Optimierte Druckluft, Wärme- und Kältebereitstellung für mehr Energieeffizienz Eine Million Kilowattstunden Energie sparen

Der Startschuss dafür, dass Wago diese jährliche Energiemenge einspart, erfolgte gemeinsam mit der Energieeffizienzabteilung des Beratungsunternehmens Galek & Kowald. Dieses Best-Practice-Beispiel zeigt, wie ein gemeinsamer Weg zu mehr Energieeffizienz in der industriellen Fertigung aussehen kann – mit Druckluft-KWK-Lösungen, hocheffizienter Wärmerückgewinnung sowie zentralen und dezentralen Sorptionskälteanlagen. Das Ergebnis: die Reduktion des Primärenergieeinsatzes und damit von CO₂-Emissionen. Aufgrund dieses innovativen Charakters ist das Projekt als Demonstrationsvorhaben mit Mitteln der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert worden.

Den Potenzialen auf der Spur

Der Weg zu mehr Energieeffizienz beginnt mit dem ersten Schritt – damit, genau zu wissen, wo beziehungsweise was die Potenziale im System sind. Erst mit der Istanalyse kann man überhaupt Optimierungsmöglichkeiten ausmachen. Wago Facility-Manager und Kopf der Energiemanagementteams, Achim Zerbst, bringt es auf den Punkt: „Miss es oder vergiss es!“ Mit 80 Messpunkten sei im Wago Werk Sondershausen bereits viel an Bestandsmessung vorhanden gewesen, erinnert sich Anne Häring, die das Effizienzprojekt beraterseitig betreut hat. „Den Rest haben wir mit mobilen Messungen abgedeckt“, berichtet die Projektingenieurin Energieeffizienz im Galek & Kowald-Team aus dem nahegelegenen Mühlhausen. „Danach ging es darum, die Prozesse zu analysieren: Wo wird Energie verwendet und wofür?“

Mehr als Energieeinsparung

Wenn es dann an das konkrete Optimierungskonzept geht, „sollte man anfangs nicht zu detailverliebt sein“, rät Achim Zerbst. Es solle vielmehr „energetisch sinnvoll, technisch umsetzbar und wirtschaftlich darstellbar“ sein. Er erinnert sich: „Wir selbst mussten erst einmal ein Händchen dafür entwickeln, wie der Umfang für den Betrieb der geplanten innovativen Anlagentechnik beherrschbar bleibt.“ Falko Kowald, technischer Geschäftsführer von Galek & Kowald, ergänzt: „Die Prämisse beim Energiemanagement ist lieber langfristig zu handeln, statt einfach nur auf einen Schlag so viel Energie wie möglich einzusparen.“

Daher sei es wichtig, sich nicht nur die Energieeffizienz der Versorgungsstruktur anzusehen, sondern die Gesamtbetriebskosten in den Blick zu nehmen. Dazu zählen dann auch Wartungskosten. „Denn ein Druckluftkompressor, der an sich effizient ist, aber das Vielfache an Wartungskosten schluckt, ist nicht zielführend“, nennt Achim Zerbst ein Beispiel.

Von der Beratung bis zur Umsetzung

„Eine Energieberatung stellt zunächst einmal den energetischen Istzustand des Unternehmens dar. Auf dieser Grundlage werden Maßnahmen zur Potenzialerschließung der Energieeffizienzsteigerung erarbeitet“, erklärt Anne Häring. Dabei handelt es sich um konkrete Maßnahmenempfehlungen inklusive einer ersten technischen und wirtschaftlichen Bewertung. Bei einigen Energieeffizienzmaßnahmen kann es notwendig sein, im weiteren Prozess einen Fachplaner, zum Beispiel für Kältetechnik, hinzuziehen. Dadurch kann das erarbeitete Konzept auf stabile Füße gestellt werden. „Je nach Förderprogramm sind neben Maschinen, Anlagen und Einrichtungen auch Planungsleistungen für Energieeffizienzmaßnahmen förderfähig“, gibt Anne Häring zu bedenken.

Meistens können mehrere Maßnahmen zur Energieeinsparung aufgezeigt werden, die teils mit sehr unterschiedlichem Aufwand verbunden sind. Vergleichsweise gering ist der Aufwand für Planung und Umsetzung, wenn es darum geht, bestehende Anlagentechnik gegen effizientere auszutauschen. Das ist zum Beispiel der Fall, wenn empfohlen wird, von konventioneller Beleuchtung auf LED umzurüsten. Maßnahmenempfehlungen, die jedoch einen Technologiewechsel vorsehen, sind dement-sprechend mit einem erhöhten Planungs- und Umsetzungsaufwand verbunden. „Je nach Maßnahme können verschiedene Förderprogramme zur Kofinanzierung infrage kommen. Hier ist es ratsam, einen kompetenten Partner an seiner Seite zu wissen, der sich mit den diversen Förderprogrammen auf Landes- und Bundesebene auskennt“, sagt Achim Zerbst.

Für das Energieeffizienzprojekt bei Wago in Sondershausen wurde das Förderprogramm „Green-Invest“ der Thüringer Aufbaubank genutzt. Der innovative Charakter des Projektes führte zur Bewertung als Demonstrationsvorhaben im Rahmen der EFRE-Förderbedingungen. Aufgrund des Investitionsvolumens musste sowohl die Fachplanung als auch die Umsetzung öffentlich ausgeschrieben werden. Der Fachplaner für das Projekt wurde Anfang 2018 deutschlandweit und öffentlich ausgeschrieben. „Dafür hatten wir von Anfang an einen Fachanwalt zur Seite, der uns schon bei der Ausschreibung des Fachplaners unterstützt hat, um hier nichts falsch zu machen“, erinnert sich Energiemanager Zerbst. Sein Tipp: dass dieser Fachanwalt im jeweiligen Bundesland tätig ist, da es bei Planung und Umsetzung teilweise auch um Förderungen auf Länderebene gehe und sich auch das Baurecht von Bundesland zu Bundesland unterscheide.

Ganzheitliche Betreuung

Der Bereich Industrieanlagenbau von Galek & Kowald hat die Ausschreibung für die Ausführung für die Gewerke Druckluft und Kälte gewonnen, auch weil das Unternehmen seine Wurzeln im Bereich des Druckluftanlagen-Baus hat. Der technische Geschäftsführer Falko Kowald ist da offen und ehrlich: „Wir selbst als Anlagenbauer haben uns im Zuge der Ressourcenknappheit und des Klimawandels immer kritisch hinterfragt, ob wir energetisch gesehen überhaupt noch Kompressoren verkaufen sollten.“ Die Drucklufterzeugung stellt einen der ineffizientesten Prozesse im Bereich der Querschnittstechnologien dar, dementsprechend hoch ist der Energieeinsatz und somit die Erzeugungskosten. Aber erst die Wirtschaftskrise 2008 und 2009 „hat uns die Möglichkeit gegeben, zu schauen, wo wir stehen und wo wir wirklich hinwollen, um nicht Verursacher von augenscheinlich unlösbaren Nachhaltigkeits- und Kostenprobleme zu sein“.

Das Problem daran: Bis 2009 sei es allgemein beim Energiemanagement vorrangig darum gegangen, Gebäudehüllen zu dämmen. An komplexe Produktionsprozesse habe sich damals keiner getraut. „Wir schon! Denn Krise bietet auch immer die Chance zur Erneuerung und die haben wir mutig ergriffen“, sagt Falko Kowald selbstbewusst. „Dabei war mir weniger der Ausbau erneuerbarer Energieerzeugungsanlagen ein persönliches Anliegen als vielmehr aufzudecken, wo noch Energie gespart und Synergien genutzt werden können. Dabei ist uns klar geworden, dass Druckluftkompressoren nicht immer ein Problem sein müssen – sie können vielmehr Teil der Lösung sein.“ So sei in Kooperation von Galek & Kowald mit dem Mühlhäuser BHKW Hersteller Enertec Kraftwerke ein Druckluft-Heizkraftwerk (DHKW) entwickelt worden, dessen Erfolg zu einer weiteren Firmenausgründung führte: altAIRnative.

Eigene Technik für Energiemanagement

Beim Effizienzprojekt in Sonderhausen hat das Projektteam Wago Technik eingesetzt – von der Energiedatenerfassung über die Anlagensteuerung bis hin zur Verschaltung von Gebäude- und Produktionstechnik. Das ist naheliegend, macht Achim Zerbst aber nicht minder stolz: „Denn erst mit unseren Produkten konnten wir die Energieverbräuche und alle Prozessrahmenbedingungen wie Temperaturen, Drücke oder Betriebszustände präzise erfassen.“ Mit dem modularen Wago I/O System, Controllern und den entsprechenden Softwarelösungen aus dem eigenen Hause „war die Sektorenkopplung und das sinfonieartige Zusammenspiel der Einzelregelungen von Kälte, Druckluft und Heizung erst möglich.“ Die ganze Technik führt zu einem beherrschbaren Betrieb von komplexer Anlagentechnik. Die Anlagen selbst bleiben jedoch leicht bedienbar für das Personal. Zerbst resümiert: „Damit haben wir die Basis geschaffen, um die Anlagen schrittweise zu optimieren und ein erfolgreiches Energiemanagement zu realisieren.“

Energieeffizienz geht immer über Kennzahlen

Im laufenden Optimierungsprozess sei es wichtig, die Wirksamkeit der energiesparenden Maßnahmen zu prüfen. Ohne Kennzahlen sei das nicht möglich, ist Achim Zerbst überzeugt. Denn nur mit Kennzahlen seien Energieeffizienzsteigerungen nachweisbar und fortlaufend. „Dafür müssen Energieverbräuche in Relation zu den Einfluss- und Umgebungsfaktoren gesetzt werden. So können wir entscheidende Kennzahlen bilden, die wir dann monitoren.“ Diese Kennzahlenberechnung erfolgt mittels einer statistischen Berechnungsmethode, der sogenannten Regressionsanalyse. Daraus er-gebe sich das Potenzial, längerfristig Energie einzusparen.

Optimieren heißt nicht, Fehler zu beheben

„Unsere Kennzahlen sind die Maßgabe weiterer Anpassungen und die Grundlage für unsere regelmäßigen Optimierungstermine mit Fachplaner, Berater und allen Projektbeteiligten“, sagt Achim Zerbst. Denn ganz gleich, ob Druckluft-, Wärme- oder Kälteverbrauch – „übers Jahr ändert sich immer etwas, zum Beispiel durch den Schichtbetrieb oder neue Anlagen, die hinzugeschaltet werden.“ Die Prozesse seien zwangsläufig dynamisch. Daraufhin partiell ansteigende Energieverbräuche seien daher nicht per se als Fehler zu werten. „Mit unseren Optimierungsprozessen stellen wir sicher, dass wir nicht schlechter werden. Denn im übertragenen Sinne gilt: Nur weil ich mir ein spritsparendes Auto kaufe, heißt das noch lange nicht, dass ich wirklich Sprit spare. Die Fahrweise macht den Unterschied“, verdeutlicht Achim Zerbst anschaulich.

Weitermachen lautet die Devise

Das Effizienzprojekt hat Wago zusätzlich noch einmal durch eine Bachelorarbeit betrachten lassen. Ergebnis der Arbeit: „Wir haben noch mehr Effizienzpotentiale, allein durch die Einstellwerte, wie die Anlagen miteinander verschaltet sind.“ Das sei wie ein Auto, das einen sechsten Gang habe, aber weiterhin im fünften gefahren werde. „Deswegen müssen wir zum Beispiel Regeln neu definieren und daraufhin die Programmierung der Wago Steuerungen oder einzelne Parameter anpassen“, gibt Achim Zerbst einen Ausblick.

Für Wago markiert das Effizienzprojekt im Werk in Sonderhausen einen wichtigen Schritt, um energieeffizient und klimaschonend zu produzieren. Achim Zerbst ist sich sicher. „Wir haben an diesem Projekt weitere Potenziale erkannt, um auch in Zukunft systematisch Energie zu sparen.“