Der energieoptimierte Betrieb - Einsparpotenziale im produzierenden Gewerbe IHK Koblenz Energieeffizienz im produzierenden Unternehmen 29. November 2005 Zielgruppe eigenes Unternehmen Zielgruppe andere Branchen Dr.-Ing. Harald Bradke

Energy Efficiency Index, Germany

- 18 % - 18 % +/- 0 % - 44 %

1994 bis 2002: -39% Modernisierung alte Tieföfen: -16 %

Energieeffizienz-Potenziale von 20 Betrieben, binnen vier Jahren realisierbar Beispiel Hohenlohe im Jahre 2003 Platzhalter für Dateinamen Folie 7

Hauptursachen für unnötig hohen Energieverbrauch in den Betrieben schlechte Betriebsführung schlechte Auslastung oder Dimensionierung mangelhafte Planung, veraltete Technik wirtschaftlich in bestehendem Werk wirtschaftlich möglich auf der grünen Wiese

Einsparmöglichkeiten bei Antrieben

Verbesserter Wirkungsgrad bei hocheffizienten Motoren Je kleiner die Leistung, desto schlechter der Wirkungsgrad und desto größer die Einsparpotentiale Absolut können auch kleine Verbesserungen bei größeren Leistungen zu beachtenswerten Einsparungen führen + 1,2% + 8,7% Gilt insbesondere für die versteckten Motoren, z.B. Umwälzpumpen

Lebenszykluskosten von motorisch betriebenen Systemen Beispiel Druckluftkompressor Leistung 110 kW Lebensdauer 15 a Betriebsstunden 4000 h/a Energiepreis 6 ct/kWh Viele Maßnahmen sind hochrentabel, weil die Energiekosten 80 bis 95 % der Lebenszykluskosten ausmachen.

Kosteneinsparpotential (Beispiel: 45 kW Motor)

Beispiel Druckluft: Mehr als 30% Effizienz zu interner Verzinsung von 30-40% Energieeinsparmaßnahme Anwend- barkeit % Effizienz- gewinn (%) Gesamt- Potenzial (%) Neuanlagen oder Ersatzinvestitionen Verbesserte Antriebe (hocheffiziente Motoren, HEM) 25 2 0,5 Verbesserte Antriebe (drehzahlvariable Antriebe, ASD) 15 3,8 Technische Optimierung des Kompressors 30 7 2,1 Einsatz effizienter und übergeordneter Steuerungen 20 12 2.4 Wärmerückgewinnung für Nutzung in anderen Funktionen 4,0 Verbesserte Druckluftaufbereitung, Kühlung, Trocknung, Filterung 10 5 Gesamtanlagenauslegung inkl. Mehrdruckanlagen 50 9 4,5 Verminderung der Druckverluste im Verteilsystem 3 1,5 Optimierung von Druckluftgeräten 40 2,0 Anlagenbetrieb und Instandhaltung Verminderung der Leckageverluste 80 16,0 Häufigerer Filterwechsel 0,8 Summe 32,9 Platzhalter für Dateinamen Folie 13

Leckageverluste Leckagen erkennen durch Luftverlust (bei 6 bar) mm l/s kW EURO 1 1,2 0,3 268 3 11,1 3,1 2.777 5 30,9 8,3 7.435 10 123,8 33,0 29.561 Lochdurch- messer Energieverlust 1) Annahme:8760 h/a, Strompreis: 0,10 cent/kWh Leckagen erkennen durch - Geräuschentwicklung - Leckspray - Ultraschall Im letzten Drittel der Druckluftverteilung entstehen die meisten Leckagen

Zusammenhang zwischen Stromverbrauch und Einsparpotential Die obige Grafik stellt für die durchgeführten Audits den Zusammenhang zwischen der Höhe des Gesamtstromverbrauchs für die Drucklufterzeugung und dem ermittelten Energieeinsparpotential her. Die ermittelten Einsparungen lagen im Bereich zwischen 5 und 85 %. Dies ist ein möglicher Grund für die Tatsache, warum Unternehmen die Einsparpotentiale für nicht so groß halten, denn es gibt in der Industrie auch Druckluftanlagen die sehr effizient arbeiten. Deutlich zu erkennen ist zudem, dass mit steigendem Stromverbrauch die gefundenen Effizienzpotentiale geringer werden. Dies dürfte im wesentlichen zwei Ursachen haben. Zum einen haben Unternehmen mit einem höheren Stromverbrauch und damit auch höheren Kosten eher einen eigenen Mitarbeiter der sich um Energiefragen kümmert, zum anderen dürfte auch eine Rolle spielen, dass bei großen Druckluftanlagen das Verhältnis von Spitzenlast zu Grundlast wesentlich günstiger ist, und somit automatisch der Anteil des ungünstigen Teillastbetriebes bei diesen Unternehmen geringer ausfällt.

Energieverschwendung bei Pumpen Pumpen arbeiten häufig abseits des Bestpunktes aufgrund Überdimensionierung bei der Auslegung Änderungen gegenüber Auslegungsbedingungen Variation im Förderstrom Deutlich Abnahme der Effizienz Alterung: Verschlechterung der Effizienz um 10 bis 15 % bei schlechter Wartung

Pumpensysteme – mehr als nur eine Pumpe

Einsparmöglichkeiten bei Pumpensystemen

Einsparmöglichkeiten und Zusatzkosten bei Ventilatoren Ventilatoren Typ Einsparpotenzial [%] Zusatzkosten [%] Propeller- oder Schraubenlüfter 15-20 2-12 Axial-Rohrventilator 2-10 4-10 Strahlventilatoren 4-8 5-7 Radial Ventilatoren mit vorwärtsgekrümmten Schaufeln 5-15 7-10 Radial Ventilatoren mit geraden Schaufeln 10 6-10 Radial Ventilatoren mit rückwärtsgekrümmten Schaufeln 2-5 8-12 Sonstige Ventilatoren 5-10 8-10

Energieeinsparung in Ventilatorensystemen Quelle: LfU, Stuttgart, 2002

Einsparmöglichkeiten bei Ventilatorsystemen

Capacity use and SEC Cement company in Thailand

Measured results of energy efficiency projects found many that have productivity benefits Productivity Benefits of Real Projects

Primärenergie-Einsparung durch Recycling Aluminium: rund 90 % Stahl: rund 75 % Papier: rund 40 % Glas: rund 20 %

a further reduction by 30 % is envisaged by manufacturing The weight of bottles has been reduced by 45 % during the last 40 years. a further reduction by 30 % is envisaged by manufacturing ultra light polyethylene coated bottles. Platzhalter für Dateinamen Folie 30

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Harald.Bradke@isi.fraunhofer.de