Anlagenbau & Betrieb Integral optimiert

10.07.2014

Unternehmen sind bestrebt, ihre Produktionsprozesse energetisch zu optimieren. Einen integraler Ansatz, der systematisch die technische Analyse in den Vordergrund rückt ist auch zur Optimierung hochkomplexer Prozesse geeignet.

Strom, Dampf, Gas und Kälte – Maschinen und Produk­tionsanlagen sind aus energetischer Sicht oft äußerst komplex und hoch divers. In der Praxis stellen sich deshalb oft ähnliche Fragen, wenn im produzierenden Gewerbe die Energiekosten in den Fokus rücken: Ist es beispielsweise sinnvoll, den Kompressor oder die Antriebe auszutauschen? Könnte die Abwärme einer Maschine genutzt werden? Wie lässt sich die energetische Situation in der Produktionshalle insgesamt verbessern?

Die einzelnen Komponenten wie Antriebe und Kompressoren und auch die Verteilsysteme haben selbstverständlich einen großen Einfluss auf den Energiebedarf. Doch es bedarf einer umfassenderen Perspektive, um alle wirtschaftlichen Optimierungspotenziale zu identifizieren. Denn wer den Blick und die Systemgrenzen weitet und auch die Gebäudetechnik und die Gebäudesubstanz betrachtet, der kann zusätzliche Synergien aufdecken und die energetische Gesamtsituation der Produktionsprozesse durch intelligente, systematische Maßnahmen positiv beeinflussen.

Als geeignetes Werkzeug hat sich der EME-Standard von Tüv Süd bewährt, der – von der Komponentenebene bis zur Infrastrukturebene – einen integralen Ansatz verfolgt. EME steht für „Energy and Media efficiency, Environmental sustainability”. Bei dieser systematischen Methode zur Analyse der Energieeffizienz spielen somit auch die effiziente Verwendung von Betriebsmedien und die Umweltverträglichkeit der Fertigungsprozesse eine wichtige Rolle. Charakteristisch ist die systematische Vorgehensweise von innen nach außen: Zunächst werden die einzelnen Komponenten betrachtet, ihre Effizienz bewertet und überprüft, ob für den jeweiligen Produktionsprozess die energetisch günstigste Technologie eingesetzt wird.

Suffizienz + Effizienz = Intelligenz

Das primäre Ziel auf dieser Ebene: den tatsächlichen Energiebedarf soweit wie möglich senken (Suffizienz). Das schließt auch die Optimierung und bedarfsgerechte Dimensionierung der Verbraucher ein. In einem weiteren Schritt wird dann das Versorgungssystem betrachtet und optimiert (Effizienz). Anschließend wird aus den isoliert betrachteten Produktionsprozessen „herausgezoomt“ und auch die Umgebungsbedingungen, die Infrastruktur und die Gebäudesituation werden analysiert. Denn durch die intelligente Verknüpfung der einzelnen Teilsysteme und die Kombination mit der übrigen Gebäudetechnik (beispielsweise Wärmeversorgung) können nicht selten erhebliche Einsparungen realisiert werden.

Dabei kommt unter anderem die Pinch-Point-Methode zum Einsatz, die einen Überblick über die Wärmeströme schafft und Hinweise für die theoretisch mögliche Nutzung liefert. Diese Vorgehensweise erfordert Expertise in den verschiedenen technischen Bereichen und Disziplinen – von der Produktions- und Prozesstechnik über die Versorgungstechnik (Heizen, Kühlen, Druckluft, Energieerzeugung) bis hin zur bauphysikalischen Bewertung der Gebäude. Insbesondere das Zusammenwirken aller Bereiche und die wirtschaftlich sinnvolle Verknüpfung der Systeme stellen die Unternehmen bei der Analyse und bei der Realisierung vor Herausforderungen. Das liegt auch daran, dass es bislang noch keinen standardisierten Prozessablauf gab, der diesen integralen Ansatz nutzt.

EME-Standard, ISO- und DIN-Norm kombiniert

Dem produzierenden Gewerbe stehen heute zwar verschiedene Hilfsmittel zur Verfügung, um die Energieeffizienz zu verbessern – beispielsweise ein Energiemanagement nach ISO 50001. Durch die Gestaltung mit dem Fokus auf Managementprozesse, Zuständigkeitsbereiche und Informationsflüsse bietet diese Norm jedoch keine echte Hilfestellung bei den technischen Fragestellungen. Sie ist deshalb primär dazu geeignet, um für die technischen Optimierungsprozesse die notwendigen Rahmenbedingungen im Unternehmen zu schaffen. Denn sollen die identifizierten Einsparpotenziale effektiv genutzt werden, dann haben die strategische Ausrichtung des Unternehmens und – insbesondere bei großen Unternehmen – die organisatorischen Strukturen großen Einfluss auf den Erfolg der Energieeffizienz-Maßnahmen.

Ein Beispiel: Um Einsparungen im Bereich Druckluft vollumfänglich zu realisieren, genügt es nicht, die Druckluftkompressoren zu modernisieren. Auch der tatsächliche Druckluftbedarf auf Maschinenseite muss hinterfragt werden. Anderererseits ist auch die Reduktion des Druckluftbedarfs in der Produktion nicht zielführend, wenn die Kompressorstationen nicht auf den reduzierten Bedarf angepasst werden. Bei diesen übergreifenden Entscheidungen sind jedoch mehrere Abteilungen und Verantwortliche involviert, die miteinander kooperieren und koordiniert vorgehen müssen (zum Beispiel Fertigungsplanung, Maschinenbetreiber, Maschinenservice, Instandhaltung, Versorgung usw.). Das kann die Implementierung eines Energiemanagementsystems nach ISO 50001 leisten und so die strukurellen Voraussetzungen für die Realisierung der technischen Maßnahmen schaffen.

Ein weiteres Werkzeug ist das Energieaudit nach DIN EN 16274. Hier sind exakte Prozessabläufe und Bewertungskriterien definiert, sodass gute Resultate bei der Energieeffizienzberatung erzielt werden. Bei dieser Norm fehlen jedoch der integrale Ansatz und der Aspekt der Energiesuffizienz, die insbesondere bei komplexen Produktionsanlagen entscheidend sind. Durch den ganzheitlichen Ansatz und seine technische Ausrichtung ergänzt der EME-Standart diese beiden Werkzeuge in sinnvoller Art und Weise.

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