Energie: 2. Teil

Elektrische Energie sparen und Kosten senken

Energie ist begrenzt und sehr kostbar. Zwei Drittel der eingesetzten Primärenergien gehen als Verluste oder beim Verbraucher durch ineffi ziente Anwendungstechnologien verloren. Je nach Ausrichtung des Betriebes kann der Landwirt in der Stallklimatisierung, der Melkerei, der Milchkühlung und der Heubelüftung am effektivsten Strom sparen.

Seit 2002 gibt es in der Schweiz Effi zienzvorschriften für einzelne Elektrogeräte. Mitte 2009 hat der schweizerische Bundesrat neue Effi zienzvorschriften für Elektrogeräte verabschiedet. Sie umfassen eine generelle Vorschrift für alle Elektrogeräte über den Stromverbrauch im Bereitschafts- und Aus-Modus sowie Verbrauchsvorschriften für verschiedene Gerätekategorien im Haushaltsbereich. Für strombetriebene Anlagen in der Landwirtschaft ist es schwierig, aktuelle Vergleiche zur Energieeffi zienz zu fi nden. Vielfach ist der Landwirt beim Kauf von Elektrogeräten und -maschinen auf die Herstellerangaben angewiesen. Grundsätzlich gibt es zwei Wege, den Energieverbrauch zu senken. Einerseits, durch intelligente Steuerung die Betriebszeit oder den Leistungsbedarf zu reduzieren, andererseits durch Energiegewinnung, indem der Wirkungsgrad erhöht oder die anfallenden Wärmeverluste genutzt werden. Das Stromsparpotenzial eines Landwirtschaftsbetriebes ist von vielen Faktoren abhängig. Die angeschlossenen Verbraucher bei Hühner- oder Schweinehaltungsbetrieben unterscheiden sich erheblich gegenüber Gemüsebau- oder Milchviehbetrieben. In intensiven Tierhaltungsbetrieben ist das Sparpotenzial bei der Stallklimatisierung zu suchen. Milchviehbetrieben bieten sich die grössten Einsparmöglichkeiten in der Heisswasserbereitstellung, der Milchkühlung sowie der Heubelüftung. Bei der Beleuchtung ist das Sparpotenzial auf den meisten Landwirtschaftsbetrieben eher gering. Der mögliche finanzielle Nutzen bei Energiesparmassnahmen muss immer langfristig betrachtet werden. Verschiedene Faktoren weisen darauf hin, dass zukünftig die Preise für elektrische Energie steigen werden. Daher kann sich eine energiesparende Investition mittelfristig lohnen. Für eine korrekte Kalkulation muss die Tarifstruktur des Stromlieferanten berücksichtigt werden.

Welchen Einfluss hat die Tarifgestaltung?

Für die Beantwortung dieser Frage ist es erforderlich, die Tarifgestaltung beim Strom etwas genauer zu betrachten. Je nach Elektrizitätsversorgungsunternehmen (EVU) wird ein Grundpreistarif (GPT) oder ein Leistungspreistarif (LPT) angewendet. Beim GPT wird vielfach, unabhängig vom Verbrauch, ein Grundpreis pro Jahr und Bezüger verrechnet. Dazu kommt pro kWh ein Arbeitspreis im Hochtarif (HT) respektive im Niedertarif (NT) hinzu. Diese beiden Komponenten stellen den wesentlichen Teil der Kosten bei der Grundpreistarifi erung dar. Beim LPT wird kein oder ein kleinerer Grundpreis verrechnet. Dazu kommt auch ein etwas niedriger Arbeitspreis als beim GPT. Zusätzlich wird die Leistungsspitze mit dem «Maximumzähler» während 15 aufeinanderfolgenden Minuten registriert. Der höchste viertelstündige Wert einer Ableseperiode (1 Monat bis 6 Monate ) wird hinzu gerechnet. Für einen Landwirtschaftsbetrieb mit einigen wenigen Verbrauchsspitzen können solche «Maximumzähler» die Ursache für hohe Stromkosten sein.

Kostenvergleich einer energiesparenden Investition an der Heubelüftungsanlage

Annahme: Durch den Einbau von Sonnenkollektoren bei eine Heubelüftungsanlage können 1000 kWh im Hochtarif und 200 kWh im Niedertarif eingespart werden. Gleichzeitig verursacht die höhere Lüfterleistung eine Erhöhung des Leistungsbezugs um 2 kW im Sommerhalbjahr.

Was hat eine Mittagsstromsperre mit dem Energiesparen zu tun?

Einzelne EVU’s sperren während der Mittagszeit die Heubelüftungen, weil die Haushaltungen beim Kochen die Elektrizitätsnetze stark belasten. Nach Berechnungen der Eidg. Forschungsanstalt ART in Tänikon reduziert sich, bei einer Stromsperre von 1½ Stunden in der Mittagszeit, die Trocknungsleistung einer Heubelüftung um 17 bis 25 Prozent. Dieser Ausfall an Ventilatorlaufzeit während der optimalen Trocknungszeit erfordert zwangsläufi g eine längere Laufzeit zu weniger günstigen Zeiten und sollte besonders bei der Berechnung einer Sonnekollektoranlage mitberücksichtigt werden.

Grosse Betrieb verbrauchen weniger elektrische Energie

Eine Erhebung des Verband für Landtechnik St. Gallen zeigt klare Tendenzen auf. Die Ergebnisse decken sich in etwa mit Angaben aus anderen Quellen. In Milchviehbetrieben sinkt die installierte Leistung in kW je GVE mit steigender Betriebsgrösse. Ebenfalls sinkend ist der Stromverbrauch je GVE.

Mögliche Sparpotenziale

Beleuchtung

Wie bereits erwähnt, ist das Energiesparpotenzial bei der Beleuchtung auf den Landwirtschaftsbetrieben nicht gross. Der Energieverbrauch für die Beleuchtung beläuft sich nur auf zirka 5 Prozent, und vielfach werden bereits Leuchtstoffl ampen mit einem hohen Wirkungsgrad eingesetzt. Dort, wo noch Standardglühbirnen die Ställe beleuchten, können diese gegen Kompaktleuchtstoffbirnen (Energiesparlampen) ausgetauscht werden. Diese halten länger, haben dieselbe Leuchtkraft bei geringerer Wattleistung und verbrauchen 60 Prozent weniger Energie. Damit sind sie, trotz des höheren Preises, eine lohnende Alternative zur herkömmlichen Glühbirne. Leuchtstoffröhren mit 38 mm Durchmesser können mit 26-mm-T8- Triphosphor-Leuchtstoffröhren ersetzt werden. Diese bringen 50 Prozent mehr Licht und verbrauchen weniger Energie. Die neuste Leuchtstoffröhrengeneration T5 mit 16 mm Durchmesser erreicht eine zusätzliche Energieeinsparung. Bei «Röhrenlampenfassungen » der Bauart vor zirka 1975 ist es allenfalls nötig, gleichzeitig den Starter durch einen elektronischen Typ zu ersetzen. Gemäss Meldungen aus der Praxis kann es sonst beim Einschalten zu lästigem «Flackern» kommen, dies wiederum verkürzt die Lebensdauer der «Röhrenlampe».

Vakuumpumpen

Die konventionellen Melkanlagen wurden absichtlich mit überdimensionierten Vakuumpumpen ausgestattet. Sie sind so ausgelegt, dass der höchste erwartete Vakuumbedarf erzeugt werden kann. Energiesparender ist, nur das gerade benötigte Vakuum zu erzeugen. Voraussetzung hierfür sind Vakuumpumpen mit Drehzahlregulierung. Standardvakuumpum pen laufen dauernd mit voller Leistung, während Pumpen mit variabler Drehzahl die Motorenleistung dem tatsächlichen Vakuumbedarf anpassen. Dazu ist die Installation einer Frequenzsteuerung nötig. Diese verändert die Motorengeschwindigkeit so, dass die Pumpe nur das nötige Vakuum erzeugt. Damit wird der Energieverbrauch um bis zu 60 Prozent reduziert, zusätzlich werden Lärm und Erhitzung deutlich verringert.

Milchkühlung

Die schnelle und effektive Kühlung der Milch ist unentbehrlich für eine optimale Milchqualität. Das Betreiben eines effektiven Milchkühlsystems kann den Energieverbrauch und damit die Betriebskosten drastisch senken. Geht es um Milchkühlung, gibt es keine allgemeingültige Lösung. Bei der Anschaffung sind einige Punkte von Bedeutung. Die wichtigste Frage ist, wie viel Milch wird auf welche Lagertemperatur gekühlt, und kann die anfallende Wärmemenge genutzt werden. Es gibt verschiedene Methoden und Systeme zur Milchkühlung. Entweder wird die Milch komplett im Tank gekühlt, oder sie wird vorgekühlt. Durch die Vorkühlung mit einem Plattenkühler und Wasser verringert sich der Strom- und Leistungsbedarf des elektrischen Kühlsystems deutlich. Kann das durch die Vorkühlung erwärmte Wasser wieder verwendet werden, entsteht ein zusätzlicher Nutzen. Die elektrische Hauptkühlung kann je nach Bedarf mit oder ohne Wärmerückgewinnung und mit direkter Kühlung und oder mit einem Eisspeicher ausgestattet werden. Direkte Kühlung im Tank erfordert eine hohe Leistung für das Herunterkühlen der Milch. Eisspeicher benötigen eine niedrigere Leistung über längere Zeit, um einen Vorrat an Eiswasser und Eis zu produzieren. Zudem kann das Eiswasser nachts während der günstigen Niedertarifzeit produziert werden. Bei Eisspeicher sowie Wärmerrückgewinnung ist der Stromverbrauch ein wenig höher. Die Investitionskosten für die Milchtanks sowie der Kühlungskomponenten variieren erheblich je nach Systemkonfi guration. Der Stromverbrauch und der Leistungsbedarf sowie die Energieeffi zienz sind von vielen Faktoren abhängig. Bei der Anschaffung einer Milchkühlung lohnt es sich, einen Kältetechnikspezialisten beizuziehen und eine Gesamtkostenrechnung zu erstellen.

Grossraumventilatoren

Die Grossraumventilatoren in Milchviehställen werden eingesetzt, um eine Luftbewegung zu erzeugen. Tests oder Datenblätter über Volumenkennlinien im Verhältnis zum Energieverbrauch sind vielfach nicht vorhanden. Aerodynamisch geformte Propellerblätter und ein strömungstechnisch optimiertes Ventilatorengehäuse können ein Hinweis auf die Effi zienz sein. Der Direktantrieb hat den besten Wirkungsgrad, gefolgt von Flachriemen. Bei Keilriemenantrieben können die Verluste bis zu zwanzig Prozent der Ventilatorleistung ausmachen. Eine sachgemässe Wartung, wie zum Beispiel das Nachspannen von Riemen und die regelmässige Reinigung reduzieren den Energieaufwand.

Heubelüftung

Eine optimal geplante Anlage ist Voraussetzung für einen energiesparenden Betrieb. Steuergeräte auf Microprozessorbasis der Firma Agrovida überwachen den Heustock und steuern den Trocknungsprozess. Dabei wird die Feuchtigkeit und Temperatur der Zu- und Abluft verglichen. Je nach Situation wird auf Intervallbetrieb umgeschaltet. Die vollautomatische Steuerung passt die Intervallzeiten laufend dem Trockensubstanzgehalt des Futters an. Die Steuerung verhindert eine Übertrocknung, und mittels automatischer Nachkontrolle wird eine Nachgärung verhindert. Praxiserfahrungen zeigen, dass sich dadurch die Laufzeit der Heubelüftung über 30 Prozent reduzieren 14 lässt. Von der Forschungsanstalt Agroscope ART in Tänikon sind zum Thema Heubelüftung ausführliche Publikationen erhältlich. Die FAT-Berichte Nrn. 406, 407, 430 und 478 geben über sämtliche Komponenten einer Heubelüftungsanlage ausführlich Auskunft.

Energie sparen ohne zu messen, kann man vergessen

Soll bei Lüftungs- oder Milchkühlanlagen eine hohe Gesamteffizient erreicht werden, genügt es nicht, die besten verfügbaren Komponenten einzusetzen. Ein Betriebsstundenzähler ist zu empfehlen. Wird die Laufzeit der Anlagen aufgezeichnet, so werden Veränderungen erkannt. Solche Veränderungen können ein Hinweis auf technische Mängel oder Verluste beim Wirkungsgrad sein.

Felix Düring, Präsident VLT SG, Niederbüren