Abwärme ist für uns ein Rohstoff, kein Nebenprodukt.

Prozesswärmetransformation in der Alfred Ritter GmbH und Co. KG: Interview mit Benjamin Flaig

Clemens Buhr, DENEFF e.V.: Für was und auf welchem Temperaturniveau benötigt die Alfred Ritter GmbH und Co. KG Prozesswärme?

Benjamin Flaig, Alfred Ritter GmbH & Co. KG: In der Schokoladenherstellung gibt es viele Prozessschritte, bei denen sich Erwärmen und Kühlen abwechseln. Prozesswärme brauchen wir zum Beispiel beim Conchieren und Temperieren, aber auch später, um unsere Schokolade auf einem bestimmten Temperaturniveau zu halten oder gezielt zu erwärmen.
Dabei benötigen wir je nach Prozess zwei unterschiedliche Temperaturniveaus. Früher sind wir mit 80 Grad Celsius in unsere Fabrik gefahren und mit gut 60 Grad Celsius zurückgekommen. Anschließend ging es mit etwa 60 Grad Celsius noch einmal in unser Werk, bevor das Wasser mit rund 45 Grad Celsius zurückkam. In den vergangenen Jahren haben wir das obere Temperaturniveau bereits auf 70 Grad abgesenkt. Heute betreiben wir deshalb ein Netz mit 70 Grad Celsius und ein Niedertemperaturnetz mit 55 bis 60 Grad Celsius. Die Niveaus nähern sich immer weiter an mit dem Ziel, die Temperaturen so weit wie möglich zu senken, damit wir Wärme möglichst effizient erzeugen und verteilen können.

Clemens Buhr, DENEFF e.V.: Was hat euch motiviert, die Prozesswärme sauberer und energieeffizienter zu gestalten?

Benjamin Flaig, Alfred Ritter GmbH & Co. KG: Nachhaltigkeit und der verantwortungsvolle Umgang mit Ressourcen gehören bei Ritter zur Unternehmens-DNA. Wir beziehen bereits seit 2002 ausschließlich Grünstrom, und mit Energieeffizienz beschäftigen wir uns nicht erst seit gestern, sondern seit Jahrzehnten. Wir waren eines der ersten Industrieunternehmen mit einem Blockheizkraftwerk und haben in den vergangenen Jahren unser komplettes Kühlsystem überarbeitet.
Die in der Fabrik entstehende Abwärme bündeln wir heute an zwei zentralen Stellen. Dafür haben wir im Vorfeld unter anderem Hybridkühlanlagen in Betrieb genommen. Sie reduzieren unseren Wasserverbrauch um etwa 20.000 Kubikmeter pro Jahr und schaffen zugleich die Grundlage dafür, unsere Abwärme gezielt nutzbar zu machen. Zusätzlich setzen wir auf eigene regenerative Energieerzeugung, etwa durch unsere zwei Windkraftanlagen und unsere Photovoltaik-Freiflächenanlage. Und so war die Wärmetransformation der logische nächste Schritt. 
Durch eigenen erneuerbaren Strom im Portfolio sowie Abwärme, die gebündelt und zentral zusammengeführt ist, haben wir die wesentlichen Voraussetzungen geschaffen, um unsere Wärmeversorgung nachhaltig und wirtschaftlich weiterzuentwickeln. So ist Energieeffizienz für uns nicht nur ökologisch sinnvoll, sondern auch wirtschaftlich und ein wichtiger Beitrag zu einer resilienten Produktion.

Clemens Buhr, DENEFF e.V.: Wie habt ihr konkret vor, die benötigte Prozesswärme zu dekarbonisieren und welche Technologien kommen dabei für euch in Betracht?

Benjamin Flaig, Alfred Ritter GmbH & Co. KG: Wir setzen auf fünf industrielle Großwärmepumpen und nutzen dafür die Abwärme aus unserer eigenen Produktion. Warum? Wenn wir uns geopolitisch anschauen, welche Rohstoffe zur Verfügung stehen und welche Energie wir selbst effizient gewinnen können, dann ist es Strom. Sonne und Wind haben wir in Deutschland. Wir haben also zwei Rohstoffe frei am Markt verfügbar mit denen ich Primärenergie selbst erzeugen kann. Im Sinne der Kreislaufwirtschaft ist das der konsequenteste Ansatz: Wir nehmen einen vorhandenen Energiestrom auf, heben ihn mit der Wärmepumpe auf das benötigte Temperaturniveau und führen die Wärme wieder dem Produktionsprozess zu. Dafür müssen wir weder Umgebungsluft als Wärmequelle nutzen noch zusätzliche Erdbohrungen vornehmen.
Unsere Wärmepumpen erzeugen rund 12.000 Megawattstunden Wärme pro Jahr und decken damit etwa 90 Prozent unseres Wärmebedarfs. Die letzten 10 Prozent bleiben übrig, weil es produktionsfreie Tage gibt. Gleichzeitig ersetzen sie ungefähr 25.000 Megawattstunden Erdgas und senken unsere Scope-1-Emissionen um rund 90 Prozent. 
Außerdem haben wir uns bei den Wärmepumpen bewusst für Ammoniak als Kältemittel entschieden. Ammoniak ist ein natürliches Kältemittel mit einem CO2-Äquivalentewert von null. Die Maschinen sind in der Anschaffung zwar etwas teurer, dafür ist der Wirkungsgrad sehr gut. Selbst im Januar, bei zweistelligen Minusgraden, lagen wir konstant bei einem COP von 5 oder besser. In unseren Business Case waren wir mit einem COP von 4,5 gestartet - tatsächlich sind wir rund zehn Prozent besser als ursprünglich angenommen. Und das macht richtig Spaß, da geht einem als Energiemanager das Herz auf.
Die Wärmepumpen sind Teil einer Gesamtstrategie. Wir wollen effizient, emissionsarm und langfristig zukunftsfähig wirtschaften. Wir verstehen Abwärme inzwischen als Rohstoff in unserer Produktion. Sie ist nicht einfach ein Nebenprodukt, das wir loswerden müssen, sondern ein Energiestrom, den wir aktiv nutzen können. Und die Nutzung der eigenen Abwärme ist dabei zugleich effizient, wirtschaftlich umsetzbar und skalierbar.

Eine der fünf industriellen Wärmepumpen, mit der Ritter die betriebsinterne Abwärme auf ein nutzbares Niveau hebt, Quelle: Alfred Ritter GmbH und Co. KG

Clemens Buhr, DENEFF e.V.: Habt ihr einen Hochtemperatur-Wärmespeicher oder einen Speicher im System integriert?

Benjamin Flaig, Alfred Ritter GmbH & Co. KG: Auf der Wärmeseite nutzen wir Wasserspeicher. Das ist kein Hochtemperaturspeicher, sondern ein Speicher auf dem Niveau, das die Wärmepumpe erzeugen kann. Wir haben dort noch ein Delta von etwa zehn Grad und können mit der Wärmepumpe bis zu 80 Grad in den Speicher laden.
Wir haben auch geprüft, ob wir über einen großen saisonalen Speicher nahezu 100 Prozent unserer Wärme aus Abwärme gewinnen könnten. Rein rechnerisch würden wir 99,5 Prozent erreichen, weil wir über das Jahr genügend Abwärme haben. Dafür wäre allerdings ein unterirdisches Becken in der Größe eines Fußballfeldes nötig. Die Investitionssumme wäre damit weit von einer wirtschaftlichen Lösung entfernt. Deshalb arbeiten wir heute mit kleineren Wärmepuffern, die ein Abpuffern über mehrere Stunden ermöglichen. Ein Hochtemperaturspeicher, mit dem wir einen ganzen Tag fahren könnten, ist derzeit wirtschaftlich nicht abbildbar - und damit aus unserer Sicht auch nicht nachhaltig.

Clemens Buhr, DENEFF e.V.: Welche Energieeffizienzmaßnahmen konntet ihr bereits durchführen?

Benjamin Flaig, Alfred Ritter GmbH & Co. KG: Da haben wir einen bunten Blumenstrauß zu bieten, weil wir einen ganzheitlichen Ansatz mit vielen großen und kleinen Maßnahmen verfolgen. Dazu gehören LED-Beleuchtung und angepasste Raumtemperaturen, die Umstellung auf energieeffizientere Anlagen, der Einsatz von E-Lkw für die interne Logistik sowie Investitionen in regenerative Energieerzeugung durch Windkraft und Photovoltaik. Und die neue Wärme- und Kälteinfrastruktur ist eben ein weiterer großer Baustein.
Besonders spannend sind oft Maßnahmen, die kaum Investitionen benötigen. Ein Beispiel: Wenn Schokolade aus unseren Conchen abgepumpt wird, hat sie noch eine gewisse Restwärme und muss vor der Weiterverarbeitung leicht abgekühlt werden. Das geschieht in doppelwandigen, beheizten Rohrleitungen. Wir pumpen bewusst etwas wärmere Schokolade ab und erwärmen mit dieser heißen Masse im Gegenstromverfahren unser Heizungsnetz. Da die Hardware bereits vorhanden war, brauchte es hier eigentlich nur Prozessverständnis und eine gute Idee unserer Programmierer.
Ein anderes Beispiel betrifft die Rührwerke in unseren Behältern. Sie halten die Schokolade flüssig, indem sie die Masse ständig bewegen. Als ein Rührwerk defekt war und die Instandsetzung länger dauerte, hat unser Qualitätsmanagement die Masse besonders engmaschig geprüft. Dabei wurde festgestellt, dass der Rührzyklus deutlich reduziert werden kann, ohne die Qualität zu beeinträchtigen. So konnten wir erhebliche Mengen Strom einsparen.
Wir haben ein interdisziplinäres Energieteam mit Kolleginnen und Kollegen aus allen Unternehmensbereichen. Dieses Team trifft sich vier- bis sechsmal im Jahr zu unserem “Energiestammtisch“ und diskutiert Effizienzmaßnahmen. Auf der Aktionsliste stehen große Investitionen wie die Hybridkühlung und die Wärmepumpen ebenso wie kleine Maßnahmen, für die es vor allem Prozesswissen und Engagement braucht, den eigenen Bereich besser zu machen. 

Clemens Buhr, DENEFF e.V.: Habt ihr ein Energiemanagementsystem? Welche Rolle spielt es dabei?

Benjamin Flaig, Alfred Ritter GmbH & Co. KG: Wir sind nach ISO 50001 zertifiziert und haben das System 2015 eingeführt. Es strukturiert unsere Arbeit und hilft uns, Maßnahmen systematisch zu verfolgen. Es war aber nicht der Startschuss dafür, über Energieeffizienz nachzudenken. Das war in unseren Köpfen schon lange verankert - vermutlich auch ein Stück weit geprägt durch unsere Inhaberfamilie. Alfred Ritter war sehr technikaffin und hat uns bei energietechnischen Maßnahmen viel Vertrauen geschenkt, auch wenn sich diese erst nach fünf oder sechs Jahren amortisiert haben.
Dieses Commitment setzt sich in der heutigen Generation und Geschäftsführung fort. Wir denken in Generationen und nicht in Quartalsabschlüssen. Es darf auch einmal ein Return on Investment von sechs Jahren auf einer Maßnahme stehen, wenn sie uns langfristig weiterbringt. Entscheidend ist deshalb weniger das Managementsystem als die Haltung im Team: Energieeffizienz muss zum Alltag gehören.

Clemens Buhr, DENEFF e.V.: Kannst du den Prozess der Temperaturabsenkung von 80 auf 70 Grad und den internen Umgang damit – insbesondere mit den Anforderungen aus dem Qualitätsmanagement – näher ausführen?

Benjamin Flaig, Alfred Ritter GmbH & Co. KG: Die Heizungstemperatur ist bei uns keine heilige Kuh. Gleichzeitig gibt es bei jeder Veränderung auch ein paar Kritiker im Unternehmen. Das ist auch gut so, denn dadurch entsteht eine fundierte Diskussion und viele Fehler lassen sich vermeiden.
Wir haben die gewisse Schlüsselfunktionen im Unternehmen früh eingebunden, unter anderem unseren technischen Leiter und das Qualitätsmanagement. Dann sind wir Woche für Woche um ein Grad Celsius heruntergegangen und haben sehr genau beobachtet, ob Störungen auftreten oder Qualitätsthemen sichtbar werden. Wir haben also nicht einfach theoretisch alles bis ins Letzte berechnet, sondern es kontrolliert ausprobiert und mit sehr sensiblem Ohr in Richtung Qualität und Instandhaltung hingehört.
So sind wir schrittweise bis zu einem kritischen Moment an einem Aggregat gekommen. Dort lag der temperaturbedingte Sockel. Wir mussten dafür keine große Investition tätigen, sondern haben im Grunde nur am Rädchen gedreht. Am Anfang hieß es: Ohne 80 Grad läuft die Fabrik nicht. Die Realität hat etwas anderes bewiesen.

Clemens Buhr, DENEFF e.V.: Welchen Effekt hatte das auf die Wirtschaftlichkeit des Betriebs der Wärmepumpen?

Benjamin Flaig, Alfred Ritter GmbH & Co. KG: Die Wärmepumpen wurden erst nach der Temperaturabsenkung installiert und laufen direkt auf dem 70-Grad-Niveau sehr effizient. Den Effekt der Absenkung haben wir damals deutlich im Gasverbrauch gemerkt, da wir damals noch klassisch über BHKW und Gaskesseln geheizt haben.

Einbau einer von fünf industriellen Wärmepumpen, Quelle: Alfred Ritter GmbH und Co. KG

Clemens Buhr, DENEFF e.V.: Ihr habt bereits vor Langem von Dampf auf Heißwasser umgestellt. Wie ist deine Einschätzung zur Dampfnutzung in der Schokoladenherstellung?

Benjamin Flaig, Alfred Ritter GmbH & Co. KG: In der Schokoladenherstellung braucht man aus meiner Sicht keinen Dampf. Die Temperaturniveaus, mit denen wir arbeiten, sind moderat, und zu hohe Temperaturen sind für die Schokolade sogar problematisch. Wenn am Ende eines Prozessschritts 45 bis 90 Grad benötigt werden, ist es nicht sinnvoll, in der gesamten Fabrik Dampf mit deutlich über 100 Grad bereitzustellen und anschließend wieder herunterzukühlen.
Dampfnetze sind historisch gewachsen. Sie sind attraktiv, weil sich mit kleinen Rohrleitungen große Energiemengen transportieren lassen. Aber sie bringen auch erhebliche Ineffizienzen mit sich. Wir sind deshalb bereits vor dem Jahr 2000 von Dampf auf Warmwasser umgestiegen. Natürlich gibt es Prozesse, in denen Dampf gebraucht wird, zum Beispiel aus Hygienegründen in anderen Bereichen der Lebensmittelindustrie. Aber auch dort lässt sich vieles dezentral lösen. Wir haben beispielsweise einen Karamellkocher, der höhere Temperaturen benötigt. Diese erzeugen wir dezentral an einer kleinen Stelle mit geringem Energieaufwand, nicht in der ganzen Fabrik.

Clemens Buhr, DENEFF e.V.: Welche Barrieren hast du bzw. ihr im Laufe der Transformation festgestellt?

Benjamin Flaig, Alfred Ritter GmbH & Co. KG: Im Wärmepumpenprojekt selbst hatten wir nur wenige regulatorische Hürden. Es gab technische Herausforderungen, aber nichts, was uns grundsätzlich aufgehalten hätte. Deutlich schwieriger ist die Situation bei erneuerbaren Energien. Der Aufwand für eine PV-Freiflächenanlage ist enorm - von Artenschutzgutachten bis zu weiteren Auflagen. Auch Genehmigungen im Windbereich dauern sehr lange. Ich würde mir hier in der Region ein Windrad mit Direktleitung wünschen, weiß aber, dass dafür sieben bis zehn Jahre vergehen können. Das bremst viele Projekte aus. Hinzu kommen hohe Anfangsinvestitionen, die sich zwar amortisieren, aber zunächst finanziert und entschieden werden müssen. Außerdem müssen neue Systeme in eine bestehende Produktion integriert werden, ohne dass der Betrieb beeinträchtigt wird.

Clemens Buhr, DENEFF e.V.: Wie überwinden wir diese Barrieren?

Benjamin Flaig, Alfred Ritter GmbH & Co. KG: Wir brauchen vor allem stabile politische Rahmenbedingungen und Planungssicherheit. Es ändert sich zu schnell zu viel, sodass Industrieunternehmen kaum verlässlich planen können. Deutschland hat höhere Lohnkosten, zugleich aber hochqualifizierte Fachkräfte. Deshalb produzieren wir gerne hier. Was Deutschland immer ausgezeichnet hat, war politische Stabilität, auf die man bauen konnte. Diese Stabilität gerät durch schnelle Gesetzesänderungen und abrupte Richtungsänderungen im Energiegesetzesdschungel ein Stück weit ins Schwanken.
Nötig wären schnellere und einfachere Genehmigungsverfahren, verlässliche und langfristige Förderprogramme sowie mehr Standardisierung bei neuen Technologien. Im Grunde brauchen wir breitere Leitplanken, die stabil und planbar in die Zukunft führen. Dazwischen sollte es eine breite Spielwiese geben, auf der sich die Industrie freier bewegen und die jeweils passende Lösung für den eigenen Standort finden kann.

Clemens Buhr, DENEFF e.V.: Was würdest du uns gerne der Politik auf den Weg mitgeben?

Benjamin Flaig, Alfred Ritter GmbH & Co. KG: Ich würde mir mehr Vertrauen in die Industrie und in die Unternehmen wünschen. Wir sind bereit, unseren Beitrag zu leisten, zu investieren und Verantwortung zu übernehmen. Ich bin überzeugt, dass die nachhaltigste Lösung am Ende häufig auch die wirtschaftlichste und resilienteste ist. Die Politik sollte verlässliche Rahmenbedingungen schaffen, Bürokratie reduzieren und stärker darauf vertrauen, dass Unternehmen ihren Weg finden. Wir haben uns unabhängig von einer konkreten politischen Vorgabe für diese Transformation entschieden, weil wir davon überzeugt sind, dass sie nachhaltig, richtig und am Ende auch wirtschaftlich ist.

Clemens Buhr, DENEFF e.V.: Was würdest du Unternehmen empfehlen, die noch ganz am Anfang ihrer Prozesse mit Transformation stehen?

Benjamin Flaig, Alfred Ritter GmbH & Co. KG: Mutig sein, den ersten Schritt gehen und nicht erwarten, die gesamte Transformation innerhalb eines Jahres abzuschließen. Schritt für Schritt vorzugehen, ist völlig in Ordnung. Jeder Schritt zählt. Unternehmen sollten ihre eigenen Potenziale erkennen und prüfen, wo sich ökologische und wirtschaftliche Verbesserungen verbinden lassen.
Als Ingenieur neigt man dazu, die Dinge zu hundert Prozent bis zum Ende durchdenken zu wollen, bevor man startet. Das braucht es nicht immer. Auch wir wissen noch nicht genau, wie wir die letzten Prozent vom Gas wegkommen, und sind trotzdem losgegangen. Selbst wenn man zunächst nur 80 Prozent erreicht, ist das ein entscheidender Schritt. Wichtig ist, anzufangen, Erfahrungen zu sammeln und die Lösung dann weiterzuentwickeln.

Clemens Buhr, DENEFF e.V.: Das ist schon fast ein sehr schönes Schlussplädoyer. Gibt es noch etwas, was du ganz gerne deinen Antworten hinzufügen möchtest?

Benjamin Flaig, Alfred Ritter GmbH & Co. KG: Effizienz und Wirtschaftlichkeit sind das eine. Gleichzeitig ist es für die Umwelt entscheidend, dass alle daran arbeiten, ihre Emissionen zu senken. Wir haben nur diese eine Welt, in der wir leben können. Deshalb muss jeder seinen Beitrag leisten.
Mit der Maßnahme, die wir jetzt umgesetzt haben, sparen wir rund 90 Prozent unserer Scope-1-Emissionen ein. Damit reduzieren wir die Emissionen, die wir am Standort verursachen, immens. Unser validiertes Science-Based-Targets-Ziel sieht vor, bis 2030 insgesamt 42 Prozent all unserer Scope 1 bis 3 Emissionen zu senken. Dafür sind Maßnahmen wie die Wärmepumpen zwingend notwendig.
Wir werden dieses Ziel erreichen. Dafür braucht es aber auch die Zusammenarbeit mit unseren Lieferanten entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Gleichzeitig sind wir selbst in der Pflicht, vor der eigenen Haustür zu kehren. Die neue Wärmeversorgung ist dafür ein sehr großer und wichtiger Schritt in die richtige Richtung.

Clemens Buhr, DENEFF e.V.: Vielen Dank für dieses spannende Interview!