1. Der Anschaffungspreis ist Nebensache

Nach Angaben des Marktforschungsunternehmen IHS gehen 42 Prozent des globalen Strombedarfs auf das Konto von Fabriken. Wiederum zwei Drittel davon werden von Maschinenmotoren verbraucht. Das ist mehr als eigentlich notwendig: Wären weltweit hocheffiziente Motoren im Einsatz, ließe sich von der eingesparten Energie der Bedarf von Los Angeles für zwei Jahre decken.

Dennoch zögern viele Unternehmen – wegen der zunächst höheren Investitionen. Laut Recherchen des Zentralverbands Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) berücksichtigen rund 80 Prozent der Entscheider nur den Anschaffungspreis oder die Amortisationszeit (Pay-Off), nicht aber die Kosten des gesamten Lebenszyklus. Bei elektrischen Antrieben entfallen davon jedoch rund 80 Prozent auf die Energiekosten, hat die Forschungsstelle für Energiewirtschaft berechnet. Bei der Anschaffung von Motoren sollte also der Wirkungsgrad eine entscheidende Rolle spielen.

Unternehmen wie Antriebstechnik KATT Hessen liefern zum Beispiel Motoren auf Wunsch auch im Premiumwirkungsgrad IE3, der im Gegensatz zu IE2 nicht zusätzlich mit einer Drehzahlreglung ausgestattet werden muss. WEG Germany bietet bereits Baureihen, die den Anforderungen der noch nicht verabschiedeten Vorschriften für die Energieeffizienzklasse IE4 entsprechen. Beide stellen auf der HANNOVER MESSE aus.

Um Komponenten und Anlagenteile herstellerübergreifend vergleichbar zu machen, hat unter anderem der ZVEI ein betriebswirtschaftliches Lebenszykluskosten-Berechnungstool (LCE Lifecycle Cost Evaluation) entwickelt, das Unternehmen kostenlos nutzen können.

2. Die Schwachstelle Streuverlust reduzieren

Es geht jedoch nicht allein um die Motorenleistung selbst, sondern auch darum, Streuverluste zu vermeiden. Die Energieagentur NRW hat die Schwachpunkte beim Energieverbrauch verschiedener Industrien verglichen. Im Maschinenbau werde zum Beispiel in der Druckluftversorgung viel Potenzial verschenkt – obwohl dieser Bereich über zehn Prozent der Stromkosten verursacht. Leckage-Raten von 30 bis 50 Prozent seien demnach keine Seltenheit. Unternehmen wie Bosch Rexroth bieten Prüfverfahren an, die zeigen, wie viel Luft in hydraulischen Systemen nicht verbraucht wird und lassen damit Rückschlüsse auf Defekte zu.

Das Ziel: Im gesamten Herstellungsprozess soll nur dann Strom fließen, wenn er tatsächlich benötigt wird. Dafür müssen Antriebe mit der Steuerungs- und Fertigungsebene durchgängig vernetzt werden.

Moderne pneumatische und hydraulische Systeme verbrauchen so nur noch Energie, wenn sie gerade laufen. Drehzahlvariable Pumpenantriebe mit vordefinierten Reglern erzeugen die Leistung nach Bedarf, mit zentralen Abschaltventilen kann eine Anlage in Ruhezeiten ganz abgeschaltet werden. Durch Speicher-/Ladeschaltungen oder elektrische Rückspeisungen lässt sich sogar Energie zurückgewinnen und so der Strombedarf weiter senken.

3. Die Verbrauchsmessung intelligent nutzen

Um tatsächlich intelligente, selbstoptimierende und autonome Fertigungsabläufe zu erreichen, sind permanente Kontrollen der Leistungs- und Verbrauchswerte notwendig. Entsprechende Mess- und Kontrollmechanismen lassen sich auch nachträglich installieren. Energiemanagement- bzw. Energiecontrollingsysteme bringen nicht nur für die Stromrechnung Vorteile, sondern geben auch Hinweise auf mögliche Ausfälle. Ein plötzlich steigender Strombedarf weist beispielsweise auf Verschleiß durch schwergängige Lager hin. Sinkt der Verbrauch, könnten Prozessfehler schuld sein. Durch feinste Messungen mit Hilfe von Sensoren fallen solche Fehler frühzeitig auf. Kontrollsysteme der Firma Beckhoff etwa übertragen Energiedaten in Echtzeit auf Mobilgeräte der Techniker.

Welche Erfolge ein intelligentes Energiedatenmanagement erzielen kann, zeigt zum Beispiel BMW . Der Autobauer nutzt Smart Meter, um den Stromverbrauch der einzelnen Fertigungsanlagen und Roboter permanent zu messen. Sämtliche Daten werden durch umfangreiche Big-Data-Analysen verglichen. So wurde unter anderem ein Bug in der Laufzeit-Steuerung der Ventilation entdeckt, weil ein Rollenprüfstand weit mehr Energie verbrauchte als andere, baugleiche Anlagen. Im Werk von Spartanburg führte das innerhalb weniger Wochen zu Einsparungen von bis zu 25 Prozent, mehr Produktionssicherheit und höherer Produktqualität.

Weitere Energieeinsparpotentiale in der Industrie und welche technischen Maßnahmen ergriffen werden können, hat zum Beispiel der TÜV-Nord aufgelistet. Auch der Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) hat Praxisbeispiele aus unterschiedlichen Produktgruppen gesammelt.

Das gesamte Spektrum – von hocheffizienten Motoren, über durchgehend automatisierte Prozessketten bis hin zu Smart Grids – erleben Sie live auf den Leitmessen Industrial Automation, Energy und MDA – Motion, Drive & Automation.