelle Geliefert Elektrischer Strom MWh Gas m 3 Öl Tonnen Bezogener Dampf Tonnen Energie aus Abfall/erneuerbaren kWh (MJ) Quellen Sonstige, genaue Bezeichnung Abgegebener Dampf Tonnen Abgegebener elektrischer Strom MWh Energieverbrauch Primär (kWh oder MWh) Tabelle 4.3: Beispielarbeitsblatt für die Aufschlüsselung des Energieverbrauchs [1, CIAA, 2002] Anteil in % Als nächstes wird der Energieverbrauch der Geräte, aufgeschlüsselt nach Abteilung oder Produktionslinie, untersucht. Es ist ratsam, die Angaben zum Energieverbrauch durch Energiebilanzen oder Fließdiagramme zu ergänzen, um darzustellen, wie Energie während des gesamten Prozesses genutzt wird. Zur Darstellung von Situationen, in denen die Energieumwandlung stark in die Produktionsvorgänge integriert ist (siehe Beispiel in Abschnitt 4.2.13.1.1), kann ein Sankey-Diagramm verwendet werden. Zuletzt wird der spezifische Energieverbrauch (SEC) untersucht. Darunter versteht man die Energiemenge, die pro Einheit des verarbeiteten Rohstoffs oder des erzeugten Produkts verbraucht wird. 4.1.6.2.3 Untersuchung von Produktionsprozessen mit dem Ziel der Vermeidung und Verminderung der Abfallerzeugung In jedem Stadium des Produktionsprozesses, vom Empfang bis zur Abgabe, kann es zu Verlusten kommen. So lassen sich beispielsweise Verluste durch schlechte Lagerung und Materialhandhabung erkennen, wenn ein genaues Bestandsverzeichnis der Ein- und Ausgänge in allen Stadien des Prozesses, von der Rohstoffannahme bis zur Produktabgabe und nachsorgenden Behandlungen, geführt wird. Bei diesen Verlusten kann es sich um angenommene oder echte Verluste handeln. In Tabelle 4.4 sind Beispiele für Ursachen von Materialverlusten sowie Methoden zur Pflege eines genauen Bestandsverzeichnisses dargestellt. RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL Januar 2006 235
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Kapitel 4<br />
• das Verhältnis <strong>der</strong> Wasserkosten zwischen Wasserzufuhr <strong>und</strong> Wasserabgabe<br />
• Wasserkosten pro Produktionseinheit<br />
• Wasserverlust als prozentualer Anteil des Wasserverbrauchs.<br />
Durch die Verwendung solcher Kennzahlen <strong>und</strong>, sofern möglich, den Vergleich mit externen Kennzahlen<br />
können erste Hinweise darauf gewonnen werden, ob Einsparungen möglich sind o<strong>der</strong> nicht.<br />
Je nach Art <strong>der</strong> Anlage kann zwischen Abteilungen, Verfahrensarten <strong>und</strong> den Hauptebenen eines Verfahrens<br />
unterschieden werden. Neben den Produktionsprozessen müssen Wasseraufbereitung, Abwasserbehandlung <strong>und</strong><br />
Reinigungstätigkeiten in die Bestandsaufnahme einbezogen werden, damit alle möglichen Einsparungen erkannt<br />
werden können.<br />
Manchmal werden die Wasserströme für die wichtigsten Prozesse <strong>und</strong> Abteilungen bereits gemessen. Falls<br />
nicht, können entlang <strong>der</strong> wichtigsten Ströme Messgeräte installiert werden – manchmal auch nur vorübergehend.<br />
Eine an<strong>der</strong>e Möglichkeit besteht darin, den Wasserverbrauch für die verschiedenen Produktionsprozesse<br />
zu schätzen, beispielsweise anhand des Produktionsvolumens; die Ergebnisse dieses Ansatzes sind<br />
jedoch weniger verlässlich.<br />
Anhand <strong>der</strong> in diesem Stadium erhobenen Daten sollte es möglich sein, die Bereiche zu identifizieren, in denen<br />
weitere Untersuchungen im Hinblick auf Wassereinsparungen stattfinden sollen. Bei bestimmten Teilen des<br />
Prozesses kann jedoch für die Erkennung von Einsparmöglichkeiten eine genauere Analyse erfor<strong>der</strong>lich sein.<br />
Dazu ist eine ausführlichere Bestandsaufnahme für diese Teile notwendig. Die ausgewählten Teile werden in<br />
logische Bausteine, d. h. relevante Prozessschritte, Arbeitsbereiche, Geräte <strong>und</strong> Anlagen unterteilt. Für jeden<br />
Baustein werden Wasserzufuhr <strong>und</strong> -abgabe ermittelt. Es kann außerdem wichtig sein, die Funktion des Wassers<br />
in dem betreffenden Teil anzugeben, z. B. Transportwasser, Waschwasser, Produktwasser o<strong>der</strong> Kühlwasser.<br />
Häufig sind nicht alle Daten verfügbar, die auf dieser Detailebene benötigt werden. Fehlende Daten lassen sich<br />
durch zusätzliche Messungen, durch Berechnung aus an<strong>der</strong>en Daten o<strong>der</strong> auch durch Schätzungen ergänzen.<br />
Das hängt davon ab, wie wesentlich <strong>der</strong> betreffende Wasserstrom für das Gesamtschema ist. Damit die<br />
Bestandsaufnahme nicht zuviel Zeit erfor<strong>der</strong>t <strong>und</strong> nicht zuviel Kosten verursacht, ist nur die unbedingt<br />
notwendige Detailebene zu wählen. Außerdem müssen die untersuchten Teile <strong>der</strong> Anlage genau definierbar sein<br />
<strong>und</strong> logisch erkennbare Bezeichnungen haben. Dabei kann die Verwendung von Plänen <strong>und</strong> Fließbil<strong>der</strong>n für<br />
jede einzelne Ebene <strong>und</strong> jeden einzelnen Prozessteil helfen, wie auch eine einheitliche Datendarstellung. Hierfür<br />
können Fließbild-Softwareprogramme verwendet werden.<br />
In jedem Prozessschritt können die Qualitätsanfor<strong>der</strong>ungen an das verwendete Wasser bewertet werden. Je nach<br />
Art des Prozesses sind die wichtigsten Kriterien im Allgemeinen das Vorhandensein organischen Materials aus<br />
Rohstoffen <strong>und</strong> Produkten, das Vorhandensein von Hilfsstoffen im Wasser, die Mikrobenzahl, <strong>der</strong> pH-Wert, <strong>der</strong><br />
Chloridgehalt, die Härte sowie <strong>der</strong> Gehalt des Wassers an Eisen <strong>und</strong> Mangan. Es empfiehlt sich, die<br />
Prozessschritte nach <strong>der</strong> benötigten Wasserqualität zu gruppieren <strong>und</strong> die Zahl <strong>der</strong> definierten Wasserqualitäten<br />
auf maximal 5 bis 10 zu beschränken. Die definierten Qualitätsanfor<strong>der</strong>ungen sind so zu gestalten, dass die<br />
Wasserqualität die Qualität des Endprodukts nicht beeinträchtigt. Außerdem wird die jeweilige Qualität <strong>der</strong><br />
Abflüsse <strong>der</strong> einzelnen Prozessschritte festgehalten. Diese Angaben sind nötig, um beurteilen zu können, ob<br />
sich Wasser – mit o<strong>der</strong> ohne zwischengeschaltete Behandlung – wie<strong>der</strong> verwenden lässt.<br />
Schließlich lässt sich <strong>der</strong> reduzierte Wasserverbrauch manchmal anhand externer Kennzahlen schätzen.<br />
Voraussetzung dafür ist das Vorliegen von Daten für vergleichbare Aktivitäten. Ein an<strong>der</strong>er Ansatz zur<br />
Bestimmung des reduzierten Wasserverbrauchs geht von den technischen Geräte- o<strong>der</strong> Anlagendaten,<br />
beispielsweise von Lieferanten, <strong>und</strong> den verschiedenen Teilen <strong>der</strong> Prozesslinien aus. Die Aufsummierung <strong>der</strong><br />
einzelnen Prozesswasserbedarfsmengen für die gesamte Anlage ergibt einen theoretischen Wasserverbrauchsentwurf<br />
<strong>und</strong> ermöglicht die Erarbeitung von Norm- o<strong>der</strong> Zielwerten.<br />
4.1.6.2.2 Untersuchung von Produktionsprozessen mit dem Ziel <strong>der</strong> <strong>Vermeidung</strong> <strong>und</strong><br />
<strong>Vermin<strong>der</strong>ung</strong> des Energieverbrauchs<br />
Daten zum Energieverbrauch sind von gr<strong>und</strong>legen<strong>der</strong> Bedeutung für die Ermittlung <strong>der</strong> effektivsten Energieeinsparungen<br />
<strong>und</strong> kosteneffektivsten Verbesserungen. Sie stellen außerdem die Gr<strong>und</strong>lage eines Nachweises<br />
dafür dar, dass die Anlage effizient betrieben wird <strong>und</strong> Energiesparmaßnahmen in den am besten geeigneten<br />
Bereichen ergriffen werden.<br />
234 Januar 2006 RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL