Energieeffizienz
CO2-freundliche Produktion veganer Alternativen zu Käse
Mit einer energieeffizienten Produktionsanlage gehört New Roots zu den Pionieren in der Schweizer Lebensmittelbranche auf dem Weg in eine klimafreundliche Zukunft. Auf der Basis von Cashewnüssen produziert das Start-up-Unternehmen im Berner Emmental Spezialitäten mit viel Geschmack und wenig CO2. Dank einer Hochtemperatur-Wärmepumpe und einer intelligenten Energiebewirtschaftung arbeitet der Betrieb gänzlich ohne fossile Brennstoffe.
Die pflanzlichen Alternativen zu Käse, Joghurt oder Crème fraîche, die New Roots im Emmental, im Herzen der Schweizer Milchwirtschaft, produziert, wollen vor allem eines – die Umwelt so wenig wie möglich belasten. Denn die Produktion von herkömmlichem, hochwertigem Käse – jährlich sind es mehr als 200‘000 Tonnen in der Schweiz – hat Schattenseiten. Die Käseproduktion ist hierzulande für rund 1‘700‘000 Tonnen CO2 verantwortlich. Vor diesem Hintergrund hat sich 2015 das junge Team von New Roots auf den Weg gemacht, Alternativen zu Käse zu entwickeln. Mit dem Wissen von traditionellen Käserinnen und Käsern bedient sich New Roots den altbewährten Techniken der Käseherstellung. Doch anstelle von klassischer Kuh- oder Ziegenmilch dienen Cashewnüsse als Basis für die Spezialitäten des Betriebes. Gegenüber der traditionellen Käseherstellung ist der CO2-Ausstoss um den Faktor 10 reduziert. Heute produziert New Roots mit einem Team von 33 Mitarbeitenden jährlich 300 Tonnen vegane Lebensmittelerzeugnisse. Dabei werden die klimafreundlichen Käsealternativen auch ganz ohne fossile Brennstoffe hergestellt.
Mit der (Ab-)Wärme der Kühlanlage pasteurisieren und fermentieren
Die industrielle Lebensmittelproduktion ist auf exakte Wärme- und Kälteprozesse angewiesen. Dies gilt auch bei der Herstellung veganer Alternativen zu Käse. Für die Reifung und Lagerung der Produkte in den Kühlräumen sind Kälteanlagen für die richtige Temperatur verantwortlich. Mit der (Ab-)Wärme dieser Kälteanlagen steht wiederum eine willkommene Wärmequelle zur Verfügung. Denn Pasteurisieren, Fermentieren und Reinigung brauchen viel Prozesswärme.
«Es war uns seit Produktionsaufbau klar, dass wir für unsere nachhaltigen Produkte diese wertvolle Wärme nutzen wollten» sagt Christian Maibach, der als Prozessmanager bei New Roots für die Produktionsanlage verantwortlich ist. «Es kam für uns nicht in Frage, diese Wärme mit einem Rückkühler ohne zusätzlichen Nutzen über das Dach zu entsorgen.»
Hochtemperatur-Wärmepumpe und cleverer Wärmespeicher
So entstand die Idee, die Kälte- und die Wärmeerzeugung in einer Kälte-Wärmemaschine zu kombinieren. Diese erzeugt auf der einen Seite kühle Luft von bis zu -8°C. Auf der anderen Seite wird bis zu 105°C heisses Wasser bereitgestellt. Dafür kommt eine Hochtemperatur-Wärmepumpe zum Einsatz, die mit dem umweltfreundlichen Kältemittel CO2 betrieben wird. Bei der Herstellung veganer Produkte ist der Bedarf an Kälte- und Wärmeenergie über den Tag zeitlich verschoben. Zudem gibt es beim Wärmebedarf kurzzeitige Bedarfsspitzen, die gedeckt werden müssen. Um die Wärmenachfrage und das hausinterne «Wärmeangebot» aneinander anzugleichen, wurde ein Energiespeicher mit einem Inhalt von 40‘000 Liter eingeplant. Im oberen Viertel wird das 105°C heisse, in der Mitte das 85°C warme Wasser eingelagert. Beides stammt von der Hochtemperatur-Wärmepumpe. So wird die Wärme im Energiespeicher konsequent geschichtet und kann auf der jeweiligen Speicherhöhe mit der richtigen Temperatur entnommen werden. Kann die (Ab-)Wärme aus der CO2-Wärmepumpe nicht genutzt werden, wird diese ins Grundwasser abgegeben. Grundwasser wird auch genutzt, wenn der unterste Viertel des Energiespeichers gekühlt werden muss.
Unkonventionelle Lösungen auch bei der Planung
Diese ausgeklügelte Wärmespeicherung ist ingenieurtechnisch eine anspruchsvolle Leistung. Darüber hinaus stellte sie das Unternehmen vor handfeste logistische Herausforderungen: Wohin stellt man einen 7.5 Meter hohen Speicher, der einen stolzen Durchmesser von 2.7 Meter aufweist? In den neuen Räumen fehlte der Platz dafür. Das Team von New Roots wählte einen unkonventionellen Weg. Es mietete kurzerhand zwei Parkplätze an der Aussenwand zum Produktionsraum, stellte darauf den Speicher und hauste ihn ein.
Für uns war es klar, dass wir die (Ab-)Wärme der neuen Kälteanlage unbedingt im Prozess nutzen wollen.
Bei der Inbetriebnahme konnten die üblichen Kinderkrankheiten solcher komplexen, neu geplanten Industrieanlagen schnell behoben werden. Zudem konnte die Anlage in der ersten Phase des Regelbetriebes, dank dem internen Know-How der Produktionsleitung und dem hohen Engagement der externen Projektpartner, reibungslos einjustiert werden. Heute läuft die Hochtemperatur-Wärmepumpe sehr solide und zuverlässig. Sie versorgt die Kühlräume mit der notwendigen Kälte und bedient gleichzeitig den Energiespeicher. Dessen Bewirtschaftung funktioniert bestens, und die Schichtung im Speicher ist erfreulich stabil. Christian Maibach ist von der gewählten Lösung mit der CO2-Wärmepumpe begeistert und sieht in der gewählten Lösung eine Chance für die ganze Branche. Denn auch die traditionelle Käseproduktion benötigt für Pasteurisieren, Fermentieren und Reinigung viel Wärme. Dank der zukunftsweisenden Produktionsanlage gelingt es New Roots, vegane Lebensmittel emissionsarm herzustellen. Ein wichtiger Schritt in Richtung Netto Null in der Schweiz.
