Optymalizacja zużycia energii w produkcji żywności Odporność, wydajność, opłacalność: trzy filary transformacji energetycznej dla mleczarni i browarów

Mleczarnie, browary i piekarnie marnują dotychczas cenne ciepło odpadowe pochodzące z instalacji chłodniczych, procesów warzenia piwa lub pieczenia. Dzięki przemysłowym pompom ciepła, magazynom energii i cyfrowemu systemowi zarządzania energią można systematycznie wykorzystać ten potencjał.

Według obliczeń Federalnego Ministerstwa Rolnictwa, Żywienia i Spraw Regionalnych niemiecki „sektor produkcji żywności” zużył w 2024 r. ponad 231,6 mln gigajouli energii – co stanowi ponad dziesięć procent całkowitego końcowego zapotrzebowania na energię wszystkich gałęzi przemysłu. Dalszy wzrost i wahania cen energii oraz zaostrzone wymagania w zakresie ochrony klimatu i zrównoważonego rozwoju zwiększają tym samym presję na przedsiębiorstwa w tej i tak już wrażliwej na ceny branży, by na nowo zorganizowały swoje zaopatrzenie w energię. W tym kontekście na pierwszy plan wysuwają się trzy kluczowe cele: zwiększenie odporności i bezpieczeństwa dostaw, efektywność energetyczna i redukcja emisji CO₂, a także rentowność i stabilność cen.

Technologie kluczowe: pompy ciepła i odzysk ciepła

Cechą charakterystyczną produkcji żywności jest duże zapotrzebowanie na ciepło i chłód. Jednocześnie powstają przy tym znaczne ilości dotychczas niewykorzystanego ciepła odpadowego, na przykład z instalacji chłodniczych, sprężarek, systemów sprężonego powietrza lub termicznych instalacji produkcyjnych. Odpowiednimi technologiami pozwalającymi wykorzystać ten potencjał ciepła odpadowego są systemy odzyskiwania ciepła (służące do odzyskiwania ciepła z instalacji chłodniczych) oraz przemysłowe pompy ciepła.

Galeria obrazów

W mleczarniach ciepło odzyskane z instalacji chłodniczych można wykorzystać na przykład do podgrzewania wody procesowej lub w procesach czyszczenia (CIP – Cleaning in Place). W browarach ciepło odpadowe pochodzące z procesów chłodzenia, fermentacji lub warzelni nadaje się do przygotowywania ciepłej wody. Podobny potencjał występuje w przetwórstwie mięsnym, przemyśle napojowym oraz w produkcji wyrobów cukierniczych i piekarniczych, gdzie ciepło jest potrzebne do procesów suszenia, czyszczenia lub produkcji.

Przemysłowe pompy ciepła zapewniają w tym kontekście połączenie między istniejącym ciepłem odpadowym a ciepłem procesowym nadającym się do wykorzystania. W ten sposób ciepło odpadowe pochodzące na przykład z chłodni, procesów fermentacji lub chłodzenia można podgrzać do temperatur odpowiednich do zastosowań związanych z gorącą wodą, procesami czyszczenia lub ogrzewaniem budynków. Pozwala to na częściowe lub całkowite zastąpienie paliw kopalnych.

Również w innych obszarach można zoptymalizować procesy pod kątem zużycia energii. Na przykład wytwarzanie pary można przestawić na energię elektryczną jako źródło energii lub na rozwiązanie hybrydowe. Ważne jest przy tym, aby magazyny energii wyrównywały szczyty obciążenia.

Innowacyjne warzenie piwa, wydajna produkcja

Dzień Technologii SmartBrew 3 grudnia 2026 r.

Rosnące koszty, presja na zrównoważony rozwój, malejące marże – znają Państwo te wyzwania. Podczas Dnia Technologii SmartBrew, który odbędzie się 3 grudnia 2026 r. w Würzburgu, mistrzowie piwowarscy i kierownicy produkcji spotkają się z dostawcami technologii, którzy przedstawią konkretne rozwiązania: od zaawansowanej techniki instalacyjnej, przez automatyzację, aż po technologie zrównoważonego rozwoju. Żadnych marketingowych frazesów – zamiast tego praktyka, projekty i konkretne rozwiązania.

Dowiedz się więcej

To, które rozwiązanie techniczne jest w danym przypadku optymalne, zależy zawsze od konkretnego zastosowania lub zadania. Pokazuje to na przykład porównanie różnych wariantów pomp ciepła służących do elektryfikacji zaopatrzenia w ciepło. Ogólnie rzecz biorąc, do wyboru są trzy opcje: pompa ciepła jednostopniowa, pompa ciepła dwustopniowa w wersji kompaktowej lub pompa ciepła dwustopniowa z oddzielnymi modułami.

Wszystkie trzy warianty pomp ciepła mają swoje zalety i wady. Dotyczy to również wszystkich innych systemów. Dlatego też podejście doradcze niezależne od producenta, jakie stosuje firma Siemens, pozwala dla każdego konkretnego działania optymalizacyjnego wyłonić rozwiązanie, które najlepiej odpowiada konkretnemu celowi. Ponadto podejście firmy Siemens wyróżnia się połączeniem kompetencji w zakresie energii, budownictwa i automatyki, a także integracją inżynierii, finansowania i eksploatacji.

Cyfryzacja: przejrzystość jako klucz do wydajności

Tylko dzięki przejrzystości przepływów energii można systematycznie wykorzystywać potencjał ciepła odpadowego. Cyfrowe systemy zarządzania energią stanowią zatem podstawę efektywnego wykorzystania pomp ciepła, zasobników i obciążeń elastycznych.

Sprzęt stanowi jednak tylko jedną stronę optymalizacji energetycznej. Aby w przejrzysty sposób sterować przepływami energii i optymalnie wykorzystywać instalacje, niezbędne jest również zastosowanie systemu zarządzania energią. Możliwości cyfryzacji sięgają jednak obecnie znacznie dalej: Jeśli system zarządzania energią zostanie zintegrowany z większymi architekturami IT, zebrane dane można wykorzystać w znacznie szerszym zakresie. Podstawę technologiczną stanowią tu otwarte platformy, takie jak Building X – oparty na sztucznej inteligencji pakiet rozwiązań firmy Siemens Smart Infrastructure, służący do kompleksowego zarządzania budynkami.

Rentowność: przykład browaru

Działania w zakresie optymalizacji energetycznej nie tylko zapewniają większą odporność dzięki wyższemu bezpieczeństwu dostaw i eksploatacji, ale są również opłacalne finansowo. Typowymi obszarami oszczędności są obniżone koszty paliwa i energii elektrycznej, a także – w stosownych przypadkach – opłaty kompensacyjne związane z emisją CO₂. Ogólnie rzecz biorąc, im większa jest potrzeba modernizacji istniejących instalacji, tym większy jest potencjał oszczędności. Zazwyczaj wynosi on do 20 procent. W związku z tym działania te często zwracają się już w ciągu kilku lat.

Konkretne dane liczbowe dostarcza jako praktyczny przykład średniej wielkości browar w północnych Niemczech, któremu doradza firma Siemens: również w tym przypadku wykorzystanie ciepła odpadowego z warzelni, instalacji chłodniczej, fermentacji i innych procesów okazało się najskuteczniejszym punktem wyjścia do osiągnięcia oszczędności energii. Odpowiada to rocznemu spadkowi kosztów o około 410 000 euro oraz zmniejszeniu emisji CO₂ o 1 170 ton, czyli o 27 procent.

Podobny potencjał można znaleźć również w innych obszarach przemysłu spożywczego. W zakładach mleczarskich powstają duże ilości ciepła odpadowego o niskiej temperaturze w wyniku procesów chłodzenia, natomiast w piekarniach interesującymi źródłami ciepła są przede wszystkim spaliny z pieców oraz instalacje chłodnicze. W przemyśle napojowym odzysk ciepła i zarządzanie obciążeniem mogą zapewnić znaczne oszczędności, zwłaszcza w procesach czyszczenia, rozlewania i chłodzenia.

Elastyczność: gotowość na rynek energii elektrycznej przyszłości

Oszczędności osiągnięte dzięki odpowiednim działaniom optymalizacyjnym wynikają z jednej strony ze zmniejszonego zużycia energii. Z drugiej strony odpowiednie instalacje wspomagane oprogramowaniem pozwalają czerpać korzyści z dynamicznego rynku energii elektrycznej: dzięki elastycznemu trybowi pracy instalacji oraz zastosowaniu technologii magazynowania energii można pozyskiwać energię elektryczną po korzystnych cenach w okresach dużej podaży. Jednocześnie przedsiębiorstwo jest w ten sposób przygotowane na przyszłość zaopatrzenia w energię. Federalna Agencja Sieciowa zniesie bowiem przywileje wynikające z § 19 rozporządzenia w sprawie opłat sieciowych za energię elektryczną (StromNEV) najpóźniej do końca 2028 r. i zastąpi je indywidualnymi opłatami sieciowymi, które jeszcze bardziej wynagradzają nietypowe wykorzystanie sieci.

Jednak nawet jeśli odpowiednie projekty optymalizacyjne zwracają się stosunkowo szybko, najpierw trzeba je sfinansować (z góry). Może to nastąpić w ramach samofinansowania, ale nie jest to konieczne. Siemens zapewnia elastyczność dzięki różnym modelom biznesowym. W tym przypadku zainstalowane urządzenia pozostają początkowo własnością dostawcy, a operator płaci za te działania dopiero później, w sposób neutralny dla budżetu i zoptymalizowany pod kątem przepływów pieniężnych, z faktycznie osiągniętych oszczędności („Pay as you Save”) lub w ramach opłaty serwisowej uzależnionej od wydajności, zgodnie z mottem „Energy / Efficiency as a Service”.

Niezależnie od tego, czy chodzi o browar, mleczarnię, producenta wyrobów piekarniczych czy napojów – niemal każde przedsiębiorstwo z branży spożywczej dysponuje dotychczas niewystarczająco wykorzystywanymi źródłami ciepła. Inteligentne połączenie wykorzystania ciepła odpadowego, przemysłowych pomp ciepła, magazynów energii oraz cyfrowego zarządzania energią pozwala na ekonomiczne wykorzystanie tego potencjału. Dzięki temu przedsiębiorstwa nie tylko zwiększają swoją efektywność energetyczną i ograniczają emisję CO₂, ale także zyskują większą elastyczność i bezpieczeństwo dostaw na coraz bardziej niestabilnym rynku energii.

Ten artykuł ukazał się po raz pierwszy w naszym siostrzanym serwisie FoodTec Insider.