Die Bio-Frosterei als Batterie

Die Bio-Frost Westhof GmbH auf dem Weg in die Klimaneutralität 

1.160 t/a

CO2-Einsparung

 

Zusammenfassung des Projektes

Unter dem Namen „Fabrik 4.0“ stellt der Westhof die neue Bio-Frosterei mit einem modernen Hochtemperatur-Stahlspeicher vor. Dieser versorgt die neue Produktionsstätte zu jeder Zeit mit genügend Energie und bezieht immer dann Strom aus dem öffentlichen Netz, wenn ein Überangebot an Strom vorhanden ist. Netzspitzen werden somit ausgeglichen und die optimale Nutzung des regionalproduzierten grünen Stroms wird erreicht. 

Das Vorhaben zeigt, dass Unternehmen bei der Konzeption von Industrieanlagen mit hohem Energiebedarf durch eine netzdienliche Infrastruktur einen wertvollen Beitrag zur Energiewende leisten können. Die neue Bio-Frosterei nimmt dabei eine Vorreiterrolle für die klimaneutrale Industrie der Zukunft ein. 

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Ausgangssituation

Der Westhof stellt die Weichen in eine erfolgreiche Zukunft. Die steigende Nachfrage nach Bio-Produkten und der eigene Anspruch an eine ressourcenschonend und CO2-neutrale Produktion waren ausschlaggebend für die Planung und den Bau der neuen Bio-Frosterei auf dem firmeneigenen Gelände. Um diesem Anspruch gerecht zu werden, wurde ein innovatives Energiekonzept entwickelt. 

Für die energieintensive Produktion des Tiefkühlgemüses soll ausschließlich Strom aus erneuerbaren Quellen genutzt werden. Ein Teil der Energie soll dabei durch eine Photovoltaikanlage auf dem Dach der Bio-Frosterei produziert werden. Der verbleibende Energiebedarf soll ausschließlich über den Bezug von Ökostrom aus externer Produktion abgedeckt werden. 

Mit dem Bau der Bio-Frosterei setzt der Westhof auf ein ambitioniertes Ziel: Die Produktion sollte netzdienlich, ressourcenschonend und CO2-neutral zu jeder Zeit im Jahr erfolgen. 

Herausforderungen

Auch wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht, darf die Frosterei ihren Betrieb nicht einstellen. Eine wesentliche Herausforderung sowohl am Westhof als auch für das Gelingen der Energiewende ist die optimale Nutzung der fluktuierenden Stromproduktion von Photovoltaik- und Windenergieanlagen. Die Fähigkeit, elektrische Energie zu speichern, wenn sie momentan nicht benötigt wird, um sie später effektiv einzusetzen, ist eine wichtige Säule der Energiewende. 

Die wesentliche Herausforderung lag in der Auswahl und Dimensionierung der richtigen Speichertechnologie. Diese beiden Faktoren sind entscheidend, um die Herausforderung erfolgreich zu meistern, ohne dabei nachgelagerte Prozesse zu stören. Die Speichertechnologie muss so dimensioniert werden, dass sie eine effiziente Wärmeübertragung durch das System gewährleistet. 

Kostenvorteil

Um die Durchführbarkeit und Dimensionierung des Projektes zu prüfen, wurde eine Studie in Auftrag gegeben. Diese Studie wurde von der WTSH als förderfähig anerkannt und mit Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) zu 50 % oder in Höhe von 387.158,50 € anteilig gefördert. Im Rahmen dieser Durchführbarkeitsstudie wurde die Skalierung des Systems auf 40 MWh und die Integration des Hochtemperaturspeichers in die Frosterei der BIO-FROST Westhof GmbH untersucht. 

Lösungsansatz

Als Teil des innovativen Energiekonzepts wurde in der neuen Produktionsstätte ein moderner Hochtemperatur-Stahlspeicher installiert. Dieser bezieht Strom aus dem öffentlichen Netz bei Überangeboten, um Netzspitzen auszugleichen, und speichert die diskontinuierlich auftretende elektrische Energie aus Wind und Sonne, um sie anschließend in Form von kontinuierlicher Hochtemperaturwärme (Dampf) den Fertigungsprozessen zuzuführen. Dies ermöglicht eine netzdienliche Produktion und ein Zusammenspiel von innovativen Produktionsprozessen, Speichertechnologien und lokalem Verteilnetz zur Förderung der Netzstabilität unter ausschließlichem Einsatz von erneuerbarer Energie. 
Alles in allem soll ein Zusammenspiel von innovativen Produktionsprozessen, Speichertechnologien und lokalem Verteilnetz zur Förderung der Netzstabilität unter ausschließlichem Einsatz von erneuerbarer Energie stattfinden. 

Umsetzung

Im Rahmen des Projekts wurde die Planungsänderung vorgenommen, die Speichergröße des Hochtemperaturspeichers von 40 MW auf 20 MW zu reduzieren. Dies geschah aufgrund der Integration einer Abwasseraufbereitungsanlage, die aus dem Nutzwasser des Produktionsprozesses Biogas erzeugt und parallel zum Hochtemperaturspeicher zur Wärmeversorgung beiträgt. Während der Planungsphase wurden technische Anpassungen vorgenommen, insbesondere bezüglich der Dampflasten, die eine parallele Behandlung verschiedener Aufgabenbereiche erforderten. 

In Folge von zahlreihen Struktursimulationen wurde die optimale Größe des Speichers festgelegt und ein in sich geschlossenes System entworfen. 

Ergebnis

Das stetig wachsende Produktionsvolumen soll bei kompletter Auslastung einen Umsatz von circa 32 Millionen Euro/Jahr generieren.  

Das voraussichtliche Einsparpotential der Anlage beträgt durchschnittlich rund 1.160 t CO2-Äquivalenten pro Jahr.  

Das Unternehmen

Die Firma BIO-FROST Westhof GmbH wurde 1998 für die Herstellung von Tiefkühlkost aus biologischem Anbau gegründet. Seit 1978 betreibt die Familie Carstens den Westhof im Kreis Dithmarschen als Pionier einer nachhaltigen, biologischen Gemüseproduktion, Verarbeitung und Vermarktung. So hat der Westhof in den 1990er Jahren als Erzeuger von hochwertigem Bio-Gemüse begonnen.  

Neben dem permanenten Ausbau und der Diversifizierung der Bio-Gemüseproduktion wurde durch die Familie Carstens auch kontinuierlich eine nachhaltige, auf Kreislaufwirtschaft bedachte Wertschöpfungskette zur reinen Produktion aufgebaut. So sind über die Jahre neben dem Bio-Anbau auch Bio-Handel, Bio-Gewächshaus, Bio-Energie, Bio-Frosterei und mit der Firma nAIture auch eine eigene Forschungs- und Entwicklungsabteilung entstanden. Die BIO-FROST Westhof GmbH stellt derzeit bis zu 10.000 t Tiefkühlgemüse pro Jahr her und erwirtschaftet einen Jahresumsatz von rund 7,1 Millionen Euro (2018).   

Zu den Kundinnen und Kunden der BIO-FROST Westhof GmbH zählen derzeit namhafte Hersteller von Bio-Lebensmitteln und Babynahrung aber auch Konzerne des Lebensmitteleinzelhandels.   

Sie haben Fragen?

Saager
Timo Saager
Projektmanager Klimaneutrales Wirtschaften
Telefon: +49 431 66 66 6 - 561

Veröffentlicht Mai/2024

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