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Lichtmanagementsystem für LED-Außenbeleuchtung

Wegen ihrer Langlebigkeit und dem geringen Energieverbrauch ersetzen LED-Leuchten vielerorts herkömmliche Außenbeleuchtung. Besonders effizient sind LED-Leuchten in Kombination mit Lichtmanagementsystemen, die zentral Wartung und Energieverbrauch steuern. Solche Systeme sind aber noch kaum im Einsatz.

bnNETZE installiert deshalb eine Musteranlage auf dem Hauptparkplatz der badenova in Freiburg, um so langfristige Erfahrungswerte zu gewinnen. Dabei kommt das Telemanagementsystem CityTouch der Firma Philips zum Einsatz, das bisher nur für einzelne Pilotanlagen verfügbar ist. Über eine zentrale Software und Funkverbindung können die Betreiber jede einzelne Lampe steuern, überwachen, und ihre Helligkeit an die jeweiligen Erfordernisse anpassen. So kann das System die Lichtstärke je nach Tageszeit regulieren oder bestimmte Bereiche nach Bedarf schwächer oder stärker ausleuchten. Die engmaschige Überwachung erlaubt es auch, Wartungsarbeiten langfristig vorauszuplanen oder ausfallende Lampen sofort zu ersetzen. Messwerte zu Energieverbrauch und -einsparungen stehen jederzeit zur Verfügung.

Das Projekt testet verschiedene LED-Leuchten und wertet im Monitoringzeitraum Daten aus zu Ausfällen, Lebensdauer und Energieverbrauch. In mehreren Veranstaltungen präsentiert bnNETZE das System und ihre Erfahrungen und bietet mit ihrer Musteranlage interessierten Firmen und Gemeinden eine Anlaufstelle.

Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt

  • Die Technik und die nötigen Nachrüstungen dazu sind noch relativ kostenintensiv und aufwendig. Bis die Anlage funktionsfähig ist bedarf es eines hohen Aufwandes und technischer Unterstützung des Herstellers. Allerdings ist auch eine erhebliche Einsparung des elektrischen Energiebedarfs möglich.
  • Die Kompatibilität der verschiedenen Leuchten zur Steuerung und Abfragen der Gegebenheiten ist noch stark eingeschränkt und bedarf noch einer Verbesserung.
  • Die Prozessvereinfachungen, Steuerung, Dokumentation und die Auswertungs-möglichkeiten des Systems sind sehr gut und würden eine höhere Produktivität zur Folge haben.

Projektdaten

Projektnummer 2015-01
Projektart Bau und Anwendung
Projektträger bnNETZE GmbH
Laufzeit September 2014 bis Dezember 2016
Zuschuss 16.730

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Reallabor positive Klimabilanz in (kommunalen) Betrieben
Freiburg

Reallabor positive Klimabilanz in (kommunalen) Betrieben

Es werden eine Vielzahl von Modulen zur Emissionsreduktion und der Schaffung von Kohlenstoffsenken in kommunalen Betrieben am Beispiel des Mundenhofs erarbeitet. Die Klimawirksamkeit dieser Maßnahmen wird quantifiziert und dokumentiert, sodass sie einzeln oder beliebig kombiniert von Kommunen oder Betrieben repliziert werden können. Der Tier-Natur-Erlebnispark Mundenhof ist mit einer Fläche von 38 ha das größte Tiergehege Baden-Württembergs mit einem hohen Aufkommen an organischen Reststoffen wie Mist, Laub und Grünschnitt. Diese Reststoffe werden bisher zu großen Teilen extern entsorgt, verbunden mit hohem Aufwand und Kosten. Die interne Verwertung dieser organischen Rest- und Abfallstoffe zu Pflanzenkohle, Nährhumus, sowie hochwertigen Pflanzsubstraten könnte einen wichtigen Beitrag zu den Klima- und Umweltschutzanstrengungen sowie betriebswirtschaftlichen Zielen des Mundenhofs liefern. Zu Beginn des Projekts wird eine Klimabilanz des Mundenhofs erstellt. Dabei werden Potenziale zur Emissionsreduktion sowie zur Schaffung von Kohlenstoffsenken identifiziert und daraus die entsprechenden Module entwickelt. Deren Umsetzung wird es dem Betrieb ermöglichen, einen maximalen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Ein Kernelement ist Pflanzenkohle, die durch Pyrolyse aus den organischen Reststoffen hergestellt wird. Beim Verrotten oder Verbrennen dieses Materials würde aller in der Biomasse gespeicherte Kohlenstoff wieder in die Atmosphäre entweichen, wohingegen bei der Pyrolyse die Hälfte des Kohlenstoffs in der Pflanzenkohle erhalten bleibt – in einer Tonne Pflanzenkohle ist der Kohlenstoff von rund drei Tonnen CO2 gespeichert. Im vorliegenden Projekt wird exemplarisch gezeigt, wie mithilfe der gezielten Anwendung von Pflanzenkohle verschiedene Prozesse und Produkte optimiert werden, um eine kohlenstoffeffiziente Verwertung und Nutzung von Reststoffen sowie eine möglichst hohe Nährstoffrückführung zu gewährleisten. Dazu wird die Pflanzenkohle zum Beispiel in der Kompostierung eingesetzt. Diese praktischen Anwendungen von Pflanzenkohle werden öffentlichkeitswirksam durchgeführt. So wird demonstriert, wie gesteigerte Bodenqualität, Humusaufbau und damit eine Resilienz gegenüber den Folgen des Klimawandels erzielt werden können. Dabei wird bei jeder Anwendung Kohlenstoff langfristig gespeichert und ein aktiver Beitrag zum Klimaschutz geleistet. Die Maßnahmen sind für verschiedene Sektoren konzipiert, so wird ein wesentlicher Teil zur Anwendung in der Landwirtschaft (Tierhaltung, Acker- und Gartenbau) entwickelt werden, aber auch neue Ansätze für Straßenbegleitgrün, kommunale Grünflächen oder Baumschulen werden präsentiert. Da der Betrieb des Mundenhofs aber auch Gebäude, Gastronomie und Logistik umfasst, werden im Sektor Energie und Logistik ebenfalls mögliche Wege zur Emissionsreduktion v.a. durch Effizienzverbesserungen und den weiteren möglichen Einsatz von erneuerbaren Energien aufgezeigt. Darüber hinaus können Anwendungen in Baumaterialien wie klimaneutralere Putze, Beton oder Asphalt demonstriert werden. Insgesamt ergibt sich ein anschauliches und schlüssiges Bild, wie ein kommunaler Betrieb seinen Fußabdruck über vielschichtige Ansätze soweit reduzieren kann, dass über den Aufbau von Kohlenstoffsenken in einer Netto-Gesamtbetrachtung eine positive Klimabilanz erreicht werden kann. Aufgrund seiner Struktur und Gegebenheiten steht der Mundenhof dabei exemplarisch als komplexer kommunaler Betrieb, dessen Gegebenheiten auch Aspekte landwirtschaftlicher Betriebe, Stadtteile und Kommunen abbilden. Die einzelnen Module sowie das Gesamtkonzept sind deshalb übertragbar. Der modulare Aufbau des Projektes gestattet anderen Akteuren, passende Bausteine einzeln oder in Kombination zu übernehmen. Somit werden verschiedene Elemente angeboten, die über ein Informations- und Schulungsangebot verbreitet werden und so den Weg zur Klimaneutralität individuell gestaltbar und vor allem realistisch planbar machen.

Verwertung biogener Abfälle zur Erzeugung stofflicher, thermischer und elektrischer Energieträger und deren Nutzung
Freiburg

Ein geschlossener Energiekreislauf für die Deponie Eichelbuck

Während auf der Deponie Eichelbuck im Freiburger Mooswald früher Haushaltsmüll entsorgt wurde, ist die Anlage heute für Grünabfälle aller Art zuständig. Dieser Wandel wirkt sich auch auf die Energieversorgung der Anlage aus, die momentan durch zwei mit Deponiegas betriebene Mikrogasturbinen erfolgt. Deponiegas entsteht beim biologischen und chemischen Abbau von organischem Abfall. Dieser fällt jedoch in unvorbehandelter Form in deutschen Deponien nicht mehr an, so dass die Menge an Deponiegas stetig zurückgeht. Deshalb müssen sich die Deponiebetreiber nach neuen lokalen und umweltfreundlichen Energiequellen umsehen. Grünabfälle, wie sie am Eichelbuck verarbeitet werden, bieten dieses Energiepotential. Bisher trennte man auf der Anlage Grünabfall in holziges Material für die Zufeuerung in der eigenen Hackschnitzelanlage und erdiges Material, das in der Landwirtschaft ausgebracht wurde. Eine Pyrolyseanlage und eine verbesserte Hackschnitzelanlage sollen in Zukunft die Grünabfälle ökologisch und wirtschaftlich effizienter nutzbar machen. Pyrolyseverfahren wurden schon in mehreren Innovationsfondsprojekten erprobt. Sie eignen sich besonders für Materialien, die nicht auf herkömmliche Weise zu Biogas vergärbar sind. In der Freiburger Anlage sind das beispielsweise Grünschnitt, Pferdemist und diejenigen Holzreste, die sich nicht für Holzhackschnitzel eignen. Im Pyrolyseofen verschwelt die Biomasse unter großer Hitze und ohne Sauerstoffzufuhr zu Verbrennungsgas und Biokohle. Biokohle ist vielseitig einsetzbar und anders als die ursprüngliche Biomasse leicht, kompakt und somit einfach zu transportieren. Beigemengt zum Substrat in Biogasanlagen, erhöht sie die produzierte Gasmenge. Auch der aus Speiseresten auf dem Eichelbuck hergestellte Kompost verbessert mit Biokohle sein Nährstoffprofil. In den Boden eingebracht – direkt oder im angereicherten Kompost oder Gärrest – verbessert Biokohle die Bodenqualität, erhöht den Ertrag und verringert den Bedarf von Kunstdüngern. Die Abwärme der Pyrolyseanlage trocknet die auf der Anlage produzierten Hackschnitzel. In Zukunft ersetzt ein Hackschnitzel-BHKW eine der Mikrogasturbinen, deren Einsatz durch das schwindende Deponiegas nicht mehr rentabel ist. Die Hackschnitzelanlage verfügt mit einer extern gefeuerten Heißgasturbine über eine innovative, noch wenig eingesetzte Technologie. In der Anlage verbrennen die Hackschnitzel zu Asche und heißem Abgas, das indirekt über einen Wärmetauscher die Zuluft der Turbine erhitzt. Verunreinigtes Rauchgas und saubere Turbinenluft bleiben so getrennt; ein Verfahren das den schnellen Verschleiß durch Abgaspartikel verhindert. Die Hackschnitzelanlage wiederum liefert Abwärme für die Speiseresteaufbereitungsanlage. In einigen Jahren wird auch die zweite Mikrogasturbine durch eine Heißluftturbine ersetzt, die zusätzlich Strom und Wärme aus regenerativen Energien liefert. Angereichert mit Biogas, kann das restliche Deponiegas im BHKW Landwasser verbrannt werden; ein Verfahren das bereits durch ein weiteres Innovationsfondsprojekt erprobt ist. Pro Jahr spart das Konzept 2.600 Tonnen CO2 ein. Mit dem aufeinander und auf die vorhandenen Abfallstoffe abgestimmten Energiekreislauf zeigt die Deponie den Weg auf von der Müllverarbeitung des 20. zur der des 21. Jahrhunderts.