Laut Bundesumweltamt liegt der Anteil der Industrie am gesamtdeutschen Stromverbrauch bei 45 Prozent. 2018 entsprach dieser Anteil einem Verbrauch in Höhe von 227 Terrawattstunden. Insbesondere elektrische Antriebe in Form von Elektromotoren und Druckluftsystemen gehören zu Großverbrauchern – und besitzen damit eines der größten Einsparpotenziale. Angesichts des Klimaschutzes ist die Reduktion beim Stromverbrauch unumgänglich. Mit den richtigen Strategien erfolgt dies auch im Einklang mit steigender Produktivität und erhöhter Wettbewerbsfähigkeit.
Säulen der Energieeffizienz
Im Grunde basiert ein effizienter Umgang mit Energie auf fünf Säulen. So sollte nur so viel Energie aufgewandt werden, wie sie für einen Prozess unbedingt notwendig ist (1). Durch geschickte Umwandlung kann vorhandene Energie aus einem Prozess für einen anderen wiederverwendet werden (2). Das Monitoring des Energieverbrauchs (3) zeigt den Ist-Zustand für die weitere Planung an und kann zum einen auf einen erhöhten Verbrauch etwa durch Leckagen hinweisen und zum anderen Vorhersagen zur Lebenszeit der Komponenten erlauben. Ist die Planung von Maschinen und Anlagen geprägt von (4) durchdachten Entscheidungen über den gesamten Anlagenlebenszyklus und werden in einem Betrieb effizientes Denken und aktive Beteiligung gefördert (5), sind dadurch ausschlaggebende Verbesserungen möglich.
Druckluftverbrauch reduzieren
Druckluft ist allgegenwertig in der Industrie und besitzt eines der größten Einsparpotenziale. So ergaben von SMC europaweit durchgeführte Energy Saving Audits, dass sich bereits mit drei Maßnahmen durchschnittlich 20 Prozent beim Energieverbrauch einsparen lassen. Diese sind erstens die Absenkung des Versorgungsdrucks bei Druckluftsystemen, zweitens die Abschaltung oder Absenkung des Druckluftnetzes während Stillstand- oder betriebsfreier Zeit und drittens das grundsätzliche Erkennen und Beseitigen von Leckagen.
Weitere Maßnahmen sind die Sensibilisierung der Produktionsmitarbeiter durch Schulungen (Total Productive Maintenance/TPM-Training) und Vororttrainings. Auch das Optimieren von Blasluftanwendungen beispielsweise durch den Volumenstromverstärker ZH kann je nach Anwendung zu Einsparungen zwischen 20-30 Prozent führen.
So könnten in Europa insgesamt rund 2,3 Mrd. Euro an Energiekosten und etwa 55 Mio. Tonnen an klimaschädlichem CO2 eingespart werden.
Miniaturisierung: kleine Energiesparer
Großes Einsparpotenzial liegt auch in der Verkleinerung von Komponenten. So lassen sich etwa Pneumatikzylinder immer dichter anordnen. Und mit der minimierten Größe nimmt auch das Gewicht ab, ohne auf Leistung zu verzichten. Zum Beispiel erreichen die Ventile der Serie JSY von SMC trotz platzsparendem Design große Druckluftdurchflüsse und verfügen zusätzlich über die Option eines Energiesparschaltkreises. Dank des reduzierten Gewichts lassen sich pneumatische Antriebe etwa direkt am Roboterarm montieren, ohne dass mehr Energie zur Bewegung aufgewandt werden muss. Gewicht kann ebenfalls durch das drahtlose Übertragen von Daten etwa über entsprechende Feldbussysteme wie die Serie EX600-W eingespart werden. Und Miniaturisierung fängt bereits bei der Energieversorgung an: So lässt sich der Querschnitt bei ovalen Magnetspulen stärker verkleinern als bei runden – bei gleicher Leistung und weniger Energieverbrauch.
Verbrauch optimieren dank Digitalisierung
Auch digitale Technologien wie Data Mining oder IoT-Plattformen helfen nicht nur dabei, die Produktivität zu steigern, sondern auch das Energiesparpotenzial zu verbessern. Werden etwa die Daten von Druck-/Durchflussmessern und von einer Zylinder-/Ventilstation in einer IoT-Plattform konsolidiert und analysiert, können Leckagen schnell erkannt und das Fachpersonal unmittelbar informiert werden. So lässt sich auch eine vorbeugende Instandhaltung umsetzten, Stichwort Predictive Maintenance.
Energie-Audits und darauffolgende Investitionen, um das theoretische Einsparpotenzial auch in der Praxis umzusetzen, amortisieren sich laut Erfahrung von SMC bereits nach wenigen Monaten. Alles zusammen ergibt am Ende eine 4-fache Win-Situation: Erstens die Einsparung der EEG-Umlage, die ein Unternehmen bei nachgewiesener Einsprung zurückerhält, zweitens ein geringerer Druckluftverbrauch und damit weniger Energie, drittens mehr Nachhaltigkeit durch weniger CO2-Ausstoß und schließlich viertens eine höhere Wettbewerbsfähigkeit.
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