Grüner Wasserstoff aus eigener Herstellung

Das Unternehmen August Weckermann KG im Schwarzwald hat eine Versorgung mit regenerativer Energie umgesetzt – zur Absicherung der Wasserstofftanks sind HEROSE Sicherheitsventile im Einsatz.

Die fertig diamantierten Werkstücke bei der August Weckermann KG glänzen um die Wette, während draußen die schwarz glänzenden Module der Photovoltaikanlage jeden Sonnenstrahl in Energie umsetzen. Das Familienunternehmen ist Weltmarktführer im Bereich des Diamantierens und hat ein umfassendes Energiekonzept umgesetzt, um die Produktion möglichst autark und klimaneutral mit Strom zu versorgen.

Der Schwarzwald und das Tüftler-Gen

Ausgangspunkt des Konzepts war das 31.000 Quadratmeter große Grundstück für den Neubau eines Produktions- und Verwaltungsgebäudes. Was tun mit der Fläche, die nicht bebaut wird? Man könnte dort per Photovoltaikanlage Strom produzieren. Aber dabei blieb es nicht, denn das Schwarzwälder Tüftler-Gen sorgte für ein Energiekonzept, das alle Register zieht: eine leistungsstarke Photovoltaikanlage, eine Redox-Flow-Batterie als Pufferspeicher, ein Elektrolyseur, gespeist mit gereinigtem Regenwasser, vier Wasserstofftanks, ein Löschwassertank als Pufferspeicher und eine Wärmepumpe – aber der Reihe nach.

Glänzende Lösungen – nicht nur in Sachen Energie

Begonnen hat die Firma Weckermann vor 140 Jahren mit Teilen für die Uhrenindustrie – damals auch für Schwarzwalduhren, besser bekannt als Kuckucksuhren. Heute ist das Unternehmen Spezialist für das Diamantieren, ein hochpräzises Schneidverfahren mit Diamantwerkzeugen. Ein diamantiertes Werkstück zeichnet sich durch Spiegelglanz, extrem glatte Oberfläche und höchste Maßgenauigkeit aus. Zu den mehr als 120 Kunden gehören namhafte Sanitärhersteller und Hersteller edler Schreibgeräte; auch hochwertige Verpackungen und Produktblenden entstehen auf den über 200 verschiedenen Maschinen und CNC-Bearbeitungszentren.

Unabhängigkeit und Planungssicherheit

Gerade in den letzten Jahren ist für den Mittelständler klar geworden, dass Unabhängigkeit und Preisstabilität bei der Energiebeschaffung ein wichtiger Faktor ist. Durch den hohen Energiebedarf und die erwartete weitere Preissteigerung entstehen finanzielle Belastungen, die langfristig die Wettbewerbsfähigkeit gefährden könnten. Außerdem sind durch zwei bis drei Stromausfälle pro Jahr immer wieder Schäden an den Maschinen entstanden. Die Investition in eine umfangreiche Energielösung folgt also einerseits rationalen Überlegungen und ist andererseits auch ein Herzensprojekt von Senior- und Juniorchef Karl und David Duttlinger: „Wir gehen gerne voran und hoffen auf Nachahmer.“

Pioniere in Sachen Energie

Nach der Entscheidung für die umfassende und nahezu autarke Energieversorgung am neuen Standort kam die größte Herausforderung: ein Konzept auszuarbeiten für alle Komponenten, ihr gutes Zusammenspiel und ihre passende Dimensionierung. Es gab schließlich nirgendwo einen fertigen Masterplan für eine solche Anlage. Projekt- und Bauleiter der Anlage im Hause Weckermann ist Jens Schuler.
Um das Projekt zu stemmen, habe man sich Schritt für Schritt herangetastet, wie der gelernte Elektriker, Techniker und studierte Wirtschaftsingenieur berichtet. Wichtig ist wahrscheinlich die Bereitschaft, sich auf Neues einzulassen – hier hat Weckermann als Unternehmen, das pro Jahr mehr als 300 neue Produkte herstellt, sicher das passende Mindset.

Keiner hat bis jetzt so ein modernes Energiesystem – für uns ein Wettbewerbsvorteil.

David Duttlinger, Geschäftsführer August Weckermann KG

Energie aus Sonnenlicht

Das Herzstück der Energieanlage ist die Stromerzeugung durch zwei Photovoltaikanlagen: eine auf der gesamten Dachfläche des Gebäudes mit einer Leistung von 700 Kilowatt peak und eine Anlage auf der Freifläche mit 2.000 Kilowatt peak. Dabei genügt allein die Dachanlage, um die Produktion und das Gebäude mit Strom zu versorgen. In einem Jahr produziert die PV-Anlage bis zu 2.900 Megawattstunden – eine Leistung, die in der Theorie ein Jahr lang 800 Einfamilienhäuser versorgen würde. Da bei August Weckermann in drei Schichten rund um die Uhr gearbeitet wird, braucht man eine Lösung für die Nächte, wenn die PV-Anlagen keine Energie erzeugen, und für Zeiten mit geringerer Ausbeute.

Batterie als Zwischenspeicher

Zu vielen Zeiten reicht die Leistung der Dach-PV-Anlage für den laufenden Energiebedarf aus. Die Stromproduktion der Freiflächen-PV-Anlage wird genutzt, um eine Batterie mit einer Speicherkapazität von 3,4 Megawattstunden und einer Leistung von 1.700 Kilowatt zu speisen. Es handelt sich um eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie. Diese Art von Batterie ist nicht brennbar und überzeugt durch ihre lange Lebensdauer. Die Batterie liefert die notwendige Energie für die Produktion in der Nacht. Der produzierte Strom, der darüber hinausgeht, wird für die Wasserstoffproduktion im Elektrolyseur eingesetzt.

Elektrolyse mit Regenwasser

In Oberbränd bei August Weckermann steht der einzige Elektrolyseur, der mit gereinigtem Regenwasser gespeist wird. Üblicherweise nutzt die Elektrolyse Trinkwasser, und der Wasserbedarf ist mit rund 9 Litern pro Kilogramm Wasserstoff beträchtlich. Das Regenwasser wird in einem 100-Kubikmeter-Tank gesammelt und für die Nutzung zu Reinwasser aufgearbeitet. Der Elektrolyseur produziert 5,4 Kilogramm Wasserstoff pro Stunde. Gespeichert wird der Wasserstoff in vier Tanks mit einem Volumen von je 115 Kubikmetern und einer Kapazität von 1.400 Kilogramm. Jeder der 20 Meter langen und 46 Tonnen schweren Tanks ist durch HEROSE Sicherheitsventile abgesichert. Die Ventile sind auf 40 Bar voreingestellt – auch alle weiteren Komponenten können diesen Druck aushalten. Sollte der Druck doch einmal höher ansteigen, sorgen die Sicherheitsventile dafür, dass kein Schaden an der Anlage entstehen kann.

Wir sind bislang sehr zufrieden und sammeln positive Erfahrungen mit dem System.

Jens Schuler, Business & Project Manager August Weckermann KG

Die H₂-Produktion läuft

Seit Mai produziert die Anlage Wasserstoff, im Idealfall rund um die Uhr, um die Tanks für den Winter zu füllen. Bei Bedarf kann der gespeicherte Wasserstoff in der Brennstoffzelle verstromt werden. Die Abwärme der Brennstoffzelle wird zusätzlich in das Heiznetz eingespeist. Auch die Abwärme der Produktionsmaschinen und des Druckluftsystems wird genutzt. Die Steuerung der Wärmepumpe entscheidet, ob die Wärme im Gebäude direkt verwendet oder in den Löschwassertank eingespeist wird. Der 200 Kubikmeter große Erdtank ist vorgeschrieben und wird im System als Pufferspeicher genutzt. Bei Bedarf wird überschüssige Wärme ins Löschwasser gespeist und zeitversetzt wieder entnommen. Minimal hat das Wasser 5 Grad und maximal 18 Grad Celsius. Gerade im Winter macht es einen großen Unterschied, ob die Wärmepumpe mit kalter Außenluft oder dem vorgewärmten Wasser arbeitet.

Das Energiesystem der Firma August Weckermann ist besonders umfassend und macht das Unternehmen nahezu energieautark.

Nachhaltiges Wirtschaften – rundum gedacht

Das Energiesystem des Unternehmens ist bis in alle Bereiche hinein durchdacht, geplant und umgesetzt. Mit einem überzeugenden Konzept, mit erfahrenen Partnern und mit praxiserprobter Technik. Das neue Gebäude wurde nach KfW-Standard gebaut. Immerhin befindet man sich am Standort auf nahezu 1.000 Meter Höhe, das bedeutet, die verbaute Technik muss auch bei minus 20 Grad Celsius noch funktionieren. Die Investitionssumme der gesamten Energieanlage lag bei 8 Millionen Euro, wovon 2,5 Millionen Euro Fördermittel waren. Geschäftsführer David Duttlinger geht von einer Amortisationszeit von rund 15 Jahren aus. Als Joker-Faktoren bezeichnet Duttlinger die Möglichkeiten, zukünftig überschüssige Energie zu verkaufen, z. B. an Nachbarunternehmen, oder Strom an den anderen Weckermann Standort in 3 Kilometer Entfernung zu transferieren. Insgesamt beeindruckt die Tiefe des umgesetzten Energiekonzepts – bis hin zur Beweidung der Flächen unter den PV-Modulen durch Schafe. Man spart sich den Aufwand für das Mähen und tut gleichzeitig etwas Gutes für die Umwelt.

August Weckermann KG

Die August Weckermann KG ist ein familiengeführter Präzisionsteile-Hersteller aus dem Hochschwarzwald, gegründet 1885. Das Unternehmen fertigt hochwertige Dreh- und Fräskomponenten. Mit hoher Fertigungstiefe, modernster Technologie und einem klaren Qualitätsanspruch steht Weckermann für Zuverlässigkeit, Präzision und Innovationskraft.