Energieeffizienz

Werkzeuge und Formen, Wellen und Zahnräder werden in Härte- und Nitrieröfen behandelt. 
Foto: Ferrum Edelstahlhärtere Gmbh

Projekt des Monats: Edelstahlhärterei profitiert von flexiblem Stromeinkauf

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Information

Energiesparen in der Bäckerei

In Deutschland gab es 2015 insgesamt 12.155 Bäckerei-Meisterbetriebe mit einem durchschnittlichen Jahresumsatz je Betrieb von 1,151 Millionen Euro (ZdDB 2016). Das Bäckerhandwerk ist somit ein wichtiger Wirtschaftsfaktor für Deutschland.

Die Herstellung von Backwaren setzt sich aus mehreren Schritten zusammen:

Abbildung 1: Prozessschritte Backwarenherstellung
Grafik: EnergieAgentur.NRW nach (energus 2016)
Abbildung 1: Prozessschritte Backwarenherstellung
Grafik: EnergieAgentur.NRW nach (energus 2016)

In Bäckereien beträgt der Energiekostenanteil am Umsatz ungefähr drei Prozent am Umsatz. Mit steigender Mitarbeiterzahl nimmt der Energiekostenanteil wenn nur die Backstube betrachtet wird jedoch leicht ab (etwa zwei Prozent). Bei kleineren Bäckereien mit weniger als 20 Mitarbeitern kann der Energiekostenanteil am Umsatz auch bis zu fünf Prozent betragen (EnEff Bäckerei 2014).

In Bäckereien beträgt der Anteil von Erdgas oder Öl circa 60 Prozent des Gesamtenergiebedarfs wohingegen Strom nur etwa 40 Prozent ausmachen. In den Filialen jedoch liegt der Stromanteil bei 60 Prozent (Klim:aktiv 2011). In Deutschland nehmen sowohl die Automatisierung in Bäckereien als auch der Anteil an Tiefkühlwaren zu, was einen Anstieg des Strombedarfs zur Folge hat.

Energiekostenanteil am Umsatz 3 %
Anteil Strom am Gesamtenergiebedarf Bäckerei
(Filialen und Backstube)
40 %
Anteil Strom am Gesamtenergiebedarf Filialen 60 %

Tabelle 1: Energiekosten- und Stromanteil

Der größte Teil, ungefähr 50 Prozent der Gesamtenergie, wird dabei für den eigentlichen Backprozess benötigt. Fast die gesamte restliche Energie wird für die Bereiche Heizung, Elektrogeräte, Kühlung und Beleuchtung verwendet (BSUGV 2006). In (EnEff Bäckerei 2014) wurde eine Bäckerei mit 20 Filialen untersucht. Hier ist zu erkennen, dass die Filialen, aber auch die Transporte von der Backstube zu den Filialen einen nicht unerheblichen Einfluss auf den Gesamtenergiebedarf haben:

Abbildung 2: Anteile am Energiebedarf einer Bäckerei mit 20 Filialen
Grafik: EnergieAgentur.NRW nach (EnEff Bäckerei 2014)
Abbildung 2: Anteile am Energiebedarf einer Bäckerei mit 20 Filialen
Grafik: EnergieAgentur.NRW nach (EnEff Bäckerei 2014)

An unterschiedlichen Stellen treten in der Backstube Verluste auf. Nicht einmal 40 Prozent des gesamten Energieeinsatzes  können für die Prozesse genutzt werden. Der Rest wird als Schwaden-, Oberflächen- und Abgasverluste (jeweils um die 20 Prozent der gesamten Energie) ungenutzt in die Umgebung abgegeben (Bayerisches Landesamt für Umweltschutz 2003).

Eine Einschätzung des gesamten Einsparpotenzials liegt bei 15 Prozent, davon neun Prozent elektrische Energie  und circa 19 Prozent thermische.

Abbildung 3: Energieeinsparpotential der Hauptverbraucher einer Bäckerei
Grafik: EnergieAgentur.NRW nach (EdW 2011)
Abbildung 3: Energieeinsparpotential der Hauptverbraucher einer Bäckerei
Grafik: EnergieAgentur.NRW nach (EdW 2011)

In Österreich wurden 2010 in der KMU-Scheck-Initiative 29 Bäckereien hinsichtlich möglicher Energieeinsparung beraten und Kennzahlen abgeleitet. Das Einsparpotenzial der Hauptverbraucher ergab sich in diesen Bäckereien an folgenden Stellen (EdW 2011)

Gare
Zwischen der Teigzubereitung und dem eigentlichen Backen muss der Teig garen. Für die erste Garzeit sind Temperaturen zwischen 20 und 28 Grad Celsius nötig, für den letzte Abschnitt der Gare optimaler Weise zwischen 28  und 35 Grad (Bäckerlatein 2016) Zudem müssen die Backwaren in der Gare ausreichend befeuchtet werden.

Soll der Grad der Gare gesteuert oder unterbrochen werden, so geschieht dies durch Kühlen oder Frosten der Ware. Die Kühlung sollte optimal eingestellt werden, sonst geht unnötig viel Energie verloren (siehe auch „Kühlung“).

Für die Befeuchtung in der Gare werden Verdampfer eingesetzt. Derzeit ist der Einsatz von Ultraschall zu bevorzugen, da so weniger Energie benötigt wird als bei elektrischen Verdampfern (EnEff Bäckerei 2014). Für die warme Phase der Gare kann gegebenenfalls die Ofenabwärme verwendet werden. Zudem sollte die Gare gut ausgelastet sein, um den Leerlauf gering zu halten.

Backöfen
Im Ofen wird der Teig gebacken und ihm durch Verdampfung Wasser entzogen. Backstuben verfügen meist über mehrere Backofentypen für verschiedene Produkte. Für Brot und Brötchen wird beim Backen eine höhere Temperatur und somit mehr Energie benötigt als bei Feingebäck. Heute können in den Öfen Backtemperatur und -zeit automatisch eingestellt und kontinuierlich gehalten werden.

Energie einsparen durch verbesserte Organisation
Organisatorische Maßnahmen können ohne finanzielle Belastung helfen, die Energieverluste der Öfen zu minimieren.

  • konsequentes Schließen der Ofentür
  • optimale Auslastung der Backflächen (keine halbbeladenen oder auch überladenen Öfen)
  • Minimieren der Leerlaufverluste (Vermeiden von Pausen zwischen den Backvorgängen. Möglichst wenige Zeiten, in denen der Ofen auf Temperatur gehalten wird, ohne dass ein Backprozess läuft (EnEff Bäckerei 2014))
  • Ausschalten der nicht benötigten Öfen

Andere Maßnahmen:

  • Dämmung der Backöfen
  • Isolierung der Standflächen
  • Abwärmenutzung
  • Stufenbrenner
  • Abgasklappe

Abgasklappe
Während des Ofenbetriebs entsteht Rauchgas, das über einen Kamin abgeführt wird. Dabei geht mit dem heißen Abgas Energie verloren. Eine Abgasklappe schließt automatisch, während der Brenner nicht aktiv ist, und verhindert, dass Rauchgas über den Kamin abzieht und somit Wärme verloren geht. Alte Ofenanlagen sollten nach Möglichkeit mit einer Abgasklappe nachgerüstet werden (EnEff Bäckerei 2014). 

Stufenbrenner
Stufenbrenner passen ihre Leistung  an den Wärmebedarf des Ofens an und können so Energie einsparen helfen. Ein Ofen ohne Stufenbrenner wird bei Teillastbetrieb häufig ein- und ausgeschaltet, so dass er während der Stillstandszeiten unnötig auskühlt (Bayerisches Landesamt für Umweltschutz 2003).

Wärmerückgewinnung
Der Heizwärmebedarf und die Warmwasserbereitung einer Bäckerei kann zumeist vollständig durch die Wärmerückgewinnung aus der Abwärme der Schwaden und des Abgas gedeckt werden. In einer Bäckerei werden pro Tag und pro Beschäftigtem 105 bis 150 Liter Warmwasser benötigt, dazu 10 bis 15 Liter Warmwasser für die Reinigung mit jeweils einer Temperatur von 45 Grad Celsius benötigt. Je 100 Kilo Mehl sind es 40 bis 50 Liter mit einer Temperatur von 70 Grad.

Im Sommer liegt der Wärmebedarf der Bäckerei für die Heizung sogar deutlich unter der Abwärme des Ofens. Wichtig ist daher eine geeignete Auslegung der Wärmetauscher (BLU 2012).

Sollen Öfen neu beschafft werden, kann anhand der Ofenkennzahl die Energieeffizienz des Ofens bestimmt werden. Diese Ofenkennzahl gibt den Energieaufwand für das Backen einer definierten Teigmenge an. Definiert wird diese Kennzahl in VDMA 8765 „Energieverbrauchsmessung für kommerzielle und industrielle Backöfen“.

Beschwadung
Damit Brot und Brötchen die gewünschte Qualität haben, werden sie mit einer definierten Menge Dampf gebacken. Dieses sogenannte Beschwaden benötigt viel Energie, in einigen Fällen bis zu 50 Prozent des Ofen-Energiebedarfs. Für die Qualität der Backwaren, aber auch zur Energieeinsparung sollte der Schwadenapparat separat steuerbar sein. Zudem führen Verunreinigungen und Verkalkungen des Schwadenapparats zu einem verschlechterten Wärmeübergang. Deswegen ist es ratsam, den Schwadenapparat regelmäßig zu säubern und zu entkalken (EnEff Bäckerei 2014).

Kühlung
Eine Kühlung wird in Bäckereien neben der Gare auch für die Lagerung von Backwaren verwendet. Viele Bäckereien frosten heute ihre Waren, um sie lagern und in die Filialen transportieren zu können. Aus energetischer Sicht ist hier die Einstellung der korrekten Temperatur von besonderer Bedeutung, da der Energiebedarf mit der Energieabsenkung steigt (EnEff Bäckerei 2014): Eine Temperaturabsenkung von einem Grad Celsius benötigt etwa vier Prozent mehr Energie (Talhofer 2008).

Zudem sollten die Kühlrippen der Kühlaggregate regelmäßig gereinigt werden. Bei Verschmutzung kann die Wärme des Kühlrauminneren schlechter an die Umgebung abgegeben werden, womit die Effizienz des Aggregats abnimmt und der Strombedarf steigt (Talhofer 2008).

Energiekennzahlen

Anhand von Kennzahlen lässt sich die Ist-Situation des Energiebedarfs in der Bäckerei einschätzen.

Beschreibung Einheit
Spezifischer Energiebedarf [MWh/Jahr]
Brennstoffbedarf pro Backfläche [MWh/m2Backfläche]
Energieeinsatz pro Beschäftigter und Jahr [MWh/B,Jahr]
Energieeinsatz pro verarbeitetes Mehl [MWh/tMehl]

Tabelle 2: Einheiten für die Energiekennzahlen in der Bäckerei

Zu beachten ist hierbei jedoch, dass die Energiekennzahlen von zahlreichen Faktoren abhängen und somit sehr stark variieren können. Einflussfaktoren sind unter anderem die Größe des Betriebes, die Sortimentsaufteilung und die Absatzstruktur.

Der elektrische Energieeinsatz pro Beschäftigtem liegt im Median bei 8,6 MWh. In Betrieben mit weniger als 20 Mitarbeitern ist der Mittelwert bei 10,2 MWh; bei mehr als 20 Mitarbeitern beträgt er 5,8 MWh (EdW 2011).

Der mittlere Energieeinsatz der untersuchten Bäckereien mit einem Mehlverbrauch von über 150 Tonnen Mehl jährlich liegt bei ca. 1,6 Mwh pro Tonne, Bei den Bäckereien unter 75 Tonnen Mehleinsatz bei ca. 4,8 MWh/tMehl und bei denen dazwischen im Mittel bei 2,2 MWh/tMehl.

In diesen Bäckereien wurde zudem der Energieeinsatz pro Tonne Brot und Backwaren, sowie pro Quadratmeter Backfläche untersucht. Der Mittelwert bei Bäckereien mit einer Produktion von mehr als 200 Tonnen Brot und Backwaren liegt bei ca. 1,2 MWh/tWare und 1,14 MWh/m2; bei weniger als 100 Tonnen Produktion: 4 MWh/tWare und bei Bäckereien mit einer Produktionsmenge dazwischen bei 1,65 MWh/tWare  (EdW 2011).

Elektrischer Energieeinsatz pro Beschäftigter
Beschäftigte < 20 10,2 MWhel/B
Beschäftigte > 20 5,8 MWhel/B
Energieeinsatz pro Tonne Mehl
Mehlverbrauch > 150 t 1,6 MWh/tMehl
Mehlverbrauch 75–150 t 2,2 MWh/tMehl
Mehlverbrauch < 75 t 4,8 MWh/tMehl
Energieeinsatz pro t Backwaren
Backwaren > 200 t 1,2 MWh/tBackwaren
Backwaren 100–200 t 1,7 MWh/tBackwaren
Backwaren < 100 t 4,0 MWh/tBackwaren
Energieeinsatz pro m2 Backfläche
Backfläche ca. 50 m2 8,5 MWh/m2

Tabelle 3: Energiekennzahlen nach (EdW 2011)

(Die in der Tabelle angegeben Daten basieren auf Ergebnissen von Studien und Veröffentlichungen, die zum Teil schon einige Jahre alt sind. Sie bieten dennoch für die Einordnung des eigenen Betriebes eine gute Basis, zumal Maschinen mit höherer Energieeffizienz nur langsam den Markt durchdringen.)

Bei Bäckereien mit einem hohen Anteil Feingebäck ist die Backflächenauslastung ungünstiger als bei Bäckereien mit einem hohem Anteil von Brot und Brötchen, weswegen mehr Energie für die Feinbackwarenherstellung aufgewendet werden muss (Bayerisches Landesamt für Umweltschutz 2003). Der Energiebedarf in Abhängigkeit vom Anteil Feinbackwaren in einer Bäckerei ist unten zu sehen. Die Energiekennzahlen würden je nach Anteil des Feingebäcks sehr unterschiedlich aussehen.

Abbildung 4: Energiebedarfserhöhung in Bezug auf den Anteil Feinbackwaren
Grafik: EnergieAgentur.NRW nach (Bayerisches Landesamt für Umweltschutz 2003)
Abbildung 4: Energiebedarfserhöhung in Bezug auf den Anteil Feinbackwaren
Grafik: EnergieAgentur.NRW nach (Bayerisches Landesamt für Umweltschutz 2003)

Fazit

In Bäckereien können schon mit geringem Aufwand und ohne finanzielle Belastung an mehreren Stellen Energiekosten eingespart werden. Die sehr verschiedenen Bäckereien mittels Kennwerten zu vergleichen, erscheint schwierig. Bei einer ersten Einschätzung kann aber der Kurz.Energiecheck helfen.

Bäckerlatein. Das Lexikon zum Brotbacken: Schwaden. 2016. www.baeckerlatein.de/schwaden (Zugriff am September 2016).

Bayerisches Landesamt für Umweltschutz. Bäckerhandwerk: Energie sparen - Kosten senken. Augsburg, 2003.

BLU. Abwärme im Betrieb, Klima schützen - Kosten senken. Augsburg: Bayerisches Landesamt für Umwelt, EU-Consult GmbH, 2012.

BSUGV. Die umweltbewusste Bäckerei - Leitfaden für umweltorientiertes Handeln. München: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz; Landes-Innunnungsverband für das bayerische Bäckerhandwerk, 2006.

EdW. Auswertung der Ergebnisse der KMU-Scheck-Beratung für sechs ausgewählte Branchen: Fleischer, Bäcker, Drucker, Metallverarbeiter, Tischler, KFZ-Betriebe. Wien: Energieinstitut der Wirtschaft GmbH, 2011.

—. Auswertung der Ergebnisse der KMU-Scheck-Initiative - Endbericht. Energieinstitut der Wirtschaft GmbH, 2009.

EnEff Bäckerei, Netzwerk zur Steigerung der Energieeffizienz in Bäckereien. Leitfaden "Energieeffizienz in Bäckereien - Einsparungen in Backstuben und Filialen". Bremerhaven, 2014.

energus. enargus - Wiki: Backwarenherstellung. 2016. enargus.fit.fraunhofer.de/pub/bscw.cgi/d4838359-2/*/*/Backwarenherstellung.html?search=baking&op=Wiki.getwiki (Zugriff am September 2016).

Klim:aktiv. Der effiziente Bäcker - Energiekennzahlen, Einsparpotentiale und Tipps. Energieinstitut der Wirtschaft GmbH, Klima:aktiv, WIFI Unternehmerservice, 2011.

Talhofer, H.-U. Leitfaden Energieaudit im Handwerk - Branchenspezifische Informationen für Bäcker. Saarbrücken: Ministerium für Umwelt, 2008.

ZdDB. Bäckerhandwerk in Deutschland Strukturzahlen 2009 bis 2015. Berlin: e.V., Zentralverband des Deutschen Bäckerhandwerks, 2016.

Bernd Geschermann
Leiter Energieanwendung, Klimaschutz in Industrie und Gewerbe
EnergieAgentur.NRW
0202 2455214
geschermann@energieagentur.nrw

Dipl.-Ing. Christian Dahm
Energieanwendung, Klimaschutz in Kommunen und Regionen
EnergieAgentur.NRW
0202 2455243
dahm@energieagentur.nrw

Isabell Engel M. A.
Energieanwendung, Klimaschutz in Kommunen und Regionen
Wissensmanagement

EnergieAgentur.NRW
0202 24552794
engel@energieagentur.nrw

Dipl.-Ing. Gerald Orlik
Stv. Leiter Energieeffizienz: Klimaschutz in Industrie und Gewerbe
Wissensmanagement

EnergieAgentur.NRW
0202 2455233
orlik@energieagentur.nrw
XING
LinkedIn

Dipl.-Ing. Heinz-Jürgen Schütz
Energieanwendung, Klimaschutz in Kommunen und Regionen
EnergieAgentur.NRW
0202 2455232
schuetz@energieagentur.nrw

Dipl.-Ing. Sandra Töller
Energieanwendung, Klimaschutz in Industrie und Gewerbe
EnergieAgentur.NRW
0211 8664210
toeller@energieagentur.nrw
XING

Dipl.-Ing. Ina Twardowski
Energieanwendung, Klimaschutz in Industrie und Gewerbe
EnergieAgentur.NRW
0202 2455245
twardowski@energieagentur.nrw
www.ea.nrw/energieeffizienz/unternehmen

Sie erreichen die EnergieAgentur.NRW außerdem werktags von 8 bis 18 Uhr über die Hotline unter 0211 - 8371930.