啤酒厂不再依赖天然气

2022 年不稳定的天然气供应形势促使东德的 Bergquell Brauerei Löbau 公司启动了其他能源模块，并随后引发了大胆的改造。该公司长期以来一直是能源效率方面的模范公司，并且在技术方面一直与时俱进。当难以评估可能发生的天然气短缺形势以及啤酒厂面临停供所带来的风险时，所有者立即采取了行动：Steffen Dittmar 将斯坦尼克的能源咨询团队请到了公司。凭借双方丰富的创造力和敬业度，该公司在短短几个月内便不再依赖天然气作为唯一的发热基础，不仅再次压低了耗热量，而且最重要的是，还将热流峰值降到了破纪录的低值。 

啤酒厂选择这条道路一点也不足为奇，因为传统与最先进的技术在 Bergquell Brewery Löbau 是齐头并进的。这家来自萨克森州的公司成立于 1846 年，在 1990 年代中期之前一直是一家产量较低的地方性啤酒厂，如今已转变为一家向整个德国供货的专业啤酒厂。除了 Bergquell Pilsener（皮尔森）或 Helles（清亮）等经典啤酒外，Bergquell 还以其创新的啤酒创作而闻名，例如Lausitzer（劳瑟茨）波特以及樱桃和草莓波特。该公司采用当地原料和传统工艺酿造。在家乡 Oberlausitz（上卢萨蒂亚），该公司用自己的马车运送啤酒桶，节日期间，将会采用具有公司外观的经过专门改装的卫星车售酒。 

然而，在所有民间传说的背后，隐藏着一家非常注重质量、能源效率和可持续性的超现代企业。用可重复使用池中的押金瓶进行灌装、按区域进行采购、在屋顶上运行光伏系统、工艺用水来自内部水井。2008 年，Steffen Dittmar 安装了一套新的斯坦尼克糖化间，使啤酒厂在技术和能源方面都达到了当时的最新水准。尽管如此，当斯坦尼克在 2010 年为其新开发的 EquiTherm 能源回收系统寻找试点客户时，他没有丝毫犹豫。该方案利用麦汁冷却产生的多余热量来加热捣碎桶，并能够更好地集成现有的蒸汽冷凝器，从而使糖化间的能耗通常可以降低 30% 到 50%。“通过这种方式，我们不仅降低了总耗热量，而且最重要的是，我们还减少了能源峰值，这大大减轻了锅炉房的负担，”斯坦尼克产品开发部的 Helmut Kammerloher 解释道。他当时已经在分管 Bergquell，他回忆道：“再次升级只有两年“历史”的糖化间是一个相当重大的决定。”但是升级后的节省量让 Steffen Dittmar 很快就感觉到这一决定是非常正确的：“我们对斯坦尼克的信任得到了回报。” 

他的勇气也得到了公众的认可，例如德国能源署 (Dena) 授予的 2013 年“能源效率最佳实践”标签和 2011 年萨克森商业能源通行证。斯坦尼克的 EquiTherm 也获得了认可，并于 2012 年获得了巴伐利亚能源奖的主要奖项；受专利保护的发明已被收录在教科书中。 

起点

当 2022 年稳定的天然气供应形势变得紧张时，归功于之前所做的投资，Bergquell Brewery Löbau 实际上已经做好了充分的准备。“整个啤酒厂包括灌装的初级能源消耗约为每百升啤酒 20 千瓦时 HS （发热量），这明显优于其他同等规模的工厂，”Kammerloher 说道并补充道：“这采用的是传统酿造工艺，即没有高重力。”然而，如果停供真的来临，他的公司也不能幸免，Steffen Dittmar 当时在接受《萨克森日报 (Sächsische Zeitung)》的访问时解释道：“如果天然气变得稀缺，啤酒厂就不再具有系统重要性。然后储罐中的啤酒就会变质，因为无法再进行灌装，所以即使提前两到三周宣布也无济于事。” 

为了在这方面更加独立，Dittmar 当时联系了斯坦尼克，并提出了一项具有挑战性的任务：现在必须找到一种方法，在无法提供天然气作为能源的情况下，如何为主要蒸汽消耗设备、香料煮沸锅和洗瓶机以及较小的消耗设备（例如 KZE、KEG 和 CIP）提供热流。此外，之前还安装了两条截然不同的蒸汽供应管线，一条供应压力为 1 巴，另一条供应压力为 7 巴。
得益于 EquiTherm，第三个大型消耗设备，即制浆容器，已经以回收方式获得了麦汁冷却产生的多余热量，并且不会再给锅炉房带来任何负担。

逐步找到解决方案

第一步是由斯坦尼克进行的能源咨询，期间尽可能仔细地审查了整个运营过程，确定了所有流程的能源需求（除了麦汁煮沸、糖化和瓶子清洁，还包括后加热过程、CIP 清洁、KZE 设备和小桶灌装），并量化了随时间变化的热量峰值。基本问题是：什么需要、何时需要以及需要多少热量？

然后必须澄清：哪里可以节省热量以及可以节省多少热量或者多少热量可以返回到系统中？是否可以可靠地降低能源峰值，从而能够在生产过程中不受任何限制地关闭大型蒸汽锅炉？这些是在小型锅炉上改装双燃料燃烧器的前提条件，以便能够在紧急情况下使用燃料油维持生产。

解决方案一方面在于酿酒专家 Guido Sattelmaier，他和他的团队全心全意地优化了糖化间和灌装间的流程，另一方面在于减少了损失。然而，第一个决定性因素是额外的大量废热回收。
第二个重要因素是实施压力蓄能器，其可以缓冲能源峰值，从而实现小型蒸汽锅炉的供应。现有的圆柱锥形储罐被改造成蓄能器，现在只要不以标称负载运行，就会通过蒸汽锅炉重新加热。该储能罐现在用于供给洗瓶机，并在某些时间用于啤酒厂的热水再加热，因此作为峰值消耗设备，只有麦汁沸腾还直接依赖于蒸汽锅炉。

从理论上讲，这一切都相对简单，但一方面必须快速完成，另一方面，小型蒸汽锅炉在模拟技术方面没有储备。这是一个新领域。 Helmut Kammerloher施泰因克公司产品开发部

事实证明，如果不勇敢地启动和关闭控制过程，蒸汽锅炉很快就会开始“出汗”，并泵出含有过多冷凝水的蒸汽。此时，斯坦尼克的 Botec 过程控制系统及其经验丰富的程序员提供了成功的关键。由于内部可能性，为此快速设计了一个与参数相关的模块，该模块可以防止蒸汽锅炉的沸腾延迟，从而实现了非常恒定的运行模式 - 类似于希望尽可能始终在标称负载下运行的热电联产能源站。此外，还可以读取来自较旧的第三方机器的信号，并在 Botec 中使用。“在这个过渡阶段，我有时会问自己：这是正确的决定吗？”，Steffen Dittmar 回忆道。“但我对斯坦尼克工作的信任以及面对不可预见的复杂情况时目标坚定地寻找解决方案，一次又一次地向我证明：是的，我的决定是正确的！”

结果令人印象深刻

如今，该啤酒厂只采用小型蒸汽锅炉供应，在平均锅炉压力为 5.5 BarG（约 580 千瓦）的情况下，每小时最多产生 1 吨蒸汽。由于该啤酒厂目前在旺季每天生产 1,350 百升冷麦汁（并灌装相应数量），其实现了创历史新低的特定锅炉功率，每百升仅 430 瓦。一切都包含在这个热流中：糖化间、瓶子清洁、KZE 设备、小桶灌装、CIP 清洁、再加热过程等。“即使是高效的大型啤酒厂，通常也只能实现每百升 1.5 千瓦的特定锅炉功率，而年产量高达 100,000 百升的小型啤酒厂有时甚至能达到每百升 3.5 千瓦的装机锅炉功率，”Kammerloher 如此说道。 

啤酒厂老板 Dittmar 也很满意：“我们的期望得到了满足，并且从转换的第一天起，我们就能够实现节省。我要感谢许多辛勤工作的斯坦尼克员工和我的啤酒厂团队，没有他们的合作就没有今天的成功。说实话，我已经对即将到来的创新充满期待，我相信斯坦尼克的“抽屉”里已经有东西了。勇敢点，我们已经准备好了！”
通过改造，啤酒厂赢得了实施新想法的空间。因为：装备豪华且成本密集的锅炉房具有较高的资本支出和运营支出*，因为超大型设备的能源损失要高得多。相比之下，Bergquell Brauerei Löbau 极低的特定锅炉功率还具有诸多非常积极的效果。
一方面，这大大减少了锅炉损失，还降低了维护、TÜV 和电力成本。另一个吸引人的方面是减少了供应商的连接负载，因为提供最大的天然气流量可能会产生相对较高的费用。当然，更少的强制性储备金为公司的未来项目提供了更多的投资空间。

其中一个项目可能是实施热泵，对于这样一个经过优化的啤酒厂来说，可以将热泵设计得特别精简且恰到好处。这种设备的稳定运行方式还不会产生任何无法估量的高电力峰值成本，这些成本由电力供应商或电网运营商征收，并且经常会大幅推高许多国家的电价。得益于中央储能器，原则上甚至可以接管与系统相关的控制功能，或者可以使用动态电价，顺便说一句，从 2025 年起，德国的每个供应商都必须提供这种服务。“我们的期望得到了满足，从转换的第一天起，我们就能够实现节省，一整年后节省量可能会达到约 700,000 kWh，”Steffen Dittmar 解释道。

 

* CapEx：Capital Expenditures（资本支出），OpEx：Operational Expenditures（运营支出）