Sparsames Pausenkonzept

Technik/Energieeffizienz

Produktion Den Königsweg für den sparsamen Einsatz von Energie gibt es nicht, aber viel Potenzial. Umso wichtiger ist ein gutes Planungstool.

09. April 2010

Klimaschutz und Krise schließen sich nicht aus. Das beweist etwa der Volkswagen-Konzern an seinen Standorten in Zwickau und Chemnitz. »Negativ besetzte Begriffe wie wirtschaftliche Krise und Ressourcenverknappung sehe ich als Aufgabenstellung für uns an«, sagt Frank Löschmann, Geschäftsführer Technik der VW Sachsen.

Als ein Mittel zur Lösung dieser Aufgabe erachtet der gebürtige Niedersachse eine Produktion, die schonend und sparsam mit Material und Energie umgeht. »Es geht darum, innovative Lösungen voranzutreiben unter Berücksichtigung der gesamten Produktionsprozesskette und des gesamten Produktlebenszyklus.« Der Aufwand lohne sich, denn der Energieverbrauch lasse sich durch intelligentere Anlagensteuerung und effizientere Fertigungsmaschinen enorm senken.

Denn laut der Enquete-Kommission des Bundestages zur nachhaltigen Energieversorgung beträgt das wirtschaftlich realisierbare Energiesparpotenzial in der Industrie 10bis20% des derzeitigen Verbrauchs. »Übertragen auf meine Welt, also auf eine Standard-Automobilfabrik mit einer Kapazität von 1.200 Fahrzeugen pro Tag und einem Stromverbrauch von 200.000 Megawattstunden pro Jahr sind das immerhin bis zu 40.000 Megawattstunden«, rechnet der Fachmann vor. Um dieses theoretische Potenzial zu heben, gäbe es aber nicht den einen Königsweg. Ein Handlungsfeld liege darin, die Verluste in Anlagen und Netzen zu senken.

Möglichkeiten sind etwa das Downsizing und richtige Dimensionieren von Anlagen und Netzen sowie das Investieren in energieeffiziente, neue Produktionssysteme. »Der Energieverbrauch einer Anlage wird zur Planungsprämisse. In einigen unserer aktuellen Projekte zählt dies bereits zum Tagesgeschäft.« Die VW-Experten nehmen die Energieeffizienz von Maschinen und Anlagen ganzheitlich unter die Lupe – inklusive aller Lebenszykluskosten und -verbräuche.

Bei VW Sachsen hat sich bei allen Neuinvestitionen ein ausführlicher Auswahlprozess und das Durchrechnen mehrerer Varianten unter dem Gesichtspunkt der Energieeffizienz bewährt. Vergleichswerte lieferten im konkreten Fall die Gegenüberstellung von hydraulisch und elektrisch angetriebenen Anlagen. Messungen einer Falzanlage ergaben, dass eine hydraulische Anlage mit 12.672kWh pro Jahr siebenmal mehr Energie verbraucht als eine elektrische Maschine. Löschmann weiter: »Den höheren Investitionskosten der elektrischen Falzanlage stehen Vorteile wie geringerer Energieverbrauch, Ölfreiheit oder geringerer Platzbedarf gegenüber.«

Auch durch das Abschalten der Stand-by-Funktionen von Anlagen ließe sich bis zu 30% der Energie einsparen. Doch dies sei schwer realisierbar. Zum definierten Abschalten von Anlagen in produktionsfreien Zeiten bedürfe es robuster Prozesse und flexibler Steuereinrichtungen. Dies sei oft der Hauptkritikpunkt von Planern, die sich gegen ein komplexes und komplettes Abschalten aussprechen, weil undefinierbare Anfahrzustände eintreten könnten.

Strom für 7.500 Familien

»Ein komplexes System mit beispielsweise 1.000 Roboteranlagen in einer Karosseriebauhalle kann hier eine unüberschaubare Zahl von Fehlerbildern im Anfahrprozess zeigen, die einen rechtzeitigen Produktionsbeginn massiv behindern können«, sagt Löschmann. Probleme würden vor allem PC-gesteuerte Anlagen bereiten. Industriesteuerungen würden sich robuster verhalten.

Trotzdem biete eine Lösung des Problems Vorteile, denn der Stand-by-Verbrauch eines Werkes schwanke zwischen 15 und 30% der produktionsüblichen Last. »Ein Fahrzeugwerk mit einer durchschnittlichen Last von 40MW verbraucht an einem nicht produktiven Wochenende bis zu 12MW«, erklärt der Fachmann. »Bei 48 Stunden am Wochenende und 52 Wochenenden pro Jahr bedeutet dies einen Elektroenergieverbrauch von 29.952 Megawattstunden. Allein mit dem Wochenendverbrauch eines Werkes könnten rund 7.500 Einfamilienhäuser im Jahr mit Strom versorgt werden.«

Ähnliche Einspareffekte lassen sich mit der Pausenabschaltung von Produktionsanlagen erzielen. So verbraucht eine Laseranlage mit einer durchschnittlichen Last von 20kW pro Jahr in den Produktionspausen rund 15% des Gesamtenergiebedarfs – also etwa 38.000kWh.

»Diese unproduktiven Verbräuche sind teilweise technologisch bedingt und sie lassen sich nicht gänzlich vermeiden«, führt Löschmann aus. Trotzdem gibt es Beispiele für Verbesserungen: VW Sachsen bündelt etwa die Arbeitsaufgaben einer Laseranlage so, dass nicht alle zwei, sondern beispielsweise erst alle 45 Minuten eine Pause ansteht. Dann lohne sich das komplette An- und Abfahren einer Anlage wieder. Der Automobilherstel-ler verwirklichte dieses Pausenkonzept durch Neuprogrammieren der Steuerung. Der Aufwand hat sich gelohnt: Der Stand-by-Verbrauch der Laseranlage sank um 25%.

Schon 2007 berichteten Experten auf der siebten Fachkonferenz Fabrikplanung in Esslingen, dass der Standbetrieb von Produktionsanlagen sechs bis 53% der gesamten Anlagekosten ausmache.

Warum setzen bei den enormen Einsparpotenzialen bisher noch wenige Betriebe die Erkenntnisse um? Als Hemmnisse nennt Löschmann etwa, dass die Planer noch zu wenig auf das Energiesparen achten. Allerdings würden ihnen auch die Anlagenhersteller die Planung sparsamer Systeme erschweren, weil sie immer noch unzureichende Angaben über Medienanschlusswerte liefern würden. »Es kommt daher zur Planung von Systemen, die viel zu groß ausfallen.«

Mitarbeiter einbinden

Als Werkzeug zum besseren Planen hat VW Sachsen zusammen mit der TU Chemnitz ›SEPA-F‹ (System zur energetischen Planung und Analyse) entwickelt. Das System besteht aus sechs Bausteinen: Dazu zählen standardisierte Erfassung, Analyse und Simulation sowie Standardisierung mit Lastheftmodulen.Die weiteren Bausteine sind Coaching per E-Learning, Benchmarking mit Marktübersichten der bestverfügbaren Technik und zuletzt ganzheitliche Kostenbetrachtung inklusive Life-Cycle-Costs oder Total-Cost-of-Ownership.

VW Sachsen sieht sich daher bei Energieeffizienz als Vorreiter. Der Mitarbeiter spielt eine wichtige Rolle. Der Automobilhersteller bindet ihn in das Energiesparkonzept ein. »Wir beteiligen die Mitarbeiter, weil alle Verbesserungsprozesse aus der Mannschaft heraus entstehen«, sagt der technische Geschäftsführer. »Die Optimierung des Gesamtbetriebes funktioniert auch deshalb so gut, weil alle an diesem Gedankenansatz mitarbeiten dürfen. Und Titel wie ›Energieeffiziente Fabrik des Jahres 2008‹ kommen bei unseren Mitarbeitern positiv an.«

Nikolaus Fecht

>Interview

»Einsparen ohne Invest«

Jörn Niewiadomsky - , Vizepräsident von Lean & Green über die »erste Umweltinitiative aus der Industrie für die Industrie«.

es: Energieeffizienz spielt bisher für viele Unternehmen meist eine eher untergeordnete Rolle. Was hat sich für die Industrie in den letzten Jahren geändert?

Zum einen sind die Energiekosten in den vergangenen Jahren deutlich gestiegen, und die Prognosen deuten darauf hin, dass sich dieser Trend fortsetzen wird. Zum anderen wird es immer schwieriger für Unternehmen, ihre Produktivität unmittelbar und schnell zu erhöhen. Deshalb ist eine Reduzierung der Energiekosten zu einem Wirtschaftsfaktor geworden und sehr attraktiv.

es: Wieso bezeichnen Sie Ihr Beratungsangebot Lean&Green als Umweltinitiative?

Nach unserem Verständnis verkörpert eine Initiative eine Grundhaltung. Lean & Green basiert auf unserem Anspruch, die Umwelt zu schützen, indem wir Energiekosten senken. Somit kann man uns durchaus als Umweltinitiative bezeichnen. Außerdem sind wir kein einzelnes Unternehmen, sondern ein Verbund mehrerer Unternehmen.

es: Und was ist das Neue im Vergleich zu ähnlichen Projekten?

Wir suchen nicht nur nach technischen Lösungen, die ja meistens mit Investitionen verbunden sind und deshalb erst spät für Unternehmer attraktiv werden. Wir analysieren zuerst die Produktionsprozesse und können sofort danach die ersten Einsparungen ohne Invest anbieten. Gemeinsam mit unseren Industriepartnern schaffen wir es darüber hinaus, maßgeschneiderte Paketlösungen anzubieten, die langfristig wirksam sind. Der Clou ist: Die Ideen stammen aus der Industrie und sind für die Industrie.

es: Sie sind dafür eine Woche vor Ort auf der Suche nach Energieeinsparungen.

Wir sind nicht immer mit allen Partnern vor Ort. Schon im Vorgespräch identifizieren wir die Schwachstellen des Unternehmens und können so gezielt denjenigen unserer Partner aus der Industrie einladen, der dem Kunden den größten Vorteil bietet. Wer uns beauftragt, zahlt höchstens die Hälfte seiner durch uns identifizierten jährlichen Einsparpotenziale.

es: Welche Lösungsvorschläge bieten Sie Ihren Kunden konkret?

Zu unserem Repertoire zählen etwa das Anpassen der Maschinentaktung an das Lastmanagement, das Abschalten unnötiger Beleuchtung, die richtige Anwendung des Energiesteuergesetzes, alternative Produktionstechniken, Druckluftanalysen und eine bessere interne Logistik. (mwi)

Erschienen in Ausgabe: 2-3/2010