Hannover Messe: Energieeffizienz im Mittelpunkt
Zeit wird es langsam, dass die Energieeffizienz in den Mittelpunkt des Interesses von Unternehmen gerückt wird. Schließlich lässt sich damit viel Geld einsparen. Auch der Handelsblatt-Klima-Blog wundert sich, dass Unternehmen meist nur die primären Anschaffungskosten vergleichen, nicht aber den gesamten Lebenszyklus und damit die Folgekosten vergleichen. „Im Klartext“, so der Handelsblatt-Klima-Blog weiter,“ Energiegesamtkosten und Einsparpotentiale sind unbekannt – dadurch schmeißen die Firmen Geld zum Fenster hinaus oder lassen es in Herstellungsprozessen verpuffen.“
Die Bedeutung der Energieeffizienz kommt auch in einer Pressemeldung der Hannover-Messe rüber:
Die Verbesserung der Energieeffizienz in allen Bereichen, die Entwicklung und der Einsatz neuer hocheffizienter Technologien sowie die Optimierung von Produktionsprozessen und Produkten – all dies wird für die Industrie immer wichtiger. Grund genug, um auf der HANNOVER MESSE als weltweit wichtigster Technologieschau der internationalen Industrie die Energieeffizienz im Jahr 2007 in den Mittelpunkt zu stellen.
Derzeit beträgt der Energieverbrauch der verarbeitenden Industrie in Europa pro Jahr rund 297 Millionen Tonnen (2005) Rohöleinheiten (RÖE). Das Einsparpotenzial wird in diesem Sektor auf 25 Prozent geschätzt (Aktionsplan für Energieeffizienz „Potenziale ausschöpfen“, Europäische Kommission). Der Weg dahin führt über energieeffiziente Produktionsweisen mit moderner Gerätetechnik, effizienten Energieeinsatz sowie die Anwendung energieeffizienter Produkte. Bei der Betrachtung der Gesamtkostenrechnung über die Lebensdauer eines Produktes (Total Cost of Ownership) rücken die Energiekosten immer stärker in den Fokus.
Jährlich werden rund 220 Milliarden Kilowattstunden Strom in den Sektoren Industrie und Gewerbe verbraucht. Der Anteil hiervon, der
beispielweise auf Anwendungen mit Elektromotoren entfällt, könnte nach Angaben der Deutschen Energie-Agentur GmbH (dena) innerhalb der kommenden Jahre wirtschaftlich um gut 15 bis 20 Prozent gesenkt werden – ohne dabei den Produktionsgrad zu vermindern.
So haben laut Hartmut Rauen, Geschäftsführer der Fachverbände Antriebstechnik und Fluidtechnik im VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e. V.), auch die Vorstände seiner beiden Fachverbände das Thema Energieeffizienz als wichtigen Punkt ihrer Arbeit auf die Agenda gesetzt.
Beispiele für effizienzsteigernde Innovationen: Eine Kombination aus Pneumatikantrieb und Stoßdämpferbremse ermöglicht einfachere Konstruktionen mit kleineren Ventilen und Wartungseinheiten. Erfolgreiche Einsatzbeispiele belegen, wie sicher und kostengünstig sich Massen mit einem jeweils kleinstmöglichen Pneumatikzylinder bewegen lassen, wenn ihre Energie am Ende des Hubes nicht mit Druckluft, sondern mit Stoßdämpfern verzögert wird. Zudem werden weniger Druckluft und Strom benötigt (ACE Stoßdämpfer
GmbH [ Halle 17/Stand G12]).
Auch Antriebsstrangkonzepte mobiler Arbeitsmaschinen werden konsequent weiterentwickelt. Zur Bereitstellung hoher Drehmomente bei niedriger Geschwindigkeit (Anfahrsituation) ist hierbei der hydrostatische Antrieb dem Wandlergetriebe überlegen (Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen [IFAS], RWTH Aachen [Halle 24/Stand D 11/1]).
Messreihen und Simulationen zeigen, dass die Energieeffizienz von servopneumatischen Greiferantrieben für die Montage und
Handhabungstechnik gegenüber servoelektrischen Lösungen Vorteile bietet. Bei servoelektrischen Greifern wird zum Halten der Last der volle Strom in den Motorspulen benötigt. Die Pneumatik nimmt zum Halten der Last hingegen kaum Energie auf; der Verbrauch entsteht hier im Wesentlichen in der elektrischen Ansteuerung der Ventile (Gemeinschaftsforschungsprojekt des IFAS der RWTH Aachen mit der Firma Festo in Esslingen [ Halle 15/Stand D07]).Die Rückgewinnung von Bremsenergie wird durch elektrische und hydraulische Antriebe möglich. Statt mit Reibung zu bremsen und Energie dabei ungenutzt als Wärme zu verlieren, kann ein Antrieb die Bremsenergie in Strom oder Druck umwandeln, um sie dem System wieder zur Verfügung zu stellen. Dieser Ansatz bewährt sich bereits in zahlreichen Umformmaschinen. Dort ermöglichen die kurzen Beschleunigungs- und Bremszyklen einen hohen Rückgewinnungsgrad. Zudem tragen intelligente Regelkonzepte dazu bei, bei Antriebstechnologien Energieeinsparungen umzusetzen (Bosch Rexroth [Halle 23/Stand A20]).
Verbesserte Energieeffizienz bringen auch wälzlagerlose Innenradzahnrad-Triebwerke, die als Pumpe und als Motor arbeiten. Diese
Triebwerke laufen mit doppelt so hohen Drehzahlen wie Axialkolbeneinheiten. Damit lassen sich so genannte Pumpensteuerungen aufbauen, die im Vergleich zu Lösungen aus Konstantpumpe und Ventilsteuerung wesentlich effizienter arbeiten. Hierdurch ist zum Beispiel eine Energierückgewinnung bei Anwendungen wie Aufzügen, Pressen und Kränen möglich. Dabei lassen sich Energie
sowie oft auch kostenintensive Servo- und Regelventile einsparen (Bucher Hydraulics [Halle 23/Stand C09]).
In Anwendungen auf Basis von Gasen und Fluiden, bei Hydraulik, Hochdruckhydraulik und Pneumatik können Schnellverschlusskupplungen dabei helfen, den Druckluftverbrauch zu reduzieren und Kompressoren energiesparend bei niedrigerem Nenndruck einzusetzen (CEJYN).
Bei pneumatischer und hydraulischer Kraftübertragung mittels Druckzylinder, Stößel und ähnlichem lässt sich schon allein durch Einsatz eines präzise auf die jeweilige Kraftanforderung dimensionierten Kolbendurchmessers der effektive Volumenstrom reduzieren. Bereits geringste Größenänderungen des Kolbens haben mitunter Energieeinsparungen von einem Drittel und mehr zur Folge (Hänchen
GmbH & Co. KG, [Halle 23 /Stand C07]).
Tandemdichtungen für Hydrauliksysteme kombinieren die Eigenschaften der Abdichtung durch gummielastische Dichtlippe und reibungsreduzierende PTFE-Compound-Gleitringe. Durch die verminderte Reibung lässt sich die eingespeiste Energie fast verlustfrei wieder abgeben (Hunger DFE GmbH [Halle 22/Stand A14]).
Das Prinzip des „Low Speed Concept“ bei Hydromotoren ermöglicht die Optimierung des Fahrantriebs, wodurch Leistungsverluste gesenkt werden können. Das Drehzahlniveau und die Anzahl der Komponenten des Antriebsstranges werden reduziert, sodass die Drehzahl des Motors möglichst direkt in die Raddrehzahl gewandelt wird (LowSpeedConcept von Linde Hydraulics [Halle 13/Stand E60]).
Mehr Effizienz durch Optimierung Insbesondere beim industriellen Einsatz von Druckluftnutzung ergeben sich gute Möglichkeiten zum Energiesparen. „Ein großes Thema in der Branche ist und bleibt das Stichwort Energieeffizienz“, sagt Matthias Zelinger, Referent beim VDMA Fachverband Kompressoren, Druckluft und Vakuumtechnik. Laut Expertenmeinung liegt das Einsparpotenzial bei
der Druckluft zwischen fünf und 50 Prozent.
Laut Zentralverband Elektrotechnik und Elektroindustrie (ZVEI) ließe sich allein durch Ausstattung alter Elektromotoren in Druckluftanwendungen, Pumpen- und Ventilatorsystemen mit elektronischen Drehzahlregelungen die Leistung von umgerechnet sieben Kohle- oder Gaskraftwerken einsparen – wenn nur jeder dritte dieser Motoren entsprechend umgerüstet würde. Heute ist es gerade mal jeder Zwanzigste.Was Unternehmen häufig fehlt, sind ausreichendes Problembewusstsein und Know-how für eine systemorientierte Optimierung der Effizienz beim Energieeinsatz. Deshalb haben Institutionen wie die Deutsche Energie-Agentur (dena) gezielte Initiativen zu diesem Thema ins Leben gerufen. Gemeinsam mit den Fachverbänden „Pumpen und Systeme“ sowie „Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik“ setzt die dena im Rahmen der Initiative EnergieEffizienz die Kampagne „Energieeffiziente Systeme in Industrie und Gewerbe“ um (www.industrieenergieeffizienz.de).
Welches Einsparpotenzial etwa in der Beseitigung von Leckagen in Druckluftsystemen steckt, zeigt das Beispiel der Deutschen Edelstahl GmbH in Witten: Eine Untersuchung im Rahmen der dena-Kampagne ergab einen Druckluftverlust von 28 Prozent. Durch die Reduktion der Leckagen in Anschlussleitungen, Armaturen und im Verteilnetz konnten 20 Prozent Energieeinsparung erreicht werden. Dies machte im vorliegenden Fall jährlich einen um rund 1 386 MWh verminderten Bedarf an elektrischer Energie aus, was wiederum etwa 762 Tonnen weniger Kohlendioxid-Ausstoß (CO²) bedeutet.Auch das Beispiel der Firma ABB Automation Products GmbH in Minden verdeutlicht, welche Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung mit
verfügbaren Technologien bestehen: Eine Beratung durch die Energieagentur NRW deckte ein enormes Einsparpotenzial durch
Anlagenoptimierung der Hochdruckerzeugung auf. Mit einer Investition von 40 000 Euro wurden drei neue Druckluftkompressoren angeschafft und zudem der Netzdruck reduziert. Das Ergebnis: Die Kosten für Druckluft verringerten sich laut Energieagentur NRW um 67 Prozent. Rund 60 000 Kilowattstunden elektrische Energie und damit knapp 40 Tonnen CO² werden zukünftig pro Jahr eingespart. Insgesamt reduzierten sich die Kosten für Energie, Wartung und Reparatur auf 20 000 Euro jährlich, was eine zweijährige Amortisationszeit der Investitionen ermöglicht.Auch bei Pumpsystemen lässt sich einiges an Energie sparen. Das zeigt das Beispiel der Infracor GmbH, Betreiberin des Chemieparks Marl. Der Austausch der vorhandenen Pumpen durch neue Hocheffizienzpumpen mit Electronic Communated Motoren (Firma Wilo AG,
[Halle/Standnummer]) sowie eine optimale Einstellung der erforderlichen Volumenströme und Fördermengen erbrachten hier nach Angaben der dena eine Energieeinsparung von 59 Prozent, was jährlich rund 130 000 kWh entspricht (71 Tonnen CO²). Die Investitionssumme von 40 000 Euro steht hier einer jährlichen Einsparung von 11 700 Euro gegenüber.Zur Steigerung der Energieeffizienz eines Unternehmens kann auch die Energiegewinnung selbst beitragen – speziell die Stromerzeugung. Dies belegt das Beispiel des Unternehmens Voss-Biermann, Lawaczeck GmbH & Co. KG in Krefeld. Die Veredelungsfirma für Gewebe, Vliesstoffe und Gewirke entschied sich im Hinblick auf stark steigende Stromkosten für die Eigenstromerzeugung per Ein-Megawatt-Dampfturbine. Die prognostizierte Stromproduktion von etwa 3,6 Millionen kWh pro Jahr wird
zunächst komplett in das Versorgernetz eingespeist und nach Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWK) vergütet. Der Erdgaseinsatz des
Unternehmens stieg mit dem Betrieb der Dampfturbine um etwa vier Prozent – wesentlich weniger als erwartet. Die nvestitionskosten von 640 000 Euro sollen sich laut der Energieagentur NRW nach vier Jahren durch die Einspeisungsvergütung amortisiert haben. Später soll die produzierte elektrische Energie dann innerbetrieblich genutzt werden.Neben Potenzial bei der Effizienzsteigerung leisten die erneuerbaren Energien vor allem einen Beitrag zum Klimaschutz – und im Unterschied zu konventioneller Energiegewinnung auf Basis fossiler Brennstoffe wird Nutzenergie aus Sonne, Wind und Co. künftig eher preiswerter. Auch mehr und mehr Industrieunternehmen setzen daher auf den Einsatz der „Erneuerbaren“. Ein Beispiel ist der mittelständische Schraubenhersteller Hans Schriever GmbH & Co. KG aus Lüdenscheid, der Erdwärme zur Werkshallenbeheizung nutzt. Trotz einer Produktionserweiterung konnte das Unternehmen auf diesem Weg seinen Energiebedarf deutlich senken.
Mikrotechnologie kann die Leistungsfähigkeit und Funktionalität von Produkten und ihren Herstellungsverfahren nachhaltig verbessern. Die Unternehmen der Mikro- und Nanotechnologie sehen sich dabei als Partner für bessere und wirtschaftlichere Produkte und Produktionsweise. „Sie können dabei behilflich sein, technische Horizonte zu erweitern, die Produktherstellung effizienter zu gestalten und letztendlich die Wettbewerbsfähigkeit durch den Einsatz von Mikrotechnologie zu fördern“, sagt Dr. Uwe Kleinkes vom Fachverband Mikrotechnik IVAM (Halle 15, Stand D34). Für die Fertigung von Mikrotechnikprodukten werden meist skalierte Makroeinrichtungen verwendet, denn die normalen Verfahrenswege solcher Produktionseinrichtungen sind in der Regel für die Herstellung von Mikroteilen zu groß. Eine Lösung bietet das so genannte Square Foot Manufacturing (Laboratorium Fertigungstechnik, LaFT, Helmut-Schmidt-Universität, Hamburg [Halle 15/Stand D34]). Dieses neue Fabrikkonzept ist eine Weiterentwicklung der Idee des „Desktop Manufacturing“. Bereits eine Fläche von 30 mal 30 Zentimetern reicht aus, um unterschiedliche Kleinstanlagen aufzustellen. „Wenn wir den Arbeitsraum verkleinern, werden die Maschinen präziser, weil die statischen, thermischen und dynamischen Auswirkungen auf deren Genauigkeit nicht mehr so stark sind“, erklärt Professor Dr. Jens Wulsberg vom LaFT.
Aber innovative Mikrotechnologien sorgen auch in der eigentlichen Anwendung für effizientere Produktionsverfahren. So zum Beispiel in der Solarzellenfertigung, wo neue Aufbau- und Verbindungskonzepte für Solarzellen und -module Vorteile bringen. Im Fokus stehen dabei beispielsweise das bleifreie Löten von dünnen und großen Solarzellen zu Modulen sowie die Entwicklung von Tastsonden für die
Mikrosystemtechnik (Institut für Mikrosensorik GmbH, CiS [Halle 15/Stand E46]). Auch lässt sich die Effizienz in der Fertigung von
Halbleiter- und Solarzellen beispielsweise durch neue nass-chemische Verfahren und Anlagenstandards weiter optimieren (Rena
Sondermaschinen GmbH [Halle 15/Stand D34]).Wasser- und Pulverlacke stehen nicht erst seit der Verordnung zur Senkung der Lösemittelemissionen (VOC-Richtlinie von 2001) hoch im Kurs. Die schadstofffreien umweltfreundlichen Lacke gelten als einfach zu verarbeiten; die Verfahren hierfür als energie- und rohstoffsparend. So sind die Wasser- und Pulverlacke beispielsweise im Flugzeugbau bei der Innenraumlackierung mittlerweile fast unersetzlich geworden. Airbus entwickelte mit Spezialisten aus der Lackindustrie neue Beschichtungsverfahren, um die umweltschonenden Lacke besonders effizient einsetzen zu können.
Mehr Effizienz versprechen aber auch neueste Verfahren zur Oberflächenbehandlung und -beschichtung. So können hochfeste und
extrem belastbare Beschichtungen an Wellen, Lagern und Dichtungen für besonders reibungsarmen Betrieb von Turbinen und Motoren sorgen. Spezielle Oberflächenbehandlung von Führungsschienen und Ähnlichem hilft ebenfalls, Industrieanlagen verlustarm zu betreiben, und Nano-Oberflächen mit kleinsten funktionalen Strukturen können unter anderem den energiesparenden Transport von Fluiden, Granulaten und anderen Materialien im Fertigungsprozess ermöglichen (Schauplatz Nano, Leitmesse SurfaceTechnology [Halle 6/Stand G48]).Weltweit werden heute 20 Prozent des Stroms für Beleuchtungszwecke verwendet. Durch eine flächendeckende Einführung hocheffizienter Leuchtdioden (LED) anstelle von herkömmlichen Lampen ließen sich bis zum Jahr 2015 etwa 30 Prozent und bis 2025 sogar bis zu 50 Prozent des derzeitigen Verbrauchs einsparen. Die LED-Technologie ist seit langem verfügbar, mittlerweile stehen aber auch extrem leistungsfähige LED vergleichsweise preisgünstig zur Verfügung, wodurch sie sich heute auch in Produktionsbereichen für Beleuchtungszwecke eignen. So beispielsweise in der Klebstoffaushärtung, wo LED für die schnelle
Polymerisierung von photoinitiiert härtenden Klebstoffen und UV-Lacken im Einsatz sind – anstelle klassischer Entladungslampen (DELO Industrie Klebstoffe GmbH & Co. KG [Halle 5/Stand F25]).Wie eine energieeffiziente Beleuchtungsanlage im Produktionsgebäude Kosten sparen kann, zeigt das Beispiel des Automobilzulieferers PMG Füssen GmbH. Durch eine tageslichtabhängige Beleuchtungsregelung, bewegungsabhängiges Dimmen, den Ersatz konventioneller durch elektronische Vorschaltgeräte sowie neue Leuchten mit hocheffizienten Reflektoren konnte der Betrieb rund 72 Prozent Strom einsparen (970 000 kWh und 346 Tonnen CO2 pro Jahr). Laut dena steht hier dem Investitionsvolumen von 142 000 Euro eine jährliche Kostenreduktion von etwa 78 000 Euro entgegen.
Quelle: http://www.news-ticker.org/pm.php?aktion=nf&news_id=418353
Das ist doch schon einiges, was sich sehen lassen kann. Die Links zu den Firmen werden ich noch einfügen.