Das energetische Optimieren der Fertigungsanlagen für Motorkomponenten wie Kurbelwellen und -gehäuse, Zylinderköpfe oder Gehäuse für die neueste Generation von Elektroantrieben steht im BMW Werk Steyr seit einigen Jahren auf der Agenda. Dazu zählen auch die Reinigungsanlagen für diese Bauteile. Bei der Identifikation weiterer Einsparmöglichkeiten zeigten Verbrauchsmessungen, dass die elektrischen Heizsysteme der im Dreischichtbetrieb genutzten Reinigungsanlagen einen hohen Stromverbrauch verursachen. Überlegungen, wie die Warmwasseraufbereitung energiesparender erfolgen kann, führten zum Einsatz einer Wärmepumpe. „Welches Einsparpotenzial dadurch realisiert werden kann, wollte ich durch ein Pilotprojekt ermitteln, bei dem die bisherige Elektroheizung durch eine Wärmepumpe ersetzt wird“, berichtet Gerhard Fuchs, Prozessverantwortlicher und Energiebeauftragter im Werk Steyr. Aufgrund der bisherigen guten Zusammenarbeit fragte er bei Ecoclean an, ob der Anlagenbauer als Generalunternehmer mitarbeiten würde.
Jährlich 169 MWh Energie eingespart
Um die mit der Integration einer Wärmepumpe realisierbare Energieeinsparung zu ermitteln, wurde eine Potenzialanalyse von einem unabhängigen Ingenieurbüro erstellt. Die berechneten Einsparungen lagen bei rund 70 % des bisherigen Energieverbrauchs.
Die Lösung ist exakt an die Situation bei BMW Steyr angepasst: Auf dem Dach der Transferanlage befindet sich ein 2.000 l fassender Tank für Sauberwasser, das dem Reinigungsprozess mit 56 °C zugeführt wird. Das dafür erforderliche elektrische Heizsystem hatte eine Leistungsaufnahme von 39 kW. Die Kühlung der Vakuumpumpen und des Schaltschranks erfolgt durch einen Kaltwasserkreislauf. Das Kühlwasser wird mit einer Vorlauftemperatur von 16 °C zur Verfügung gestellt und ist im Rücklauf 22 °C warm. Dieses „Warmwasser“ dient als Energiequelle. Es wird zur Wärmepumpe (Leistungsaufnahme 11,2 kW) geleitet und dort auf bis zu 65 °C erhitzt. Die Wärmeabgabe an die Heißwasserversorgung der Reinigungsanlage erfolgt über einen Plattenwärmetauscher. Das erhitzte Prozesswasser wird mittels einer neuen Umwälzpumpe (1,2 kW) in den Heißwassertank der Reinigungsanlage gefördert, während das auf 16 °C abgekühlte Wasser durch eine zweite neue Umwälzpumpe mit ebenfalls 1,2 kW zurück in den Kaltwasserkreislauf gelangt. Mit dieser Lösung reduziert sich der Energiebedarf von 39 auf 13,6 kW. Dies summiert sich bei einer definierten Produktionszeit von jährlich 5.760 h auf mehr als 146 MWh. Hinzu kommt eine zusätzliche Einsparung von 23 MWh in der Kaltwassererzeugung, da das Kühlwasser nur noch von einer niedrigeren Rücklauftemperatur auf die Vorlauftemperatur gebracht werden muss.
Da das Projekt ohne Produktionsunterbrechung realisiert werden sollte, erfolgte der Umbau während einer zweiwöchigen Betriebspause im Sommer 2022. Der für die Technik erforderliche Platzbedarf entspricht etwa der Größe von zwei Europaletten. Das firmeneigene Energiemonitoring sowie Messungen durch das unabhängige Ingenieurbüro belegen, dass die prognostizierten Einsparungen eingehalten werden. Die Betriebskosten fürs Reinigen haben sich um rund 19.000 Euro jährlich reduziert. Zudem gelangen, basierend auf dem Strommix in Österreich, rund 34 t weniger CO2 in die Umwelt.
