Energieeffiziente Produktion Erfolgsmodell mit Hindernissen

Elektrische Antriebe

Die für mehr Energieeffizienz in der Produktion nötigen Subsysteme und Komponenten sind größtenteils verfügbar - jetzt gilt es, sie weiterzuentwickeln, vor allem aber: überhaupt erst anzuwenden. Wie ist der aktuelle Stand der Dinge, und was ist schon im Produktionsalltag der Unternehmen angekommen?

Elektromotoren mit hoher Energieeffizienzklasse, Regelung der Motordrehzahl mittels Frequenzumrichtern, Rückspeisung von Bremsenergie, Energie-Management-Software, Datenschnittstellen auf Software-Basis: Die nötigen Bausteine für energieeffiziente Produktionssysteme stehen überwiegend bereit. Ein besonderes Augenmerk kam dabei bislang der elektrischen Antriebstechnik zu - nicht von ungefähr, sind Antriebe doch für einen großen Teil des Energieverbrauchs in der industriellen Produktion verantwortlich. Zumindest für die weit verbreiteten Drehstrom-Asynchronmotoren gibt es seit einiger Zeit auf europäischer Ebene klare Energieeffizienzvorschriften: »Seit 2011 dürfen nur noch Asynchronmotoren der Effizienzklasse IE2 in den Umlauf gebracht werden«, erläutert Engelbert Lang, Leiter Professional Services Energy Management in der Siemens-Division Industry Automation. »Die Effizienz in Industrie und Haushalten soll stetig gesteigert werden, und ab 2015 müssen Asynchronmotoren mindestens der Klasse IE3 entsprechen. Einige Anbieter arbeiten schon heute an Antrieben der Effizienzklasse IE4.«

Ein wichtiger Aspekt für die Energieeffizienz elektrischer Antriebe ist die Regelung der Motordrehzahl: »Frequenzumrichter, wie sie Danfoss herstellt, unterstützen per se die energieeffiziente Antriebstechnik«, betont Frank Jüngst, Sales Direktor Industrie bei Danfoss für die Region CER. »Vor allem bei quadratischen Antriebsmomenten zahlt sich ihr Einsatz extrem aus.« Um die Anwender zu unterstützen, biete das Unternehmen als kostenloses Softwaretool zur Auslegung bzw. Planung energieeffizienter Antriebssysteme die sogenannte »Energybox«-Software an (http://www.danfoss.de/vltenergybox). Zudem seien die Danfoss-Frequenzumrichter schon lange in der Lage, »für übergeordnete Steuerungen die Energieverbrauchs-Daten via Feldbus für Optimierungen bereitzustellen«. Ebenso hätten sie eine eigene Energieoptimierungs-Software, genannt AEO, integriert: »Mit ihr optimieren die Frequenzumrichter ständig lastabhängig ihren Energieverbrauch.«

So wichtig energieeffiziente Antriebe sind, bei der energieoptimalen Gestaltung der Produktion geht es natürlich nicht nur darum, sondern um das Gesamtsystem. Ein wichtiger Baustein hierfür ist das Energie-Management per Software: »Energiedaten-Management-Software wie ‚Simatic B.Data‘ von Siemens erfüllt einen breiten Funktionsumfang«, verdeutlicht Engelbert Lang. »Anforderungen in puncto Energie-Monitoring, Energie-Controlling oder Energieabrechnung lassen sich genauso abdecken wie das Energieeffizienzmaßnahmen-Management oder das Umweltberichtswesen. Kennzahlen sind anhand von Benchmark-Daten oder Zielvorgaben verifizierbar und bieten somit die Basis für eine fundierte Einschätzung der Gesamtsituation. Der Blick in die Zukunft nimmt immer größeren Stellenwert ein, etwa um den Energieeinkauf zu optimieren oder aber entsprechende Zielwerte/Budgetwerte zu berechnen. Geeignete Prognosefunktionen stehen dafür bereit.«

Mit der Einführung der Energie-Management-Norm ISO 50001 hätten schon viele Unternehmen die erste Hürde zu einer effizienten Ressourcennutzung überwunden. Der nächste Schritt stehe aber häufig noch aus: »Sukzessive müssen nun die gewonnenen Informationen analysiert sowie entsprechende Maßnahmen abgeleitet, umgesetzt und anschließend verifiziert werden«, stellt Engelbert Lang klar. »Nur dann lässt sich die Effizienz nachhaltig steigern.«

Wie Engelbert Lang betrachtet auch Tobias Sedlmeier, Head of Business Intelligence bei Copa-Data, all dies als technisch schon heute machbar: »Es ist problemlos möglich, Energiedaten und Energieflüsse zu erfassen und zu analysieren und auf Basis dieser Informationen Maßnahmen für die Optimierung der Ressourcennutzung zu ergreifen«, sagt er. »Mit der HMI/SCADA- und Reporting-Software ‚zenon‘ von Copa-Data können Unternehmen eine Lösung für das Energie-Management aufsetzen, die nicht nur den Energieverbrauch und den Energieeinsatz aufzeichnet, sondern auch Möglichkeiten für die Optimierung der Energieeffizienz sowie Einsparpotenziale aufzeigt. Die Dynamic Production Reporting Software ‚zenon Analyzer‘ unterstützt Unternehmen dabei, Verbesserungspotenziale zu identifizieren und die Energienutzung langfristig und nachhaltig zu optimieren.« Generell sollten sich Unternehmen Sedlmeier zufolge »für ein Energie-Management-System entscheiden, das sich durch Skalierbarkeit, Flexibilität und Offenheit auszeichnet«. Wenn das System skalierbar sei, könnten Industriebetriebe Schritt für Schritt ein Energie-Management aufbauen. Eine offene Lösung für das Energie-Management ermögliche es, »verschiedenste Datenquellen einzubinden, sei es aus der Produktion oder aus der Gebäudeleittechnik, seien es Sicherheitssysteme oder auch ERP-Systeme, um die Prozessebene mit der betriebswirtschaftlichen Ebene zu verbinden und einen lückenlosen Überblick für das Unternehmen zu schaffen«. Die Einbindung von mobilen Endgeräten und Apps gewährleiste dabei, »dass Produktionsverantwortliche und Manager jederzeit und überall Zugriff auf ihre Energie-bezogenen Daten haben«.

Deutlich skeptischer zeigt sich hier Konrad Steinmetz: »An älteren Maschinen oder Anlagen ist eine automatische Energie-Datenerfassung kaum möglich; oft werden die Daten manuell aufgeschrieben und anschließend in IT-Systeme eingegeben«, führt er aus. »Generell ist eine zielgerichtete Datenerfassung technisch kompliziert und dadurch kostenaufwändig.«