Viele Unternehmen in der Ernährungsindustrie decken schon seit langem einen Teil ihres Strom- und Wärmebedarfs durch eigene Erzeugung selbst ab. Dazu zählen insbesondere energieintensive Unternehmen wie Brauereien und Molkereien. Die Erzeugung von Strom und Wärme in einer Kraft-Wärme-Kopplungs-(KWK)-Anlage hilft nicht nur unmittelbar Kosten zu sparen. Auch wird die zukünftige Entwicklung der Stromkosten für Unternehmen besser kalkulierbar, da eine größere Unabhängigkeit von Strompreisschwankungen durch Markt und Gesetzgebung entsteht. Wird in manchen Stunden des Jahres sogar mehr Strom erzeugt als selbst benötigt wird, kann der Überschuss ins Netz gespeist werden, was zusätzliche Einnahmen generiert.
Jedoch hängen diese Kostenvorteile auch von Faktoren ab, die jenseits des Einflussbereichs der Unternehmen liegen. Hierzu zählen die wirtschaftlichen und politischen Rahmenbedingungen, insbesondere Brennstoffpreise, Steuern und Umlagen.
Eine Großmolkerei in Süddeutschland stand vor der Herausforderung, einen ihrer älteren Dampfkessel zu ersetzen. Die naheliegende Lösung war eine einfache Modernisierung der Dampfkesselanlage. Parallel kamen die Betreiber auf die Idee, den Dampfkessel stattdessen durch eine Gasturbine mit Abhitzekessel und Zusatzfeuerung zu ersetzen. Zusammen mit einer bereits vorhandenen Dampfturbine würde so eine Gas- und Dampfturbinenanlage (GUD-Anlage) entstehen, die sich durch hohe Wirkungsgrade und eine hohe Flexibilität im Betrieb auszeichnet. Mithilfe einer GUD-Anlage könnte die Molkerei einen größeren Anteil ihres Strombedarfs selbst erzeugen.
Die Molkerei hat bereits Erfahrung mit eigener Stromerzeugung. Der Dampf, den ihre Dampfkessel erzeugen, wird zum Teil in einer Dampfturbine entspannt, wodurch er auf ein in der Produktion benötigtes Temperatur- und Druckniveau abgesenkt wird. Aus der Rotationsenergie der Dampfturbine wird elektrische Energie erzeugt, die einen Teil des Strombedarfs der Molkerei deckt. Der restliche benötigte Strom wird zugekauft. In Zeiten steigender Strompreise erschien die Option einer höheren Eigenproduktion mittels eines GUD-Konzepts durchaus attraktiv.
Den Vorteilen der GUD-Anlage stehen jedoch die höheren anfänglichen Investitionen gegenüber. Auch stellt sich die Frage, wie sich ihre langfristigen Betriebs- und Verbrauchskosten im Vergleich zu einer einfachen Modernisierungslösung verhalten. Schließlich fragten sich die Entscheider auch, welchen Einfluss schwankende Rahmenbedingungen auf die Wirtschaftlichkeit haben würden. Um ihre Investitionsentscheidung auf ein robustes Fundament zu stellen, beauftragte die Molkerei TÜV Süd mit einer Wirtschaftlichkeitsanalyse.
Die TÜV-Experten ermittelten zunächst die Lastgänge für beide Zukunftskonzepte. Der künftige Bedarfslastgang der Molkerei für Strom und Wärme konnte aus den Vorjahreswerten abgeleitet werden – unter Berücksichtigung geplanter Produktionssteigerungen und einer veränderten Bedarfssituation aufgrund eines neuen mechanischen Verdampfers, der den Dampfbedarf reduziert. Aus diesem Bedarfslastgang entwickelten die Ingenieure je einen Erzeugungslastgang für das Modernisierungskonzept und das GUD-Konzept sowie je eine Jahresenergiebilanz. Die Gegenüberstellung der beiden Bilanzen zeigte: Die GUD-Anlage erfordert zwar etwas mehr Brennstoff, um den Dampfbedarf zu decken, produziert gleichzeitig jedoch fast doppelt so viel Strom wie die bestehende Dampfturbinenanlage.
