Energieeffizienz

Bis zu 70 Prozent Einsparpotenzial in der Industrie beim Pumpen, Lüften, Verdichten, Fördern, Kühlen und Heizen

Noch ein Beitrag zur Energieeffizienz auf der Hannover Messe, jetzt gibt es mehr Informationen zu den Präsentationen der Industrie in Sachen Energieeffizienz. Dieser Artikel zeigt auch die ganzen Möglichkeiten der Energieeinsparung in der Industrie.

Wie wird aus einem Keks und flüssiger Schokolade ein Leibniz Choco Stick?
Neben langjähriger Backkompetenz braucht der hannoversche Kekshersteller Bahlsen viel technisches Know-how. Besondere Aufmerksamkeit benötigen dabei die energieintensiven Nebenprozesse. Besucher auf der HANNOVER MESSE 2008 können im EnergieEffizienzTunnel (Halle 6, Stand H36) erleben, wie während der Herstellung Energie optimal eingespart werden kann. Dabei durchläuft der Herstellungsprozess die fünf Schritte Pumpen, Lüften, Verdichten, Fördern, Kühlen und Heizen. Die Tunnel-Besucher können die Schritte, bei denen Energie effizient eingesetzt werden kann, multimedial erleben. Jede Station erhält eine eigene Farbe und zeigt dort weitere Beispiele für effiziente Produktion – auch aus anderen Bereichen der Industrie. Ein Audioguide erklärt den Besuchern, die einen Kopfhörer tragen, auf Deutsch oder Englisch, wie im industriellen Prozess durch energieeffizientes Handeln viel Geld gespart werden kann.

Technik zum Anfassen mit Basis- und Fachwissen

Geschäftsführer Werner M. Bahlsen: „Wir wollen den Besuchern auf der HANNOVER MESSE 2008 demonstrieren, wie mit moderner energieeffizienter Technik aus einem Keks und flüssiger Schokolade der Leibniz Choco Stick entsteht. Das ist sowohl für das Fach- als auch allgemeine Publikum Technik zum Anfassen. Denn Energie ist nicht nur für Privathaushalte ein großes Thema, sondern ganz besonders in der Industrie topaktuell. Nicht nur in Bezug auf die Umwelt, sondern auch hinsichtlich der Kosten. Die HANNOVER MESSE ist für uns eine exzellente Plattform, auf der wir unsere Marke und unser Know-how präsentieren – und gleichzeitig Kunden aus der ganzen Welt treffen können.“

Natürlich geht es in Sachen Energieeffizienz auf der HANNOVER MESSE 2008 nicht nur um Schokolade. Energieexperten des Verbands deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) sowie des Zentralverbands Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V. (ZVEI) bieten am Ende des Tunnels gemeinsam mit mehr als 35 Firmenständen weitere Informationen über Energieeinsparpotenziale in der Industrie.

„Eine Investition in unsere Zukunft“

Friedhelm Loh, Präsident des ZVEI: „Wir zeigen, wie es geht – einfach, eindrucksvoll und überzeugend. Der EnergieEffizienzTunnel anlässlich der HANNOVER MESSE 2008 ist eine hervorragende Chance, sich von der Leistungsfähigkeit der deutschen Elektrotechnik- und Elektronikindustrie im Rahmen einer Sonderschau zu überzeugen. Das alleine ist bemerkenswert und einmalig – eben attraktiv für alle, die neueste Technologien kennen lernen wollen und das mit einem aktiven Beitrag zur CO2-Senkung verbinden. Letzteres ist eine zentrale Aufgabe von Politik, Gesellschaft und Industrie – eine Investition in unsere Zukunft. Der EnergieEffizienzTunnel dokumentiert eindrücklich die bereits heute verfügbaren, intelligenten technologischen Möglichkeiten, um den Stromverbrauch in Deutschland um rund 60 Milliarden Kilowattstunden zu reduzieren. Das entspricht 40 Prozent des Jahresverbrauchs aller Haushalte in Deutschland.

Die deutsche Elektrotechnik- und Elektronikindustrie ist hierzu der Problemlöser und verbindet Wirtschaftlichkeit mit Umweltschutz. Mit dem EnergieEffizienzTunnel wollen wir für bestehende und neue Technologien werben. Wir wollen überzeugen und dazu motivieren, die Chancen für eine bessere Umwelt zu nutzen – entsprechend dem ZVEI-Slogan: ‚Energieeffizienz ist unsere Sache!'“

Beitrag zur Ressourcenschonung

Auch Manfred Wittenstein, Präsident des VDMA, weiß: „Das Thema Energieeffizienz ist für den deutschen Maschinen- und Anlagenbau alles andere als neu. Mit zukunftsweisenden Technologien leistet die Branche schon heute einen entscheidenden Beitrag zur Ressourcenschonung und Energieeffizienz. Und die Potenziale sind riesig: Nach einer Fraunhofer-Studie benötigt die in Europa installierte Ventilatorenleistung für vielfältige Lufttechnik-Anwendungen allein eine jährliche Energiemenge von ungeheuren 86 Terawattstunden. Mit dem Einsatz energieeffizienter Ventilatoren ließe sich nicht nur mindestens ein Drittel der Energiekosten einsparen, sondern es könnte auch ein Äquivalent von vier großen Kohlekraftwerken abgestellt werden, um jährlich mehr als 16 Millionen Tonnen CO2 einzusparen. Beim Betrieb von energieeffizienten Pumpensystemen rechnen wir bei einem Strompreis von 0,08 Eurocent je Kilowattstunde allein in Deutschland mit einem wirtschaftlichen Einsparpotenzial von 1,2 Milliarden Euro pro Jahr. Unter wirtschaftlich verstehen wir Amortisationszeiten von zwei bis vier Jahren. Weitere effiziente Technologien und Einsparpotenziale zeigen namhafte Unternehmen unserer Branche auf der Sonderausstellung Energieeffizienz in Hannover. Für den Besucher gibt es dabei Interessantes und in Teilen sicherlich auch Überraschendes zu entdecken.“

Insgesamt liegen zwei Drittel des gesamten Energieeinsparpotenzials vor allem in so genannten Nebenprozessen, wie sie auch im EnergieEffizienzTunnel sichtbar sind. So entfällt bei der Produktion der Schokoladenkekse beispielsweise die meiste Energie (68 Prozent) auf den Heizprozess, denn die Schokolade muss bis auf 90 Grad erhitzt werden, um sich zu verflüssigen. Daher ist es sinnvoll, die Abwärme für die Energieproduktion mitzunutzen. Insgesamt sind in diesen Nebenprozessen, wie Pumpen, Lüften, Verdichten, Fördern, Kühlen und Heizen, je nach Anwendung bis zu 40 Prozent Einsparungen möglich. Dagegen kann in den industriellen Hauptprozessen lediglich ein Drittel aller Einsparungen erreicht werden.

Hohe Einsparmöglichkeiten bei Pumpen

Bei Pumpen können drehzahlgeregelte Antriebe den Energieverbrauch sogar bis zu 70 Prozent senken. Das demonstrieren beispielsweise ABB und Danfoss auf der Sonderschau EnergieEffizienz während der HANNOVER MESSE 2008. Christian Wendler, Geschäftsführer ABB Automation Products: „Energieeffizienz ist weltweit ein aktuelles Schwerpunktthema. ABB beteiligt sich aktiv an der Initiative, von der wir uns erhoffen, dass dadurch ein größeres Bewusstsein bei Industrie und Endkunden für dieses Thema geweckt wird.“ Danfoss-Marketingleiter Rudolf Dürrschmidt erklärt: „Kann man die Drehzahl einer Pumpe beispielsweise im Durchschnitt um nur 20 Prozent absenken, so sinken der Strom- und damit der Energiebedarf um bis zu 50 Prozent.“

Das Problem: Heute wird nur jeder zehnte Pumpenmotor in der Industrie drehzahlgeregelt. „Das ist, als würden neun von zehn Autos stetig mit Vollgas fahren und die Geschwindigkeit mit Betätigung der Bremse steuern“, so Dürrschmidt. Eine Energie schonende Lösung versprechen Frequenzumrichter mit elektronischer Drehzahlregelung, die Pumpen im optimalen Betriebspunkt fahren und so einen Beitrag zum Umweltschutz leisten und gleichzeitig die Wirtschaftlichkeit der Anlagen erhöhen. So lässt sich – laut ABB – bereits in der Planungsphase mit geeigneten Softwaretools durch Eingaben der Anlagen-, Pumpen- oder Lüfterdaten die Energieeinsparung vorab berechnen und eine meist kurze Amortisierungszeit ausweisen. Das ABB-Energieeinsparpotenzial wird im EnergieEffizienzTunnel anhand eines drehzahlgeregelten Antriebsmodells für eine Pumpe eindrucksvoll verdeutlicht.

Sparschwein Frequenzumrichter

Noch immer ist die Industrie mit einem Stromverbrauch von jährlich rund 240 Terawattstunden der größte Energieverbraucher in Deutschland. Zum Vergleich: Haushalte sowie Gewerbe, Handel und Dienstleistungen kommen mit rund 140 Terawattstunden aus. Insbesondere in der Chemie- und Metallindustrie sind noch hohe Einsparpotenziale vorhanden; immerhin braucht allein die chemische Industrie jährlich 50 Millionen Megawattstunden Strom – das sind 20 Prozent des Strombedarfs des produzierenden Gewerbes und rund zehn Prozent des gesamten Strombedarfs in Deutschland. Dürrschmidt: „Wir merken jetzt deutlich, die Industrie erkennt das Problem. Die Nachfrage von Frequenzumrichtern wächst stetig, nicht zuletzt durch die steigenden Energiepreise, denn sie sind wahre Sparschweine in der Anlagentechnik.“

100 Kilometer mit der Energie eines Schnapsglases voll Sprit

Sparsamkeit und Energieeffizienz stehen auch im Automobilbereich angesichts der aktuellen CO2-Diskussion bei den Entwicklern ganz oben auf der Liste. Doch ringt kaum jemand so konsequent um den allerletzten Tropfen Energie wie das Forscherteam „Fortis Saxonia“ der TU Chemnitz. Ihr Brennstoffzellenfahrzeug „Sax2“ braucht für 100 Kilometer nur die Energie eines Schnapsglases voll Superbenzin.

Auf der HANNOVER MESSE 2008 präsentieren die Forscher ihren Spar-Boliden. „Wir wollen zeigen, dass die Brennstoffzellentechnik eine Energiequelle der Zukunft ist“, so Diplom-Ingenieur Thomas Mäder. Das Fahrzeug wiegt nur 45 Kilogramm, hat die Form einer dünnen Zigarre und wird von einem Elektromotor angetrieben, der seine Energie aus einer Brennstoffzelle erhält. „Durch den konsequenten Leichtbau, das aerodynamische Design und die effiziente Brennstoffzelle schaffen wir ganz sicher rund 2 500 Kilometer mit nur einem Liter“, weiß Mäder. Seine Intention: „Wir wollen Alternativen aufzeigen, ökologisches Bewusstsein wecken, eine saubere Zukunft mitgestalten.“

Quallen als Energiesparvorbild

Ein Beispiel aus der Tierwelt zeigt schon heute, wie man vielleicht morgen Energie einsparen kann: Quallen sind wabbelig, glitschig und für Badeurlauber eine Plage. Aber die Meeresorganismen haben auch Eigenschaften, die für den Menschen nützlich sein könnten – denn sie brauchen kaum Energie. Deshalb nimmt sich die Unternehmensgruppe Festo für ihre Energieeffizienz-Innovationen diese Tiere zum Vorbild. „In der Natur überleben im Laufe der Evolution nur Entwicklungen, die mit einem Minimum an Energie und Material auskommen“, so Festo-Projekt- und Innovationsmanager Dr. Axel Gomeringer. Seit mehr als einer halben Milliarde Jahre bevölkern Quallen die Weltmeere und gehören zu den „Gründervätern“ des höheren Lebens im Ozean.

Auf der HANNOVER MESSE 2008 präsentiert Festo im Rahmen der Sonderschau EnergieEffizienz „Aqua Jelly“, eine bionische Qualle. „Wir haben uns bei der Konstruktion an der Leichtbauweise der Qualle orientiert. Der Prototyp steuert völlig autonom und energieeffizient Vortrieb und Richtung durch die intelligente Auswertung von Licht-, Druck- und Funksensoren. Unser Ziel ist es jetzt, dieses energieeffiziente Prinzip auf industrielle Automatisierungsprozesse zu übertragen“, so Dr. Gomeringer.

Energie recycelnde Maschinen

Die Nachfrage nach energieeffizienten Anlagen wächst – denn sie erweisen sich durch geringere Folgekosten im Betrieb langfristig als rentabler. Die Baumüller Nürnberg GmbH & Co. KG präsentiert auf der HANNOVER MESSE 2008 ihre neueste Generation Antriebssysteme. Geschäftsführer Andreas Baumüller: „Ein wesentlicher Faktor zur Steigerung der Energieeffizienz ist die breite Produktpalette der Motoren in unserem Unternehmen. Die Produktentwicklung einzelner Baureihen für unterschiedlichste Applikationen sowie eine feine Leistungsabstufung einzelner Typen sind für die energiebewusste Antriebsauswahl eine wichtige Voraussetzung.“

So wie diese Technologie spielt auch die Regelung von Antriebssystemen eine große Rolle. Highlight auf der HANNOVER MESSE 2008 wird der Servoregler „b maXX 4100“. Er wandelt kinetische Energie nicht in Wärme um, sondern führt sie wieder ins Netz zurück. Dadurch wird der Energieverbrauch deutlich reduziert.

Umweltfreundliche Schaltschrank-Kühlgeräte

Umweltfreundlichkeit steht auch für Rittal, weltweit führender Lösungsanbieter für Gehäuse- und Schaltschranktechnik, System-Klimatisierung und IT-Solutions, ganz oben auf der Agenda. „Wir engagieren uns in Entwicklung und Produktion für mehr Energieeffizienz, was einerseits beim Kunden eine spürbare Entlastung der Budgets bewirkt und andererseits das Klima schont“, so Friedemann Hensgen, Geschäftsführer Industrie-Elektrik bei Rittal.

Im Rahmen der Sonderschau EnergieEffizienz präsentiert das Unternehmen auf der HANNOVER MESSE 2008 seine Schaltschrank-Kühlgeräte „Rittal TopTherm Plus“. Dank eines verbesserten Wirkungsgrads wurde der Energieverbrauch bei den Geräten in den vergangenen Jahren um 49 Prozent reduziert und auch die CO2-Bilanz fällt deutlich positiv aus. So sparen beispielsweise 200 „TopTherm Plus Kühlgeräte“ 203 000 Kilogramm Kohlenstoffdioxid pro Jahr ein. Ein unabhängiges Efficiency-Label, das in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut Produktionstechnik und Automatisierung entwickelt wurde, dokumentiert die Gesamteffizienz der Rittal Kühlsysteme.

Strom sparende Ventilatoren aus Aluminium sparen bis zu 70 Prozent Strom

Um intelligente und leise Luftbewegungen dreht es sich bei „ebmpapst“. Auf der HANNOVER MESSE 2008 stellt der Hersteller für Ventilatoren und Motoren seine neueste Produktentwicklung vor – den Hy-Blade. Ein innovativer Ventilator aus leichten Kunststoffflügeln und einer stabilen Aluminiumverstärkung, der Anfang 2008 mit dem Industrie-Forum Material-Award ausgezeichnet wurde. Der Vorteil im Regelbetrieb: Das Gerät verbraucht bis zu 70 Prozent weniger Strom und ist geräuschärmer als vergleichbare Ventilatoren ähnlicher Bauart.

„Mit einer deutlich verbesserten Energiebilanz leistet Hy-Blade einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz. Als weltweit tätiges Unternehmen sind wir uns unserer Verantwortung im Umgang mit globalen Ressourcen und der Klimaentwicklung sehr bewusst“, so ebmpapst-Geschäftsführungsassistent Hauke Hannig.

Schraubenkompressor als Energiesparwunder

Jahr für Jahr bares Geld sparen – das verspricht auch der neue drehzahlgeregelte Schraubenkompressor der Firma Almig. Der Beweis: Um 13,8 Prozent sank beispielsweise der Energiebedarf der Firma Simeonsbetriebe in Minden. Ein Traumergebnis, dass rund 40 000 Euro Ersparnis einbrachte. Auf der HANNOVER MESSE 2008 wird das Energiesparwunder vorgestellt. „Druckluft ist neben der elektrischen Energie der wichtigste Energieträger des modernen Handwerks- und Industriebetriebs“, so ALMIG-Produkt-Marketing-Manager Volker Thomassen.

Mehr als 60 000 Druckluftanlagen sind in Deutschland installiert. Sie verbrauchen nach einer von der EU-Kommission in Auftrag gegebenen Studie jährlich rund 14 Milliarden Kilowattstunden an elektrischer Energie.

Und obwohl Druckluft ein relativ teurer Energieträger ist, werden trotz diverser Energiesparprogramme im Handwerk und der Industrie bis zu 40 Prozent mehr Energie als nötig verbraucht. „Ein wesentlicher Grund dafür ist, dass bei typischen Anwendungen innerhalb der Industrie die Kompressoren nur mit einer Auslastung von etwa 50 bis 70 Prozent betrieben werden. Enorme Strom- und Energieverluste werden dabei notgedrungen vom Betreiber in Kauf genommen“, weiß Thomassen.

Genau in diesem Bereich, also unterhalb der Vollauslastung, liegt das Hauptanwendungsgebiet der drehzahlgeregelten Schrauben­kompressoren. Thomassen: „Ein wesentlicher Vorteil unserer Technologie ist, dass bei der Drehzahlregelung die Antriebsdrehzahl des Motors und damit die Drehzahl der Verdichterstufe so variieren, dass die erzeugte Luftmenge genau der Druckluftmenge entspricht, die aktuell im Druckluftnetz verbraucht wird. Durch diese exakte Relation zwischen Drucklufterzeugung und Verbrauch werden maximale Wirtschaftlichkeit beim Betrieb von Kompressoren erreicht und enorme Energie­einsparpotenziale erschlossen.“

Über den Autor

Andreas Kühl

Ich bin Energieblogger aus Leidenschaft mit einem großen Faible für Energieeffizienz und erneuerbare Energien. Mit energynet.de betreibe ich einen der bekanntesten und einflussreichsten Energieblogs im deutschsprachigen Raum. Innovationen für die Energiewende in Technologien und Geschäftsmodellen sind meine aktuellen Schwerpunktthemen.

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