Energieeffizienz Schweinestall. In drei Schritten den Verbrauch optimieren
Kosten sparen und gleichzeitig das Klima schonen – wenn die Energieverbräuche der einzelnen Produktionsbereiche vorliegen, lässt sich fast immer Einsparpotential aufdecken. Wie Sie den eigenen Betrieb durchleuchten, zeigt Sebastian Bönsch.
Nicht erst in der Energiekrise im Jahr 2022/23 wurde es wichtig, die eingesetzte Energie mit einer möglichst hohen Effizienz zu nutzen. Denn auch wenn der Energieverbrauch als Kostenposition in der Schweinehaltung in den letzten Jahrzehnten eine eher untergeordnete Rolle gespielt hat, ist jeder Betriebsleiter gefordert, die Kosten so gering wie möglich zu halten, um sein Unternehmen wirtschaftlich erfolgreicher zu machen.
Schritt 1: Datengrundlage schaffen
Auf vielen Betrieben »scheitert« es bereits an der Datenverfügbarkeit. Denn oft fehlt eine getrennte Erfassung des Energieverbrauchs für die vorhandenen Produktionsbereiche. Doch ausschließlich auf Basis jährlicher Abrechnungen von Energieversorgern sind einzelbetriebliche Entscheidungen nur sehr schwer bzw. gar nicht zu treffen. Denn nur ein einziger Strom- oder Gaszähler pro Betrieb erlaubt in der späteren Bewertung der Energieverbräuche kein eindeutiges Urteil über die Energieeffizienz der einzelnen Bereiche. Das gilt ganz besonders für Empfehlungen zur Eigenstromerzeugung oder einer Umstellung von Energieträgern. Auch ein überbetriebliches Benchmarking lässt sich auf dieser Basis kaum bewerkstelligen.
Viele Zähler, gute Entscheidungen. Jeder Betrieb sollte daher mit mehreren Verbrauchszählern für die einzelnen Produktionsrichtungen Ferkelerzeugung, Ferkelaufzucht und Schweinemast ausstattet sein. Besonders in der Ferkelerzeugung sollten die Bereiche Deckzentrum, Wartebereich und Abferkelbereich einzeln betrachtet werden können.
Die Datenaufnahme sollte sich am besten über mehrere Jahre erstrecken oder zumindest jede Jahreszeit einmal abbilden. Nur so lassen sich die unterschiedlichen Verbräuche in Abhängigkeit von den wechselnden jahreszeitlichen Bedingungen oder dem Produktionsrhythmus korrekt einschätzen.
Das Ablesen nicht vergessen. Entscheidend für eine komplexe Energieberatung ist aber, diese einzelnen Zähler auch in regelmäßigen Abständen abzulesen, die Zählerstände zu dokumentieren und entsprechend auszuwerten.
Häufig können trotz verschiedener Zähler nicht alle Bereiche einzeln herausgearbeitet werden. Für die Verbräuche von Werkstatt, Lagerräumen oder dem Wohnhaus, müssen oftmals Durchschnittszahlen und Erfahrungswerte angesetzt werden, um sie vom betrieblichen Verbrauch abzuziehen.
Mindestens ein Zähler
je Produktionsbereich
ist notwendig.
Schritt 2: Analyse und Vergleich
Wenn die exakten Energieverbrauchsdaten der einzelnen Produktionsbereiche aufgenommen wurden, ist der nächste Schritt ein Vergleich mit Orientierungswerten. In der Sauenhaltung entspricht ein Stromverbrauch von 300 kWh/Tierplatz und Jahr (ohne Abluftreinigung) sowie ein Heizenergieverbrauch von 900 kWh/Jahr dem Durchschnitt. Schweinemastbetriebe sollten mit 20 kWh/Tierplatz/Jahr (ohne Abluftreinigung) auskommen, ein Wert von 15 kWh ist mit entsprechenden Optimierungsmaßnahmen gut zu erreichen. Bei der Heizenergie liegt der Orientierungswert bei 50 kWh/Mastplatz und Jahr.
Vergleichbarkeit der eingesetzten Energieträger beachten. Es ist wichtig, regionale Voraussetzungen zu berücksichtigen und entsprechende Orientierungsdaten zum Vergleich heranzuziehen. Und: Bei einer monetären Bewertung sind regionale Preise pro Energieträger oft der entscheidende Größenfaktor.
Ein weiteres Problem bei der Vergleichbarkeit der Energieverbräuche sind unterschiedliche Energieträger. Gerade bei Nutzung weniger gängiger Quellen ist darauf zu achten, dass wirklich alles (Strom, Gas, Öl, Scheitholz, Hackschnitzel, etc.) mit erfasst wird und dass die Energiegehalte pro eingesetzter Menge bekannt sind. Auf der Basis können dann betriebsspezifische Verbrauchswerte pro Produktionseinheit (z. B. kWh/Liter Milch, Mastplatz oder pro Tier) errechnet werden.
Ergibt sich im Vergleich des eigenen Energiebedarfs ein großer Unterschied zu den Orientierungswerten, sollte man im Rahmen der Energieeffizienzverbesserung in die nächste Stufe einsteigen.
Schritt 3: Potential zur Verbesserung heben
In der Schweinemast ist dem elektrischen Verbrauch und in der Ferkelerzeugung dem Wärmeenergieverbrauch das Hauptaugenmerk zu schenken (Grafik 2, S. 58). Insbesondere in der Abferklung wird viel Energie benötigt. Hier ist neben der Lüftung die Ferkelnestheizung der größte Verbraucher. Die Kombination aus beidem ist entscheidend für den Wärmeenergieverbrauch in der Ferkelerzeugung. Daher muss bereits bei der Planung auf einen sparsamen Umgang sowie die richtige Wahl des Energieträgers geachtet werden. Aus energetischer Sicht ist eine Ferkelnestabdeckung zwingend, um so die Schaffung von Mikroklimazonen zu ermöglichen. Vor allem wenn man sich bewusst macht, dass in allen Bereichen der Schweinehaltung etwa 70 % der Wärmeenergie über die Lüftung zum Teil ungenutzt verloren gehen (Grafik 1, S. 56). Um die Verluste so gering wie möglich zu halten, ist eine an die Jahreszeiten angepasste Lüftungseinstellung entscheidend. Immer wieder ist jedoch zu beobachten, dass die Ersteinstellung der Lüftung durchgehend beibehalten wurde.
Der zweitgrößte Faktor für Wärmeverluste ist die Stalldecke. Hier kann mit Dämmung einiges erreicht werden. Wählt man eine Isolierdicke von 80 statt 40 mm und verringert damit den U-Wert von 0,6 auf 0,3, so sinkt der jährliche Energiebedarf um gut 25 000 kWh für einen Stall mit 1 000 m2 Größe (Übersicht 1, S. 56). Bei einem Gaspreis von 5 Ct/kWh lassen sich so jährlich 1 275€ sparen. Liegt der Gaspreis bei
15 Ct/kWh, sind es sogar 3 800 €/Jahr. Je nach Energiepreis amortisiert sich die Investition also bereits nach 2 bis 6 Jahren.
Mit etwa zwei Drittel der Stromkosten macht die Lüftung den größten Energieverbrauch in der Schweinemast aus. Ist eine Abluftreinigungsanlage (Kasten) verbaut, erhöht sich das Verhältnis noch weiter. Somit ist es enorm wichtig, dass schon bei der Planung im Bereich des Stallklimas auf einen sparsamen Umgang mit dem Betriebsmittel Strom geachtet wird. Die einzelnen elektrischen Verbraucher sowie deren Steuerungstechnik sollten aber auch in bestehenden Ställen genauer betrachtet werden. Frequenzumrichter sollten heutzutage auf jeden Fall in allen Schweineställen Stand der Technik sein. Allein ihr Einsatz reduziert den Stromverbrauch der Lüftungsventilatoren um mehr als die Hälfte. Durch EC-Technologie sind weitere Einsparungen möglich. Beide Regeltechniken lassen sich nachrüsten und amortisieren sich in der Regel nach wenigen Jahren. Bei einem Stall mit zehn Ventilatoren bedeutet das, dass die Mehrkosten für moderne Technologie bereits nach rund zwei Jahren durch die geringeren Stromkosten wieder eingespart wurden (Übersicht 2).
Abluftreinigung
In der Schweinemast werden 20 bis 25 kWh/Tierplatz und Jahr an Stromenergie verbraucht. Sobald eine Abluftreinigungsanlage installiert wird, kommen weitere Energiekosten hinzu. Je nach Anlage muss von 15 bis 30 kWh Energieverbrauch je Tierplatz allein für die Abluftreinigung ausgegangen werden. Damit macht Strom etwa 45 % der Betriebskosten einer solchen Anlage aus. Rund 30 % der Kosten enstehen durch den Verbrauch der Pumpen, die Ventilatoren verursachen 15 % der Stromkosten.
Vor dem Hintergrund der novellierten TA Luft wird das spätestens ab Ende 2026 viele große BImSch-Anlagen betreffen. Ist diese Investition unvermeidbar, sollten betroffene Betriebe ihre Energieversorgung auf den Prüfstand stellen, um die laufenden Kosten für die Abluftreinigung so gering wie möglich zu halten.
Ferkelnester sind häufig mit einer Fußbodenheizung ausgestattet. Für deren Energieverbrauch sind die zugehörigen Umwälzpumpen nicht unbedeutend. Manuell schaltbare Pumpen verfügen über drei Leistungsstufen: 28 W, 38 W und 48 W. Bei einem Betrieb an 300 Tagen im Jahr (7 200 Stunden) und Stromkosten von 25 Ct/kWh verursacht eine Umwälzpumpe auf Stufe 1 Kosten von 50 €/Jahr, auf Stufe 2 sind es 68 €/Jahr und auf Stufe 3 rund 86 €/Jahr. Für die meisten Abferkelbuchten ist der Betrieb auf Stufe 1 oder 2 völlig ausreichend, nicht selten sind sie allerdings auf die höchste Stufe eingestellt. Eine Ersparnis von 18 bis 36 €/Pumpe/Jahr sind also unter Umständen möglich. Ob Stufe 1 oder 2 im konkreten Fall die richtige Einstellung ist, lässt sich durch einen Temperaturcheck im jeweils hintersten Ferkelnest überprüfen. Neue Umwälzpumpen sind elektronisch gesteuert. Sie nehmen die optimale Einstellung automatisch ein und sparen so von vornherein Strom.
Eigenstromerzeugung im Hinterkopf haben
Neben steuerungstechnischen Umbauten oder auch baulichen Änderungen sollte ebenfalls bereits im Vorfeld genau geschaut werden, welche Primärenergien (Öl, Gas, etc.) eingesetzt werden, welche Alternativen zur Verfügung stehen oder auch welche Verträge gegebenenfalls zu überprüfen sind. Außerdem sollte man immer klären, ob für den Standort eine Eigenstromerzeugung über Photovoltaik (PV) oder bei gleichzeitigem Wärmebedarf auch über ein Blockheizkraftwerk (BHKW) sinnvoll sein kann.
Hierzu ist es wichtig, dass die Grundlast bzw. die Verbräuche pro Stunde bekannt sind. Je detaillierter die Verbrauchsaufzeichnungen erfolgen, umso genauer lassen sich Berechnungen zur Größe und zum Umfang von PV oder BHKW anstellen. Auch sollte bei schon vorhandenen PV-Anlagen unbedingt eine Umstellung auf Eigenverbrauch geprüft werden und zudem die Restlaufzeit der EEG-Vergütung nicht außer Acht gelassen werden.
Bei den aktuell sehr volatilen Märkten sind die Bezugskosten allerdings der größte Einflussfaktor auf die Energiekosten. Die Restlaufzeiten der abgeschlossenen Verträge sollten Sie regelmäßig überprüfen und gegebenenfalls über einen Lieferantenwechsel nachdenken.
Lieber selber rechnen, als vom Nachbarn abschauen. Vom Grundsatz her kann jeder Betrieb Energie noch effizienter einsetzen. Dennoch handelt es sich bei jeder Energieberatung um eine betriebsindividuelle Betrachtung. Nur weil der Nachbar eine PV-Anlage gebaut oder ein Erdgas-H2-ready-BHKW installiert hat, muss das nicht für den eigenen Betrieb sinnvoll bzw. wirtschaftlich sein. Die einzelnen Betriebe lassen sich durch die unterschiedlichen äußeren und inneren Gegebenheiten nur schwer miteinander vergleichen.
