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Geld spart nur, wer Lebenszykluskosten senkt

Dreifacher Kaufpreis kann sich in zwei Jahren amortisieren
Geld spart nur, wer Lebenszykluskosten senkt

Die Lebenszykluskosten einer Pumpe übersteigen die Anschaffungskosten in der Regel um ein Mehrfaches. Umso mehr lohnt es sich, vor der Kaufentscheidung die einzelnen Posten aufzurechnen und Geld zu sparen durch die günstigste Wahl.

Thomas Dimmers ist Beratender Ingenieur und Geschäftsführer des Ingenieurbüros Pump Consult in Hilden

Kein Unternehmen kann es sich leisten, die vorhandenen Potenziale zu ignorieren, die zu einer verbesserten Ertragsfähigkeit und Wettbewerbsposition führen. Häufig würde ein geringer Kapitaleinsatz genügen, um die Ausgaben im Unternehmen langfristig zu reduzieren. Doch bei der Prüfung von Investitionsmöglichkeiten kommt betrieblichen Sparmaßnahmen nur zu oft eine untergeordnete Rolle zu.
In der Pumpenbranche wird daher in letzter Zeit viel über die Betrachtung der Lebenszykluskosten oder auch „Total Life Cycle Costs“ (LCC) diskutiert. Darunter ist der gesamte betriebliche Kostenaufwand für die Pumpe von der Beschaffung bis zur Entsorgung zu verstehen. Die LCC setzen sich bei Pumpen im Wesentlichen aus den vier Elementen
– Investitionskosten (Einkauf),
– Installationskosten,
– Energiekosten und
– Instandhaltungskosten zusammen.
Bei leichten, wasserähnlichen Medien, die mit Kreiselpumpen gefördert werden, schlagen insbesondere die Energiekosten zu Buche und machen etwa 70 % der Lebenszykluskosten aus. Genauer analysiert werden sollten die LCC dort, wo problematische Fördermedien einen unerwünschten Einfluss auf die Komponenten des Pumpenaggregats ausüben und einen vorzeitigen Austausch von Pumpenteilen erwarten lassen, beispielsweise durch Verschleiß. Zu diesen Fällen gehören im Allgemeinen das Fördern von abrasiven und agressiven Flüssigkeiten, das Fördern von Medien mit hohem Feststoffanteil, von Fluiden mit Viskositäten über 500 cPs und von gashaltigen Flüssigkeiten. Werden Reparaturen nötig oder treten Produktionsausfälle auf, fallen hohe Kosten an.
Leider enthalten die Unterlagen der Pumpenhersteller noch keinen LCC-Werteindex, mit dem sich die Angebote vergleichen lassen. Angaben dieser Art wären auch nicht so einfach auf den individuellen Anwendungsfall zu übertragen. Denn neben der Beschaffenheit des Mediums muss berücksichtigt werden, ob die Pumpen in der Praxis immer nach der vorgegebenen Anlagencharakteristik betrieben werden. Um die Lebenszykluskosten einwandfrei festzustellen und zu überwachen, sind deshalb die jährlichen Betriebskosten einschließlich Kaufpreis und Ersatzteilbeschaffung zu protokollieren. Liegen hierüber keine eigenen Erfahrungswerte vor, können Referenzen anderer Pumpenbetreiber helfen.
Eine Analyse der Lebenszykluskosten ist auch dann nützlich, wenn ein Vergleich mit baugleichen oder anderen Pumpentypen für ähnliche Anwendungen zur Diskussion steht. Sie kann bei der zukünftigen Auswahl von Pumpentyp und Hersteller sehr hilfreich sein.
In der wöchentlichen oder monatlichen Datenaufnahme sollten grundsätzlich die Druckdifferenz der Pumpe, die Stromaufnahme des Motors und die Betriebsstunden festgehalten werden. Um unvorhergesehenen Störungen vorzubeugen, lässt sich das Protokoll individuell ergänzen, beispielsweise um die Messung von Förderstrom, Geräuschen und Schwingungen, um die Veränderungen des Fördermediums in Qualität und Struktur, oder um die Leckage.
Energiekosten
Bei der Auswertung des Protokolls können die Energiekosten der Pumpe einfach errechnet werden. Um diesen meist dominanten Kostenfaktor zu senken, sollten die folgenden Aspekte der Pumpenanlage überprüft werden:
– Auswahl des Pumpentyps und Wirkungsgrad
– Betriebspunkt und optimaler Arbeitsbereich
– Antriebstechnik und Regelung
– Anlagentechnik (strömungs- günstige Rohrleitungen und Armaturen)
Beispielsweise haben die unterschiedlichen Regelungsarten einen stark voneinander abweichenden Energiebedarf. Je nach dem, wie die Pumpen betrieben werden, ergeben sich große Energiesparpotenziale (siehe Säulendiagramm).
Auch die Wahl des Rohrdurchmessers der Pumpenanlage beeinflusst den Energieverbrauch stark. Schon eine kleine Änderung des Werts kann sich erheblich auswirken. Es lohnt sich daher, den kostengünstigsten Rohrdurchmesser zu ermitteln (Diagramm).
Installationskosten
Zu den Kostentreibern bei den „Installationskosten“ zählt das Erstellen von Fundamenten, die eventuell notwendige Installation von Leckage- und Sperrwasserleitungen und das Ausrichten des Aggregats. Der Einsatz von Block- und Inlinepumpen kann die Installationskosten reduzieren.
Instandhaltungskosten
Zu den Instandhaltungskosten gehören die Ersatz-teilkosten und die Aufwendungen für die Reparatur (Werkstattkosten und Arbeitsstunden). Stehen keine Ersatzpumpen zur Verfügung, sind außerdem Produktionsausfallkosten zu berücksichtigen.
Investitionskosten
Mit 4 bis 6 % erscheinen die Investitionskosten als der geringste Anteil an den Lebenszykluskosten. Dies rechtfertigt mitunter einen hohen Einkaufspreis bei der Auswahl des Pumpentypus. Es gibt Fälle, in denen die bessere Energiebilanz und Standzeit einer Pumpe den dreifachen Einkaufspreis innerhalb von zwei bis drei Jahren einholen kann. Leider wird das von vielen Unternehmen noch nicht erkannt, da Investitions- und laufende Betriebskosten in der Betriebswirtschaft immer noch getrennt aufgeführt werden.
Um die LCC bereits in der Planung zu berücksichtigen, können Pumpenbetreiber die Kosten vor der Kaufentscheidung grob abschätzen. Neben dem Preis für die Pumpe und für die dafür empfohlenen Ersatzteile gehen in diese Kalkulation einzelne Herstellerangaben ein. Dazu gehören die zu erwartenden Standzeiten der Pumpenkomponenten, die Stromaufnahme des Aggregats im berechneten Betriebspunkt oder der Wirkungsgradverlauf. Sie ermöglichen eine Abschätzung der Energiekosten.
Der europäische Pumpenverband Europump und das amerikanische Hydraulic Institute haben als Richtlinie ein Berechnungsschema für die Lebenszykluskosten erarbeitet. Der „Guide to Life Cycle Costs“ soll Anfang 2001 veröffentlicht werden. Außerdem können unabhängige Ingenieurbüros, die sich auf das Thema Pumpen spezialisiert haben, zur Beratung und Berechnung der Lebenszykluskosten hinzugezogen werden.
In vielen Industrieunternehmen wird der Aufwand für Betrieb und Instandhaltung von Pumpen nur wenig beachtet. Diese Fehleinschätzung führt dazu, dass bei Pumpen etwa 30 % der elektrischen Energie nutzlos verpuffen, obwohl technische Möglichkeiten zur Energieeinsparung gegeben sind. Etwa ein Drittel der weltweit erzeugten elektrischen Energie wird für den Antrieb von Pumpen eingesetzt. Erst vor diesem Hintergrund wird deutlich, wie brisant das Thema der Lebenszyklus- und darin enthaltenen Energiekosten für den Umweltschutz ist.
Berechnungsbeispiel: Planungsingenieure hätten 13 000 Mark verschenkt
Die Stadt Mettmann plante eine Erweiterung ihres Klärwerks im Neanderthal, die Planungsingenieure sollten eine preiswerte Lösung finden.
Um die anfallende Menge von 40 m³/h eingedicktem Schlamm (10 % Trockensubstanz) mit 4 bar Ausgangsdruck zu fördern, entschieden sich die Ingenieure für die preiswerte Exzenterschneckenpumpe. Die politische Opposition im Stadtrat protestierte zurecht, denn diese Wahl hätte zu unnötig hohen Abwassergebühren in den darauf folgenden Jahren geführt:
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Titelbild Industrieanzeiger 19
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19.2021
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