Bayerischer Energiepreis 2022

AGO GmbH Energie + Anlagen

Hochtemperaturwärmepumpe für industrielle und kommunale Wärmeversorgung

Die Auszeichnung mit dem Hauptpreis erhält die AGO GmbH Energie + Anlagen aus Kulmbach für die weltweit erste Hochtemperaturwärmepumpe namens „AGO Calora“, die sie auf Basis des natürlichen Stoffpaars Ammoniak/Wasser entwickelt hat und mit der eine Wärmeversorgung bis zu 150 °C möglich ist.Der Wärmebedarf in der Industrie und auch in der Fernwärmeversorgung liegt häufig bei Temperaturen deutlich über 100 °C und wurde bisher fast ausschließlich durch die Verbrennung fossiler Energieträger gedeckt. Zusammen mit den Stadtwerken Neuburg an der Donau hat AGO daher im letzten Jahr eine erste Demonstrationsanlage mit ca. 1 Megawatt Heizleistung errichtet, bei der die Wärme aus einem Niedertemperaturwärmenetz als Wärmequelle genutzt und in ein Heißwassernetz zur Versorgung einer Mälzerei mit 135 °C eingespeist wird. Mit dieser erfolgreich patentierten Wärmepumpenlösung ist eine CO2-freie Wärmeversorgung im industriellen Maßstab von ca. 0,5 Megawatt bis ca. 10 Megawatt pro Wärmepumpe und einmalig hoher Effizienz möglich.

Der für den technischen Bereich zuständiger Geschäftsführer Günther Hein freut sich über diese Auszeichnung und betont: „Die von AGO entwickelte Hochtemperaturwärmepumpe AGO Calora ist ein bedeutender Baustein für die Transformation der kommunalen und industriellen Wärmeversorgung in Deutschland, besonders in der heutigen Zeit.“ Die AGO GmbH Energie + Anlagen mit 180 Mitarbeitenden hat ihren Hauptsitz seit 1980 in Kulmbach und gehört nun seit 2022 zur RheinEnergie AG in Köln. Das Unternehmen ist auf innovative und effiziente Energieversorgungsanlagen für Industrie und Kommunen spezialisiert. Neben der Anlagenplanung und dem Anlagenbau berät die Ago GmbH Kunden und bietet den dazugehörigen Service.

BSH Hausgeräte GmbH

Erdgas- und Stromverbraucher eliminieren – Innovationen in Kernprozessen der Metallverarbeitung machen es möglich

Der BSH-Standort in Dillingen ist der größte Arbeitgeber in der Region und einer der größten Standorte der BSH Hausgeräte GmbH weltweit. Über 2.700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sind hier in der Entwicklung, Produktion und Auslieferung von jährlich über 2,5 Millionen Geschirrspülern beschäftigt. Umweltschutz und Ressourcenschonung stehen nicht nur bei den Geräten im Vordergrund, sondern auch in der Fertigung. In einem kontinuierlichen Prozess werden in dem Werk über viele innovative Einzelmaßnahmen die Energieeffizienz und Ressourcenschonung in der Produktion optimiert. 

Am Standort Dillingen werden die Metall-Innenbehälter, die das Kernstück der Geschirrspüler bilden, gefertigt. In einem vorbildhaften Projekt über rund zehn Jahre wurde der Gesamtfertigungsprozess umgestellt, so dass der Gas- und Stromverbrauch, aber auch der Wasserverbrauch massiv gesenkt werden konnten. Bei dem ehemaligen, korrosionsanfälligeren Schweißverfahren der Metallbehälter waren immer energieintensive Passivier- und Waschanlagen nötig. Die Passivierung diente dazu, die Behälter vor Korrosion zu schützen. Die beim Vorgang verwendeten Flüssigkeiten mussten dann im Anschluss abgewaschen werden. Das zentrale Element der Prozessumstellung war die Einführung eines Laserschweißverfahrens. Damit entfällt die Notwendigkeit der Passivierung der Fügestellen. Zudem nutzt BSH nun biologisch abbaubare Schmier- und Dichtheitsprüfmittel. Die beiden Prozesse der Passivierung und der Waschung stellten zwei der größten Energieverbraucher des Standorts dar. Durch das Entfallen der beiden Arbeitsschritte können nun jährlich mehr als 6,6 Millionen Kilowattstunden Strom und Gas sowie 1.650 Tonnen CO2 eingespart werden. 

Das prämierte Projekt kann als Vorbild für andere Betriebe fungieren, ihre Produktion als Gesamtsystem zu analysieren und darüber nachzudenken, neue und innovative Schritte, wie in diesem Beispiel das Laserschweißverfahren, zu etablieren und damit letztendlich die Energieeffizienz der Produktion substanziell zu steigern.

Reverion GmbH

Flexible Biogasnutzung mit höchster Effizienz

Als Ausgründung der Technischen Universität München hat Reverion ein revolutionäres, auf Containern basierendes Kraftwerk für Biogas entwickelt und patentiert. Mit einem Gründerteam, das in Summe mehr als 30 Jahre Erfahrung im Energiebereich mitbringt, sowie über 25 hochmotivierten Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, erschließt Reverion neue Optimierungspotenziale im Biogasmarkt mit einer hochflexiblen, effizienten und dezentralen Energieversorgung. 

Jede vierte deutsche Biogasanlage steht in Bayern und ist bereits heute elementarer Bestandteil der Energiewende. Sie fungiert als regenerative Energiequelle, die sowohl gesicherte Grundlast als auch flexible Ausgleichsenergie zur fluktuierenden Einspeisung von Wind und Photovoltaik bereitstellen kann. Aktuell wird diese wertvolle Ressource jedoch mit geringen Wirkungsgraden von weniger als 40 Prozent elektrisch in Blockheizkraftwerken (BHKW) umgesetzt. Dagegen erreicht die Brennstoffzellentechnologie von Reverion einen elektrischen Wirkungsgrad von 80 Prozent.

Die Reverion GmbH möchte mit ihrer Technologie den Biogasmarkt revolutionieren. Bestehende Verbrennungsmotoren werden durch hocheffiziente Festoxid-Brennstoffzellen (engl. Solid Oxide Fuel Cells, SOFC) ersetzt und zur kombinierten Stromoder Gaserzeugung genutzt. Dies bietet mehrere Vorteile für das Energiesystem: Die Reverion-Technologie kann die Stromerzeugung aus der gleichen Menge Biogas durch höhere elektrische Wirkungsgrade verdoppeln. 

Zusätzlich kann dieselbe Anlage in den Elektrolysemodus wechseln, um grünen Wasserstoff oder Methan aus Strom zu erzeugen. Das synthetische, erneuerbare Erdgas aus Reverion-Anlagen kann über das bestehende Erdgasnetz für Strom, Wärme oder Mobilität genutzt werden. Dabei wird durch die Nutzung der vorhandenen Gasinfrastruktur ein Langzeitspeichereffekt erreicht. Damit sind diese Anlagen ideal dafür geeignet, sowohl das Stromnetz zu stabilisieren als auch saisonal Energie zu speichern. Darüber hinaus wird reines, lagerfähiges CO2 abgetrennt; dies ermöglicht erstmalig kosteneffiziente, negative CO2-Emissionen. Die Technologie besteht aus modular skalierbaren, standardisierten Containereinheiten. Diese sind für Serienfertigung und Plug&Play-Installation entworfen, um vorhandene Gasmotoren einfach ersetzen zu können und eine schnelle Marktdurchdringung zu ermöglichen. 

Dr. Stephan Herrmann, Geschäftsführer von Reverion: „Die Auszeichnung mit dem Bayerischen Energiepreis bestätigt uns auf unserem Weg in eine Zukunft mit 100 Prozent erneuerbaren Energien“.

Forschungsstelle für Energiewirtschaft München Bayernwerk Netz GmbH

Altdorfer Flexmarkt – dezentrale Flexibilität im netzdienlichen Realbetrieb

Die Transformation des Energiesystems geht mit einem grundlegenden Wandel einher: weg von zentralisierten, fossilen Versorgungsstrukturen hin zu einem dezentralen, erneuerbaren System. Diese Entwicklung macht die Stromnetze zum „Rückgrat der Energiewende“. Der Altdorfer Flexmarkt stellt mit einer Austauschplattform ein Konzept zur Nutzung der im Stromnetz vorhandenen Flexibilität dar. Die Zielgruppe des Praxistests, der von Oktober 2019 bis Ende 2020 in Altdorf im Landkreis Landshut durchgeführt wurde, sind Besitzer und Betreiber von sogenannten Flex-Optionen, also von steuerbaren Energie-Erzeugungs- und Verbrauchsanlagen. Mit Hilfe von intelligenten Messsystemen (iMSys) können Einspeise- und Verbrauchsspitzen reduziert und das Stromnetz optimal ausgelastet werden. „Durch Konzepte wie den Altdorfer Flexmarkt können künftig mehr Erneuerbare Energien und neue Verbraucher in das bestehende Netz integriert und Netzengpässe vermieden werden“, so Simon Köppl (FfE), Projektleiter der Altdorfer Flexmarktes. 

Der „Altdorfer Flexmarkt“ wurde von der Forschungsstelle für Energiewirtschaft (FfE), einem Forschungsinstitut aus München, unddem Netzbetreiber Bayernwerk Netz im Rahmen des Projekts C/sells entwickelt und erprobt. Der „Altdorfer Flexmarkt“ integriert kleinteilige Anlagen wie Wärmepumpen, Elektrofahrzeuge und PV-Anlagen über marktliche Mechanismen in das Netzengpassmanagement der Netzbetreiber. So wird neuen Akteuren die Chance zur Teilnahme an der Energiewende und auch zur Vermarktung geboten. Der daraus resultierende Wettbewerb führt zu Kosteneffizienz bei der Behebung von Netzengpässen und zur Einsparung von CO₂-Emissionen. 

Beim Altdorfer Flexmarkt liegt ein großes Augenmerk auf der Partizipation der lokalen Bevölkerung. Neben Informationsveranstaltungen gelten die Aktivierung von intrinsischen Motivationsgründen, wie der aktive Beitrag zur Energiewende, als wichtige Erfolgsbausteine. 

Für die technische Umsetzung sorgen intelligente Messsysteme, wodurch die sichere Übertragung von Messwerten und Schaltbefehlen gewährleistet wird. Durch umfangreiche Analysen zu Zuverlässigkeit, Latenzzeiten und Datenvolumina der Infrastruktur wurde ermittelt, dass die iMSys-Infrastruktur für netzdienliche Anwendungsfälle geeignet ist. Die Entwicklung und Demonstration des Altdorfer Flexmarktes gilt als wesentlicher Baustein von zukunftsfähigen Verteilnetzen. Das Projekt hat gezeigt, dass ein Zusammenspiel zwischen Wissenschaft und Praxis die bedarfsgerechte und skalierbare Umsetzung von Innovationen für die Energiewende ermöglicht und damit die Belange der Bürgerinnen und Bürgern berücksichtigt.

SWW Wunsiedel GmbH

Der WUNsiedler Weg Energie – Kopplung der Sektoren

Das Ziel der SWW Wunsiedel GmbH ist klar: eine hundertprozentige Versorgung von Haushalten und Industrie mit regenerativer Energie aus Sonne, Wind, Biomasse und Reststoffen. Dafür unverzichtbar ist eine intelligente Verbindung der Sektoren Strom, Wärme, Mobilität und Industrie sowie von Energieerzeugern und –verbrauchern. „Die Vernetzung ist der einzige Weg, jeden vorhandenen Rohstoff komplett zu nutzen“, sagt SWW-Geschäftsführer Marco Krasser. Und das wiederum sei notwendig, um völlig unabhängig von fossilen Energieträgern zu werden. Die Kopplung der Sektoren sorgt für den nötigen Ausgleich zwischen Stromverbrauch und Stromerzeugung. Darüber hinaus erhöhen die regionalen Wirtschaftskreisläufe die Wertschöpfung in der Region und damit die Akzeptanz in der Bevölkerung. 

Derzeit betreiben bzw. erbauen die SWW und ihre Tochter- Unternehmen zwei elektrische Großspeicher, mehrere kleine elektrische Speicher, Wärmespeicher in verschiedenen Größen inklusive einem Wärme-Großspeicher und einem Pelletwerk. Zudem errichtet die WUN H2 GmbH, an der die SWW beteiligt ist, einen Elektrolyseur zur Herstellung von grünem Wasserstoff, der sich im lokalen Erdgasnetz speichern lässt. Wichtiger Technologiepartner hierfür wie auch für andere Projekte ist die Siemens AG. 

Die Anlage zur Erzeugung von Wasserstoff ist exemplarisch für die übergeordneten Ziele im Rahmen des WUNsiedler Wegs: Bei zu großem Angebot an grünem Strom wird dieser für die H2-Produktion verwendet. Hat man zu wenig Strom, etwa bei einer Dunkelflaute, kann der Wasserstoff über Blockheizkraftwerke verbrannt werden. Die dabei entstehende Wärme wird in das örtliche Wärmenetz eingespeist. Überschüssiger Strom beim KWK-Prozess dient etwa zum Betrieb von Wärmepumpen. Auch die Abwärme des Elektrolyseurs soll verwendet werden, genauso wie der Sauerstoff, der neben dem Wasserstoff erzeugt wird. Insgesamt ergibt sich so ein sehr hoher Wirkungsgrad von etwa 90 Prozent dank einer Sektorenkopplung, die so derzeit nur an wenigen Standorten in Deutschland realisiert ist. 

Letztlich werde ein „Netz der Netze“ über verschiedene Sektoren und Ebenen hinweg geschaffen, erläutert Krasser. „Wir koppeln sowohl die Sektoren in einer Ebene als auch die über die verschiedenen Netzebenen hinweg.“ Hierfür brauche es sektorenspezifische Speichermöglichkeiten, und im Endeffekt würden jedes Gebäude und auch jeder Industriebetrieb zum netzdienlichen Kraftwerk. 

Die SWW Wunsiedel GmbH ist eine Tochter der Stadt Wunsiedel. Zu den Geschäftsfeldern gehören die Strom-, Gas-, Wasserund Wärmeversorgung sowie die Sparte Telekommunikation.

RAAB Baugesellschaft mbH & Co KG & Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm, Arbeitsgruppe „Effizienz“

Energiespeicherhäuser Herzo Base – ein energieflexibles Gebäude- und Energiekonzept von morgen

In Herzogenaurach ist ein Realprojekt mit acht Plusenergiehäusern in Reihenhausbauweise entstanden, bei denen durch das Zusammenschließen der Käufer zur gemeinsamen Energieerzeugung und -nutzung effiziente Synergieeffekte entstanden sind. Das zukunftsweisende Projekt überzeugt durch ein innovatives klimaneutrales Gebäude- und Energiekonzept mit regenerativer Energietechnik. Bei der wohngesunden, umweltfreundlichen Bauweise kamen hochmoderne Baustoffe zum Einsatz. 

Den energieeffizienten Ansatz des Bauvorhabens haben Wissenschaftler der Technischen Hochschule Nürnberg (THN) entwickelt und fanden mit der RAAB Baugesellschaft, einem mittelständischen Familienbetrieb aus dem oberfränkischen Ebensfeld, einen zukunftsoffenen Partner zur Erstellung klimaneutraler Gebäude. Die Umsetzung erfolgte darüber hinaus mit Industriepartnern und dem Architekturbüro Bär Kühhorn aus Nürnberg. 

Durch Außenwände aus hochwärmedämmenden Ziegeln konnten extrem niedrige U-Werte der Gebäudehüllen von 0,13 W/(m²K) erreicht werden. „Wir haben den Ziegel mit der derzeit besten Wärmedämmung der Welt verbaut“, sagt Prof. Dr. Wolfgang Krcmar von der Fakultät Werkstofftechnik der THN und Vorsitzender der Wissenschaftlichen Leitung des Energie Campus Nürnberg (EnCN).

Das innovative Energiekonzept beinhaltet eine Systemintegration mehrerer Energieerzeuger: einer PV-Anlage mit 88 kWp mit Ost-West-Ausrichtung, Geothermie mit zwei Sole-Wasser-Wärmepumpen, sieben Tiefenbohrungen sowie thermischen und elektrischen Speichern (39 kWh-Batterien). Eine
passive Kühlung zur Raumtemperierung wurde integriert. Eine vorausschauende Regelungstechnik, auch unter Einbeziehung von Wetterdaten und -prognosen sowie eigens entwickelter Software, ermöglichen einen sinnvollen, digital optimierten Energieeinsatz. Im mehrjährigen Monitoring werden die bewohnten Gebäude, in denen einen Vielzahl von Sensoren verbaut wurden, energetisch bewertet und nachgesteuert. 

Der Reihenhauskomplex erzeugt über das Jahr mehr Energie, als er verbraucht. „Die angestrebten Werte eines Plusenergiehauses sind erreicht und zum Teil übertroffen worden“, betont Prof. Dr. Arno Dentel, Fakultät Maschinenbau und Versorgungstechnik der THN und Projektpartner im EnCN. Die wohngesunden Häuser wurden zu konkurrenzfähigen Preisen auf dem freien Immobilienmarkt verkauft. Das Gebäude ist ein Demonstrationsobjekt für nachhaltiges Bauen und ein Realbeitrag zur Energiewende. Dazu sagt die Geschäftsführerin Gisela Raab: „Die Energiepreisauszeichnung wird für uns Ansporn sein, uns weiterhin für nachhaltiges Bauen und Klimaschutz zu engagieren.“