2020年9月22日,在联合国大会上,中国首次向世界宣布中国碳达峰与碳中和的愿景——二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。
宣言掷地有声,承诺彰显责任。可以预见,实施可持续发展战略,大力发展循环经济,将是今后企业发展的一大趋势。
践行可持续发展之路,克朗斯早已身动行远。多年来,克朗斯大胆创新,用技术和产品携手生产企业不断实现绿色制造的梦想,探寻经济收益的最大化。
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启程绿色之旅
2004年
Ustersbacher啤酒厂启动 “品牌绿色之路” ,旨在打造保护环境的饮料生产流程。其措施包括在生产运营中采用统一的能源管理系统。
2005年
该啤酒厂安装了第一个屋顶光伏电站,并在随后的几年里持续扩建。如今,该系统的电力生产能力达到1兆瓦。
2010年
该啤酒厂建立了一个以废水为原料的试点沼气厂,最初是为了降低水的COD(化学需氧量)。此后,这套设备也用于发电,其目标是能源的自给自足。
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创新设想:能源自给的啤酒厂
2011年
2011年,克朗斯公司帮助Ustersbacher首次完成了能源消耗清单及测算。
“ 如果想要大幅度降低二氧化碳排放,远离石化能源,只有采用完整的闭环系统才是一条正确之路。"
——斯坦尼克(Steinecker) Helmut Kammerloher 先生
Ustersbacher的管理层也同意他的观点。因此,这两家公司共同努力,使Helmut Kammerloher的想法逐渐成为现实:一个酿酒厂,始终保持较低且适宜产品的工艺温度,热能可以很容易地回收。借助一套中央蓄能系统,大量减少石化能源的使用,同时大幅度削减峰值用量。随后几年,两家公司多年的合作最终促成了Brewnomic系统的诞生。该解决方案的核心任务是实现啤酒厂的能源独立,通过回收利用酿造过程中的废弃物质来生产电力,实现自我供应,达到能源自给自足。换句话说,它的目的是将酿酒厂与发电站集于一身。
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2015年
作为双方合作的第一个项目,2015年克朗斯对Ustersbacher啤酒厂的糖化设备进行了升级改造。拆除了旧的煮沸锅,安装新的ShakesBeer糖化锅以实现浸出糖化工艺。同时,还安装了EquiTherm热能回收系统,并将原有的热水冷凝器改造成蒸汽冷凝器,为过滤麦汁加热器提供热源。在EquiTherm热能回收系统中,通过麦汁冷却器获取大约96℃的热水,同样存放在中央蓄能器中。借此,可以再利用作为糖化锅的加热能源。
“ 此后,我们的所有耗能设备几乎都切换到低温系统,这样还能减少对产品品质的损害。唯一需要高温的是麦汁煮沸和扎啤桶杀菌,两者需要大约130℃的高温。在其它区域,所有的耗能设备都接入了中央低压热水蓄能器。"
——Helmut Kammerloher 先生
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核心升级:联合供能系统和沼气设备
2015年
2015年,Ustersbacher啤酒厂决定安装一台热电联合供能系统(CHP)。根据克朗斯的建议,这套系统配置了更高温度的单一热流设计,大约110℃。运行过程中, 84℃左右的热水进入CHP系统,用来冷却引擎,然后以110℃的温度流出CHP系统。如此的热水温度转换带来的优势是显而易见的。一方面,该系统可以直接将110℃热水供应给所需设备,以加热介质。另一方面,在加热过程中,又可以产生84℃的热水,再度回流到CHP系统作为补充。在低温啤酒厂,这样的热水循环可以满足大多数设备的需要。相比之下,一个常规的CHP系统通常输送来自发电机冷却装置的大约80℃的热水,但这需要70℃或者更低的回流温度。实际上,啤酒厂基本不会有70℃的排放热水。此外,在啤酒厂中,常规的CHP系统通常利用高温废气来协助加热用水,这经常受到负载波动的影响。与众不同的是,凭借特殊的循环管路设计以及较高的温度供应能力,Ustersbach啤酒厂的CHP系统能够持续提供超过90%的高效率。此后,克朗斯还为Ustersbacher啤酒厂安装了一台低压蓄能器,由CHP系统(目前也由沼气设备)持续提供110℃的热源。借助这种级联储能系统的结合, Ustersbacher啤酒厂的CHP系统基本覆盖了玻璃瓶生产线、CIP设备和其它耗能设备的大部分热能供应。
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2017年
2017年,Ustersbach啤酒厂新建了糖化车间,全部采用了克朗斯斯坦尼克设备。
“谁拥有智能先进的生产设备,谁就能酿造出更加优质的啤酒。并且我们已经证明这并非虚言:2020年,我们荣获了德国农业协会颁发的联邦荣誉奖——巴伐利亚最佳啤酒厂。”
——总经理 Stephanie Schmid 女士
2018年当灌装设备改造纳入日程时,Ustersbacher啤酒厂再次选择了克朗斯公司作为合作伙伴:引进一台新的Modulfill HES灌装机,能力为每小时5.5万瓶。为了实现更为严苛的安全卫生标准,灌装机还配备了一套非常高效的外部清洗装置,一台采用卫生型设计的产品分配器,以及可以整体冲洗的皇冠盖封盖机和免润滑的升降气缸。不论是CIP刷洗杯的送入还是探针与灌装液位之间的调整,全部自动完成。机器操作人员还可以通过触摸屏控制产品用水、工艺用风、无菌空气、二氧化碳以及电能的消耗值。另外,这台灌装机还能在较高温度下完成灌装,以保证其能随后并入CHP系统。
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2019年
作为下一项任务,2019年Ustersbacher啤酒厂以及来自斯坦尼克公司的专家开始着手改进原有的沼气系统。根据克朗斯的建议,沼气不仅要为CHP系统供能,还要供能给热水锅炉。然而当时,多余的沼气皆被白白燃烧掉,因为啤酒厂还没配置能够处理和利用多余沼气的系统。为此,克朗斯在基于Botec F1流程控制系统的基础上开发出了沼气控制系统,该系统能够去除沼气中的硫化物和残留水分。与此同时,该啤酒厂还将废酵母排入沼气设备,借此进一步提高收益。
同年,克朗斯优化了洗瓶机内部的热交换器,增加了流动偏转和引导对流,进一步降低了这台耗能设备的回流温度。借此,可以将峰值时间的温度从104℃降低到平均90℃。降低回流温度的控制也由Botec F1完成,这同样也改善了储能单元内的热分层。
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2020年
作为当前的最后一项任务,Ustersbacher啤酒厂于2020年夏季安装了一套克朗斯提供的二氧化碳回收装置。这也是对可持续发展的另项投资:该啤酒厂借此可以最大化利用现有的废弃资源,即发酵过程中产生的二氧化碳。如果没有回收装置,这部分二氧化碳将作为废气排放到空气中,而Ustersbacher啤酒厂却因生产需要必须外购工业二氧化碳。
这套设备的回收能力为每小时300千克二氧化碳,每年最多可以节省800吨二氧化碳。Ustersbacher啤酒厂将回收的二氧化碳用于啤酒和柠檬水的灌装。此外,二氧化碳汽化时释放的冷却能量被送入中央制冷单元,从而减少了制冷装置的电能消耗。此后,制冷装置反过来使用二氧化碳进行二氧化碳液化,因为在闭环系统中,二氧化碳被认为是目前最环保的制冷剂。
下一步:在制冷系统中增加能量回收
Ustersbacher啤酒厂的下一个投资项目将是在制冷系统中增加能量回收。通过提高温度,可以降低对制冷能力的需求,这将明显改善工厂的性能系数(COP)。当然,这需要在更高的温度下灌装啤酒。通常情况下,清酒罐中成品啤酒的温度大约为0℃。这些啤酒在6℃至7℃进行冷灌装。为了避免周转箱中的低温瓶因环境湿度出现冷凝,必须根据情况对其进行适当升温处理。如果在啤酒过滤后前往常温清酒罐的过程中,使用专门配置逻辑控制和流量计系统的热交换器对啤酒进行升温,相应的,水套冷却水的温度则从14℃降到6℃至7℃。这样,不仅可以取消暖瓶工序,而且水套冷水成为冰水,由此减少了制冷设备的负荷。
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通常情况下,啤酒厂使用3℃至4℃的冰水,借此对发酵罐内10℃至14℃的啤酒进行喷淋降温。在Ustersbach啤酒厂,对于采用下层发酵的艾尔啤酒,只需要6℃至8℃的冰水温度已经能够满足要求。这要归功于EquiTherm系统实现的温水平衡。通过较高的目标温度,可以改善制冷设备的COP值,减少电能消耗。
“借助上述措施,Ustersbacher啤酒厂进一步落实了斯坦尼克Brewnomic方案的创意。在我看来,Ustersbacher啤酒厂就是可持续发展的典范。在某种程度上,这是因为它的业主家族最为看重的不是快速获得投资回报,而是生产的可持续性。他们愿意等待更长一点时间,直到投资能够收回成本。”
——Helmut Kammerloher 先生
Ustersbacher啤酒厂基于各种提升效率的措施,其生产能耗比行业内的平均值低约50%。
Ustersbacher啤酒厂
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Ustersbacher是一家位于德国巴伐利亚的中型传统啤酒企业, 具有四百多年的历史。自诞生之日起,旗下Ustersbach啤酒产品皆根据巴伐利亚1516年的纯净法而酿造,加上原材料全部精选于巴伐利亚,产品质量有口皆碑,屡获德国质量金奖,并被授予全球GGA产品标签(受保护的地理标志)和IFS认证。
时至今日,Ustersbacher公司的发展愈加多元化,其生产的产品不仅包括十几种不同的啤酒,业务还逐渐延伸到矿泉水和其他无酒精饮料领域。但无论时代如何变迁、消费趋势如何流转,“可持续发展”的经营理念始终印刻于Ustersbacher公司的前进之途,并为之行之不渝,造就一条与众不同的生产“绿色之路”。这从该企业家族逐年对能源再生利用的强化投资可见一斑。