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ZUSAMMENFASSUNG*...*4*
RÉSUMÉ*...*5*
SUMMARY*...*6*
1.*AUSGANGSLAGE*UND*ZIELE*...*7*
2.*AKTUELLE*SITUATION*...*7*
2.1.$Gekühlte$Verkaufsautomaten:$Ablösung$der$freiwilligen$Branchen?Energieetikette$mit$ obligatorischer$EU?Energieetikette$...$7*
2.2.$Wasserspender:$Keine$einheitliche$Deklaration$zum$Energieverbrauch$...$7*
2.3.$Technologiesprung$steht$bevor:$ab$2022$keine$fluorierten$Kältemittel$mit$ Treibhauspotenzial$über$150$mehr$...$8*
2.4.$Markt$...$8*
2.5.$Typologie$...$10*
2.6.$Bestand$...$12*
2.7.$Energieverbrauch$von$gekühlten$Automaten$...$14*
2.8.$Energieverbrauch$von$Wasserspendern$...$16*
2.9.$Energiemanagement?Systeme$/$Nachtmodus$...$17*
2.10.$Sparpotenzial$Schweiz$...$18*
2.11.$Zukünftiges$Potenzial:$Neues$Expansionsventil$(Expand$Projekt)$...$18*
2.12.$Zukünftiges$Potenzial:$Instantkühlung$für$Getränke$(V?Tex$Projekte)$...$19*
2.13.$Beschaffung$...$20*
3.*DISKUSSION*UND*EMPFEHLUNGEN*FÜR*DIE*SCHWEIZ*...*21*
4.*LISTE*DER*BEFRAGTEN*PERSONEN*...*23*
REFERENZEN*...*23*
1.*ANHANG:*ENERGY*STAR*MESSMETHODE*WASSERSPENDER*...*24*
2.*ANHANG:*ENERGIEVERBRAUCH*VON*VERKAUFSAUTOMATEN*...*25*
3.*ANHANG:*SCHWEDISCHE*BESCHAFFUNGSDKRITERIEN*FÜR*VERKAUFSAUTOMATEN*...*27*
4.*ANHANG:*‚ENERGIEVERBRAUCH*VON*GEKÜHLTEN*VERPFLEGUNGSAUTOMATEN*IN*DER*SCHWEIZ’*(1998) *...*28*
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Bundesamt für Energie Office fédéral de l'énergie Ufficio federale dell'energia Swiss Federal Office of Energy __________________________________________________________________________________
Forschungsprogramm "Elektrizität"
Energieverbrauch von Automaten und Energiesparmöglichkeiten
ausgearbeitet durch
Bernard Aebischer, ETH Zürich, Forschungsgruppe Energieanalysen Alois Huser, Encontrol GmbH, Niederrohrdorf
English abstract included
Im Auftrag des
Bundesamts für Energie
Juni 1998
1
Energieverbrauch von
Automaten und Energiesparmöglichkeiten
Eine Studie des Kompetenzzentrums „Energie und Informationstechnik“
Inhaltsverzeichnis
1 Kurzfassung 2
Abstract 7
2 Einleitung 12
3 Untersuchungsgegenstand, Eingrenzung 14
4 Wissensstand heute 16
4.1 Untersuchte Automaten und Kurzbeschrieb der wichtigsten Projekte 16
4.1.1 Verkaufsautomaten 16
4.1.2 Vernetzte elektronische Automaten 17
4.1.3 Verschiedene Automaten 12
4.2 Systematische Darstellung der Fragestellung 18
4.2.1 Energieverbrauch 19
4.2.2 Energieeinsparmöglichkeiten auf Geräteebene 19
4.2.3 Umsetzung: Energieeinsparung auf Landesebene 20
4.3 Zusammenfassende Kennzahlen 21
5 Energieverbrauch von gekühlten Verpflegungsautomaten in der Schweiz 24 6 Energieverbrauch von Automaten in ausgewählten Objekten des
Dienstleistungssektors 25
7 Empfehlungen 27
7.1 Schätzung des Stromverbrauchanteiles über alle Sektoren 28 7.2 Aufarbeiten von Grundlagenwissen bei einzelnen Automaten 28 7.3 Aufarbeiten von Grundlagenwissen bei Automaten, welche mobil betrieben
werden 29
7.4 Gezielte weitere Umsetzung durch Pilot- und Demonstrationsprojekte 29
8 Literaturhinweise 31
Anhang 35
sb_automaten1.doc/07.07.98/Hus
76
Anhang 4: Energieverbrauch von gekühlten Verpfle- gungsautomaten in der Schweiz
1 Marktsituation
1.1 Segmentierung
Der Markt wird unterteilt in die Kategorien Betriebsverpflegung (Private Vending) und öffentlich aufgestellte Automaten (Public Vending). Bei den Verpflegungsautomaten wird unterschieden zwischen:
• Instantautomaten (v.a. Kaffee)
• Frischbrühautomaten (Kaffee)
• gekühlte Getränke- und Warenautomaten: Softdrinkautomaten, Snackautomaten
• Diverse Automaten
Bei den gekühlten Getränke- und Warenautomaten (Softdrink- und Snackautomaten) können für die Schweiz die folgenden Gerätekategorien unterschieden werden:
1. Kaltgetränke Premix in Alu - Dosen oder PET - Flaschen (33 dl, 50 dl)
2. Kaltgetränke Postmix (ohne Heissgetränkeautomaten mit Angebot an Postmix - Kaltgeträn- ke, welche mit kaltem Wasser zubereitet werden)
3. Snacks und Kaltgetränke (Spiralautomaten) 4. Verderbliche Waren (Trommelautomaten) 5. Wasserdispenser
1.2 Akteure
Ein Besteller kann einen Automaten kaufen, mieten oder durch einen externen Anbieter be- treiben lassen (Operating). Im letzteren Falle stellt jemand dem Betreiber einen Standort für den Automaten zur Verfügung. Es kann somit von einem „Standort - Verleiher“ gesprochen werden. Die Anbieter (Betreiber) offerieren auch kundenspezifische Zwischenlösungen mit einzelnen Modulen wie Inkasso, Auffüllen oder Wartung. In der Schweiz ist der wichtigste An- bieter die Firma Selecta AG. Bei diesem Anbieter werden ungefähr 20 Prozent der Automaten verkauft und 65 Prozent im Operating betrieben. Die restlichen 15 Prozent werden vermietet.
Der wichtigste Anbieter in der Schweiz ist die Firma Selecta mit einem beherrschenden Markt- anteil. Weitere Anbieter sind AGB Automaten-Verpflegung in Zürich, nova autoservice sa im Kanton Tessin und Leomat in der Ostschweiz. Die Anbieter sind im Vending Verband Schweiz (VVS), Bern organisiert. Dieser Verband ist wiederum Mitglied der European Vending As- sociation (EVA). Neben diesen Operating-Firmen betreiben die Firmen Coca-Cola Amatil und Unifontes AG (Pepsi usw.) Kaltgetränkeautomaten.
Normalerweise wird der Strom- und Wasserverbrauch vom „Standort - Verleiher“ bezahlt. Eine Ausnahme bildet das Verhältnis zwischen den Schweizerischen Bundesbahnen (SBB) als
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„Standort - Verleiher“ und dem Betreiber „Selecta“. Der Betreiber bezahlt in diesem Fall dem
„Standort - Verleiher“ eine Pauschale für den Stromverbrauch, welcher auf Grund einer Mes- sung grob ermittelt wurde.
1.3 Hersteller von Automaten
Die in der Schweiz eingesetzten Automaten stammen mit Ausnahme von Vendo, welche in den USA beheimatet ist, von europäischen Herstellern, so zum Beispiel:
• Deutsche Wurlitzer GmbH, Hüllhorst, Deutschland
• Elektrolux Zanussi Vending SPA, Valbrembo, Italien
• Sielaff GmbH & Co. Automatenbau, Herrieden, Deutschland
• Vendo Europe Inc., Düsseldorf, Deutschland
• Wittenborg A/S, Odense C, Denmark
1.4 Bestandeszahlen
Der Vending Verband Schweiz (VVS) hat keine Statistik über die in der Schweiz installierten Automaten. Er nimmt zur Zeit einen neuen Anlauf, um eine solche Übersicht aufzubauen.
Gemäss Erhebung bei der Selecta AG, Coca-Cola Amatil und einer Hochrechnung gemäss Marktanteil der Selecta sind in der Schweiz etwa folgende Getränkeautomaten in Betrieb:
Gerätekategorie Anzahl
Kaltgetränke Premix in Alu - Dosen oder PET - Flaschen (33 dl, 50 dl) 13000 Kaltgetränke Postmix (ohne Heissgetränkeautomaten mit Angebot an
Postmix - Kaltgetränke, welche mit kaltem Wasser zubereitet werden)
250
Snacks und Kaltgetränke (Spiralautomaten) 1200
Verderbliche Waren (Trommelautomaten) 1700
Total 16150
Zum Vergleich: Eine Studie hat für Dänemark (ca. 5.3 Mio. Einwohner) etwa 4'000 Kaltgeträn- keautomaten Premix und 3'000 Postmix geschätzt [Mun 1995]. In der Schweiz ist der Anteil der Premix - Getränkeautomaten viel höher. Weiter ist die Anzahl Automaten pro Einwohner in der Schweiz (7 Mio. Einwohner, 13'000 Automaten) um etwa 40 Prozent höher als in Däne- mark.
In der Betriebsverpflegung hat nur etwa jeder fünfte Betrieb, welcher einen Kaffeeautomat von einem Operator betreiben lässt, auch einen Softgetränkeautomaten.
Der Anteil an Alu - Dosen beträgt in der Betriebsverpflegung etwa 20 % und im öffentlichen Bereich nahezu 100 %.
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1.5 Marktaussichten
Gemäss Aussage des führenden Anbieters stagnieren die Verkaufszahlen für Kaltgetränke- automaten im Betriebsverpflegungsbereich seit etwa fünf Jahren. Dies obwohl fünf mal mehr Heissgetränke- als Kaltgetränkeautomaten installiert sind. Falls der Preis für die angegebenen Getränke gesenkt werden kann, ist durchaus eine Marktausweitung möglich.
Eine gewisse Marktausweitung wird noch bei den Autobahnraststätten und bei den Tankstel- len gesehen. Im Betriebsverpflegungsbereich gibt es zunehmend eine Nachfrage nach einem Ersatz der Kantinen, denn die Betriebseinheiten werden immer kleiner (Zunahme von KMU - Firmen). Es werden Konzepte gesucht mit automatischen Verpflegungsnischen mit tiefge- kühlten Menüs und Zubereitungsmöglichkeiten (z. B. Mikrowellenofen).
Neu werden in der Betriebsverpflegung Wasserdispenser eingesetzt, welche Mineralwasser je nach Option ungekühlt oder gekühlt in Becher abfüllen.
Im öffentlichen Bereich gibt es ein Wachstum. Aufwendige Bewilligungsverfahren behindern (Einverständnis Eigentümer, Leuchtmittelreklame, Verkehrssicherheit) eine noch schnellere Marktausweitung. Ein weiteres Problem ist weiter der zunehmende Vandalismus.
In Zukunft werden die Automaten wahrscheinlich an das Telefonnetz angeschlossen. Damit wird ein E-Cash möglich und Daten über den Zustand der Maschine stehen dem Operator online zur Verfügung.
2 Energieverbrauch
2.1 Leistungsanforderungen und technische Ausrüstung
Die eingestellten Temperaturniveaus sehen folgendermassen aus:
• Kaltgetränke 8 - 11 °C
• Snacks 18 °C
• verderbliche Waren 5 °C
• Tiefkühlprodukte - 18 °C
Die heutigen neuen Kaltgetränkeautomaten haben einen abgeschlossenen Lagerraum, der von der Instrumentierung und der Beleuchtung getrennt ist. Im Gegensatz dazu ist dies bei vielen älteren Geräten nicht der Fall [Mun 1995].
Bei den von den Getränkeprodukten unabhängigen Betreibern ist die Beleuchtung kein wichti- ges Element. Bei den Getränkeherstellern, welche auch Automaten betreiben ist der Automat aber auch eine sehr wichtige Werbefläche, welche entsprechend beleuchtet ist.
2.2 Energieverbrauch der Automaten
Es gibt keine Untersuchung oder Angabe über das Alter, den Typ oder den Energieverbrauch von durchschnittlich eingesetzten Automaten in der Schweiz. Ein heute in der Schweiz häufig eingesetzter Kaltgetränkeautomat ist das Produkt Zanussi K 302:
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Vollautomatisches Standmodell für die Abgabe von Kaltgetränken in Ein- und Mehrwegfla- schen sowie Dosen. Der Automat verfügt über ein Kühlaggregat und bietet eine Auswahl von bis zu 5 verschiedenen Getränken. Die Kapazität beträgt ca. 150 Flaschen oder 300 Dosen.
Gemäss einer im Auftrag des Bundesamtes für Energiewirtschaft durchgeführten Messung benötigt dieser Automat pro Tag 2.9 kWh Strom (bei 20 °C Umgebungstemperatur und 11 °C Gerätetemperatur; ohne Beleuchtung). Generell kann gesagt werden, dass der Energiever- brauch von gekühlten Warenautomaten vom Modell, den Umgebungsbedingungen und von der eingestellten Kühltemperatur abhängt.
Die Snack - Automaten haben keinen abgeschlossenen gekühlten Lagerraum, denn der Kon- sument soll das Angebot sehen können. Dies hat zur Folge, dass die Beleuchtung von etwa 23 W im gekühlten Innenraum installiert ist. Die neueste Generationen von Automaten haben zwei getrennt regulierbare Kühlzonen. Bei einem Hersteller ist das Getränkelager sogar in sich abgeschlossen, leider aber nicht isoliert.
Messungen an gekühlten Warenautomaten in der Schweiz (im Auftrag von Bundesamt für Energiewirtschaft im November 1997) geben Werte zwischen 6.5 kWh und 8.5 kWh pro Tag an (bei 20 °C Umgebungstemperatur und 11 °C Gerätetemperatur).
Eine weitere Messung bei den Schweizerischen Bundesbahnen am Snackautomaten Wurlit- zer B650 ergab folgende Resultate:
Kühlaggregat: 313 W
Beleuchtung, Automatik: 77 W (Innenbeleuchtung 23 W, Leuchtaufsatz 39 W)
Die folgende Berechnung zeigt eine Abschätzung des Jahresstromverbrauchs bei Aussenauf- stellung am Schatten:
Aussentemp. Stunden im Jahr theoretische Laufzeit
Kühlaggregat Stromverbrauch [kWh]
> 20 °C 800 536 168
15 - 20 °C 1350 675 211
< 15 °C 6610 1322 414
Total 8760 2533 793
Zu diesem Kühlaufwand muss der Stromverbrauch für die Beleuchtung und Automatik (77 W x 8760 h = 675 kWh/Jahr) gezählt werden, was eine Summe von ungefähr 1500 kWh/Jahr (ca. 4.1 kWh/Tag) ergibt.
Aus energetischer Sicht sind die gekühlten Automaten bei Innenaufstellung wichtiger, denn die Umgebungstemperatur beträgt über das ganze Jahr mehr als 20 °C. Die Berechnung mit Kühllaststunden zeigt, dass bei Innenaufstellung rein theoretisch auf Grund der Temperatur- differenzen zwischen einer Kühltemperatur von 5 °C und der Raumtemperatur von 20 °C der Kühlenergieaufwand doppelt so hoch ist wie bei der Aussenaufstellung.
Bei der Firma Selecta kann der Kunde für Kaltgetränkeautomaten ein zusätzliches Energie- sparkit mieten. Die Kühlung wird dabei ausgeschaltet, der Bezug eines Getränkes ist aber möglich. Dieses Sparkit kostet Fr. 250.- (Miete Fr. 7.- pro Monat). Wird angenommen, dass der Automat in der Nacht während 12 Stunden ausgeschaltet ist und damit 50 % Strom spart (1.5 kWh/Tag), so ergibt sich eine Stromverbrauchsverminderung von etwa 550 kWh pro Jahr.
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Bei einem Strompreis von 15 Rp./kWh (Niedertarif) ergeben sich Stromkosteneinsparungen von etwa 83 Franken pro Jahr und Automat. Damit ist die Investition in 3 Jahren zurückbe- zahlt.
2.3 Hochrechnung des Energieverbrauchs für die Schweiz
Als Datengrundlage werden die Messungen vom Bundesamt für Energiewirtschaft im Novem- ber 1997 [Mey 1997] sowie die in Dänemark durchgeführten Messungen verwendet [Mun 1995]:
Typ Innen-
temp.
[C°]
Aussen- temp.
[C°]
Energie- verbrauch [kWh/24h]
Quelle Bemerkung
Kaltgetränke 7-8 22-24 8-10 [Mun 1995]
Kaltgetränke 11 20 3 [Mey 1997] neuere Autom.
ohne Beleucht.
Waren 8 22-24 8.8 [Mun 1995]
Waren 12 20 5 [Mey 1997] ohne Beleucht.
Waren 5 20 7 [Mey 1997] ohne Beleucht.
Für die Kaltgetränkeautomaten ist die Zusammensetzung des Gerätebestandes bezüglich des Alters nicht bekannt. Für die neuen Automaten nehmen wir den Messwert von [Mey 1997], wobei der Verbrauch für die Beleuchtung dazugezählt werden muss (+ ca. 1.5 kWh/24h). Der erste Kühlaufwand für die eingefüllten Dosen wird dabei vernachlässigt, da er bei einem häu- fig beobachteten Umsatz von 25 Getränke pro Tag weniger als 10 Prozent des Gesamtstrom- verbrauchs beträgt [Mun 1995]. Da keine Zahlen über den Stromverbrauch von älteren Auto- maten und über die Altersverteilung der Automaten vorliegen, nehmen wir für die Hochrech- nung die Messwerte von [Mun 95].
Bei den meist aussenaufgestellten Snackautomaten (Spiralautomaten) wird der im Kapitel 2.2 hergeleiteter Wert als Basis genommen.
Bei den Warenautomaten (Trommelautomaten) wird der Messwert von [Mun 1995] genom- men.
Automat Anzahl Au-
tomaten
Stromverbrauch/
Tag und Automat [kWh/24h]
Stromverbrauch/
Jahr [MWh]
Kaltgetränke 13000 9 42'705
aussenaufgestellte Snacksaut. 1200 4.1 1'796
Waren 1700 8.8 5'460
Total 15900 49'961
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3 Mögliche Massnahmen
Bei neueren Geräten ist eine deutliche Verbesserung der Energieeffizienz zu beobachten.
Trotzdem könnte der Stromverbrauch der Apparate weiter gesenkt werden.
Die „Standort-Verleiher“ von Automaten sollten sensibilisiert werden über die eigenen Be- triebskosten für Strom und Wasser. Daraus würde wahrscheinlich ein gewisser Druck auf die Betreiber entstehen, diese Kosten zu senken. Dieser könnte eintreten wenn die „Standort- Verleiher“ die Stromkosten dem Betreiber belasten. Dies führt dazu, dass die Betreiber die Stromkosten in ihre Betriebskostenrechnung einfliessen lassen und damit die Evaluation von neuen Automaten eventuell beeinflussen.
Einige grosse „Standort-Verleiher“ wie zum Beispiel die Bundesverwaltung oder die Gross- banken könnten bei der Ausschreibung der Betriebsverpflegung die Betreiber auffordern, den Stromverbrauch zu deklarieren und Mindestanforderungen einzuhalten.
Die Firma „Selecta“ ist klar marktbeherrschend. In dieser Situation könnte eine freiwillige Massnahme dieses Betreibers viel bewirken: Bei der Beschaffung von Ersatzautomaten wird ein tiefer Stromverbrauch als Anforderungsziel und Evaluationskriterium aufgenommen. Der Stromverbrauch kann durch eine bessere Isolation der gekühlten Lager und durch Abschalten der Kühlung zu bestimmten Zeiten (z.B. in der Nacht bei Automaten in Betrieben mit aus- schliesslichem Tagbetrieb) gesenkt werden. Damit würden auch die Laufzeiten der Kühlag- gregate und damit auch der Wartungsaufwand sinken. Eine betriebswirtschaftliche Rechnung aus Sicht der Betreiber mit Einbezug der Wartungs- und Geräteersatzkosten sollte für diese technischen Verbesserung durchgeführt werden.
4 Liste der befragten Personen
Objekt/Untersuchungsgegenstand Auskunftsperson
• Coca-Cola Amatil, Dietlikon Frau Deppeler
• Energieverbrauch, Kaltgetränkeautomaten D. Meier
• Schweizerische Bundesbahnen, Luzern Herrn Ruckstuhl
• Selecta AG R. von Grünigen
• Vending Verband Schweiz VVS, Bern Frau Burri
