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Warmwasserbereitung mit Gas

Für das Reinigen der Melkanlage und des Milchtanks wird viel Energie für die Warmwasserbereitung benötigt. Je nach dem, mit welcher Energieart das Wasser erwärmt wird, gibt es deutliche Unterschiede bei den Energiekosten. Hierbei stellt sich die Frage, ob anstelle der Warmwasserbereitung mit Strom alternativ auch Flüssig- oder Erdgas eingesetzt werden kann.

Gastherme mit Pufferbehälter
Gastherme mit PufferbehälterAlfons Fübbeker
Warmwasserbedarf
Der Warmwasserbedarf und die erforderliche Wassertemperatur richten sich nach dem Aufwand für die Melkstand- und Milchtankreinigung, für die Kälbertränke und den Bedarf fürs Hände waschen. Der größte Anteil wird auf den meisten Betrieben für die Melkanlagenreinigung benötigt. Zwischen zwei geeigneten Verfahren wird bei der Melkanlagenreinigung unterschieden, zum einem die Zirkulationsreinigung und zum anderen die Kochendwasserreinigung. Die für die Warmwasserbereitung benötigte Energiemenge ist bei beiden Verfahren in etwa gleich.

Für die Hauptreinigung wird bei der Zirkulationsreinigung eine größere Wassermenge auf etwa 70° Grad und bei der Kochendwasserreinigung eine geringere Wassermenge auf über 90° Grad erwärmt. Diese Eingangstemperaturen sind für eine ausreichende Reinigungswirkung häufig erforderlich, denn der Reinigungserfolg hängt davon ab, ob bei der Zirkulationsreinigung eine Rücklauftemperatur von über 40° C eingehalten wird und bei der Kochendwasserreinigung die Wassertemperatur für mindestens 2 Minuten bei 77° C liegt. Sinkt die Wassertemperatur während des Reinigungsvorgangs zu stark ab, ist eine Nacherwärmung des Reinigungswassers mit einem leistungsstarken Durchlauferhitzer erforderlich.

Bei einem Melkstand mit beispielsweise 16 Melkzeugen und zweimaligem Melken sind bei einer Zirkulationsreinigung etwa 400 l Warmwasser pro Tag mit ca. 70° C erforderlich. Die für die Hauptreinigung benötigte Warmwassermenge liegt bei etwa 13 Liter je Melkzeug. Hierbei gibt allerdings Unterschiede, die u.a. von der technischen Ausstattung des Melkstandes oder der Milchleitungslänge und –querschnitt abhängen. Für die Tankreinigung (alle 2 Tage) wird in Abhängigkeit vom Tankvolumen eine bestimmte Wassermenge mit etwa 60° C benötigt. Die Warmwasserversorgung für die Kälbertränke oder fürs Hände waschen erfolgt häufig aus der Wärmerückgewinnung. Da die benötigte Warmwassermengen und die erforderlichen Wassertemperaturen unterschiedlich sind, ist eine einzelbetriebliche Betrachtung erforderlich.

Warmwasserbereitung
Auf den meisten Betrieben ist es sinnvoll, eine Wärmerückgewinnungsanlage einzusetzen. Sie entzieht auf der einen Seite der Milch die Wärme, kühlt sie dabei ab und erwärmt auf der anderen Seite das Wasser. Wassertemperaturen um die 45°C sind dabei ohne zusätzlichen Aufwand möglich. Wie viel Abwärme aus der Milchkühlung für die Wärmerückgewinnung zur Verfügung steht, hängt in erster Linie von der Milchmenge und davon ab, ob die Milch mit Brunnen- bzw. Stadtwasser vorgekühlt wird. Durch den Einsatz eines Vorkühlers wird die Milch vorm Einlauf in den Milchtank auf ca. 16°C abgekühlt. Dies hat zur Folge, dass auch weniger Abwärme für die Wärmerückgewinnung zur Verfügung steht und die erwärmbare Wassermenge von 0,6 l auf 0,3 l je Liter Milch sinkt. Bei einer Milchmenge von 2.000 l pro Tag lassen sich ca. 600 l Wasser von 10° C auf 45° C erwärmen. Trotz der geringeren Warmwassermenge beim Einsatz eines Vorkühlers, sollte in der Regel nicht auf eine Vorkühlung verzichtet werden, denn sie führt zu erheblichen Stromeinsparungen bei der Milchkühlung.

Da das ca. 45° C warme Wasser aus der Wärmerückgewinnung für die Reinigung der Melkanlage oder des Milchtanks nicht heiß genug ist, ist eine weitere Erwärmung erforderlich. Höhere Temperaturen von beispielsweise 60° C können auch mit einer Wärmerückgewinnungsanlage erreicht werden, sie verursachen dann aber einen um etwa 15 bis 20 % höheren Stromverbrauch bei der Milchkühlung und sollten daher vermieden werden. Besser geeignet sind Durchlauferhitzer oder Standspeicher, um das Wasser beispielsweise auf die für die Zirkulationsreinigung angestrebte Eingangstemperatur von etwa 70° C zu erwärmen. Diese können mit Strom, Flüssiggas oder Erdgas betrieben werden. Im Gegensatz dazu sind die für die Kochendwasserreinigung erforderlichen Wassertemperaturen von über 90° C nur mit Strom zu erreichen.

Kosten der Warmwasserbereitung
Für die Erwärmung des 45° C warmen Wassers aus der Wärmerückgewinnung auf etwa 70 °C, fallen bei einem Warmwasserbedarf von etwa 450 l pro Tag und einem Strompreis von 0,25 €/kWh Energiekosten von rund 1.100 €/Jahr an. Wird im Gegensatz dazu Erdgas (0,06 €/kWh) eingesetzt, reduzieren sich die Jahreskosten auf etwa 250 €. Somit werden jährlich 850 € an Energiekosten eingespart. Bei Betrieben mit einem höheren Warmwasserbedarf ist das Einsparpotential dementsprechend größer. Flüssiggas ist im Vergleich zu Erdgas etwa 0,02 €/kWh teurer, dadurch wird der finanzielle Vorteil gegenüber Strom aber nur geringfügig geschmälert.

Neben den Energiekosten sind aber auch die Investitionskosten bei einer Wirtschaftlichkeitsberechnung zu berücksichtigen. Für eine Gastherme (ca. 12 - 15 kW geregelt) mit Warmwasserspeicher liegen die Investitionskosten incl. Einbau bei rund 5.000 €. Die Versorgung mit Gas kann zum einen durch eine am Hof liegende Erdgasleitung oder mit Flüssiggas aus einem Lagertank erfolgen. Die Kosten für einen Erdgasanschluss fallen einmalig an und liegen bei etwa 1.500 €, während bei Flüssiggas Mietkosten für den Flüssiggastank und TÜV-Gebühren in Höhe von etwa 150 €/Jahr anfallen. Die Anschaffungskosten für einen 6 kW Elektroboiler plus Warmwasserspeicher incl. Montage liegen bei ca. 2.000 €. In diesem Fall sind die Investitionskosten für die Erdgasvariante etwa 4.500 € höher. Dadurch fallen höhere jährliche Kosten von rund 700 € an, die bei einem Warmwasserbedarf von 450 l pro Tag durch Einsparungen bei den Energiekosten von etwa 850 €/Jahr mehr als gedeckt werden.

Betriebswirtschaftlich noch interessanter ist die Warmwassererwärmung mit Gas für Betriebe, die einen noch höheren Warmwasserbedarf haben oder bei denen der Investitionsmehraufwand geringer ist. Dies häufig dann gegeben, wenn beispielsweise bereits ein Gasanschluss auf dem Hof liegt. Neben den geringeren Energiekosten bietet Gas weitere Vorteile. Zum Beispiel kann bei einem Gasanschluss die Melkstanderwärmung mit einem Dunkelstrahler oder Lufterhitzer erfolgen. Auch der Anschluss eines Heizkörpers beispielsweise im Stallbüro oder in Umkleideräume ist möglich. Deshalb sollte besonders bei einer Neuinvestition die Möglichkeit der Nutzung von Erd- oder Flüssiggas abgeklärt werden

Was bei Gas zu beachten?
Wenn Erd- oder Flüssiggas zur Warmwasserbereitung genutzt werden soll, ist immer ein Fachmann/Fachfirma (Gas- und Heizungsinstallation) hinzu zu ziehen. Die maximale Wassertemperatur ist in den meisten Fällen auf 65° C (Haustechnik) begrenzt. Bei höheren Temperaturansprüchen, wie zum Beispiel auch bei Melkrobotern üblich, ist eine Abklärung mit einer Fachfirma erforderlich. Zudem ist alle 2 Jahre eine Überprüfung des Brennwertkessels durch den Schornsteinfeger notwendig.

Fazit
Die Warmwasserbereitung mit Gas bringt ein großes Einsparpotential bei den Energiekosten. Jedoch sind häufig höhere Investitionskosten zu berücksichtigen. Je höher der Warmwasserbedarf und damit der Energieaufwand desto interessanter ist die Alternative der Wassererwärmung mit Gas. Bedacht werden sollte, dass ein gutes Zusammenspiel zwischen dem Melktechnikhändler, dem Installationsbetrieb und dem Landwirt erforderlich ist.

Kontakte

Alfons Fübbeker
Dipl.-Ing. agr.
Alfons Fübbeker

Berater Landtechnik und Bauen

 0441 801-323

  alfons.fuebbeker~lwk-niedersachsen.de


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