Energietransformation als Schlüssel zur Rentabilität bei MM Gernsbach
Die europäische Papierindustrie steht vor erheblichen Herausforderungen: hohen und volatilen Energiepreisen, sich kontinuierlich verändernden regulatorischen Anforderungen sowie einer hohen technischen Komplexität bestehender Produktions- und Energieversorgungssysteme. Gleichzeitig existiert eine große Vielfalt an Dekarbonisierungsoptionen – von Effizienzmaßnahmen über Elektrifizierung, Hochtemperaturwärmepumpen und Reststoffverwertung bis hin zu erneuerbarer Stromerzeugung, Speichern und Power Purchase Agreements (PPAs). Diese Maßnahmen konkurrieren um begrenzte Investitionsbudgets und müssen konsistent sowie unter Berücksichtigung regulatorischer Anforderungen – etwa der Netzentgeltstruktur – aufeinander abgestimmt werden.
Der Vortrag stellt einen praxiserprobten, modellbasierten Ansatz zur Transformationsplanung vor. Kern ist ein digitaler Zwilling, der Produktions- und Energieversorgungssysteme einschließlich technischer, ökonomischer und regulatorischer Wechselwirkungen in einem mathematischen Modell abbildet. Auf dieser Basis durchsucht eine mathematische Optimierung einen hochdimensionalen Lösungsraum mit einer Vielzahl möglicher Technologie- und Betriebskombinationen und identifiziert robuste, gesamtkostenoptimale Transformationspfade. Der Ansatz ermöglicht eine adaptive Planung und ein systematisches Nachsteuern bei veränderten Markt- und Regulierungsbedingungen.
Als Fallstudie wird die Transformationsplanung der MM Gernsbach GmbH vorgestellt. Modelliert wurden unter anderem die Kartonproduktion einschließlich der Trockenpartie bis auf Zylinderebene, Dampf- und Kondensatsysteme, Streicherei und Wärmerückgewinnung sowie das vollständige Energieversorgungssystem und relevante Reststoffströme. Der betrachtete Lösungsraum umfasste unter anderem On-site-Erneuerbare (Wasser-, Wind- und Photovoltaik), Power Purchase Agreements (PPAs), Batterie- und Hochtemperaturwärmespeicher, Elektroboiler, Hochtemperaturwärmepumpen, Biomasse- und Reststoffverwertung sowie betriebliche Optimierungen wie Kaskadensysteme, Dampfturbinenbetrieb und Strahlungstrocknung.
Die Ergebnisse zeigen, dass ökonomische und ökologische Ziele in der Papierindustrie nicht im Widerspruch stehen müssen, sondern durch ein ganzheitliches Maßnahmenportfolio miteinander in Einklang gebracht werden können. Der digitale Zwilling ermöglicht es MM Gernsbach,
• Maßnahmen und deren Wechselwirkungen ganzheitlich unter unterschiedlichen Zukunftsszenarien zu bewerten,
• resiliente Strategien zur Optimierung von Energiekosten und Emissionen abzuleiten sowie
• auf Markt- und regulatorische Veränderungen flexibel zu reagieren und geeignete Maßnahmen fundiert auszuwählen.
Die Berechnungen des digitalen Zwillings liefern damit eine belastbare und transparente Entscheidungsgrundlage für die Weiterentwicklung strategischer Investitions- und Betriebsstrategien am Standort MM Gernsbach.