MM-Maschinenmarkt-Roundtable Der Weg zur Drucklufteffizienz kann komplex sein

Autor / Redakteur: * Stéphane Itasse / Matthias Back

Steigende Stromkosten für die Mehrzahl der Unternehmen haben das Thema Energieeffizienz in den Vordergrund gerückt. Einsparpotenzial bietet hier die Druckluft. Doch wie geht man dabei am besten vor? Über die Mittel und Wege berichteten Vertreter renommierter Drucklufthersteller beim MM-Roundtable.

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Beim Roundtable von MM Maschinenmarkt kamen Vertreter von vier Druckluftanbietern zu einer lebhaften Diskussion zusammen.
Beim Roundtable von MM Maschinenmarkt kamen Vertreter von vier Druckluftanbietern zu einer lebhaften Diskussion zusammen.
(Bild: Sonnenberg)

Wie kann ein Druckluftanwender seine Energieeffizienz erhöhen?

Haerter: Der erste Schritt ist die Analyse des aktuellen Druckluftbedarfs und eine Diagnose des gesamten Druckluftversorgungssystems. Auch der beste Kompressor kann zum Beispiel den Energieverlust durch Leckagen nicht beheben. Die Verbesserung der Energieeffizienz setzt eine enge Zusammenarbeit mit dem Kunden voraus.

Jäschke: Basis ist eine Bestandsaufnahme und Betrachtung der Ist-Situation beim Kunden. Dann schauen wir uns an, was der Kunde in der Zukunft plant, und finden individuelle Lösungen, die Dinge wie Wärmerückgewinnung mit einbeziehen. Je nachdem, wie weit der Kunde mitgeht, schauen wir auf Heizungsanlagen, Kälteanlagen und Produktionsprozesse, in denen Wärme benötigt wird, und wie man die Prozesse beim Kunden miteinander verbinden und nutzen kann.

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Scherff: Wichtig ist, dass man sich mit dem Druckluftbedarf des Kunden auseinandersetzt. Auch wenn er sagt: „Ich habe im Monat soundso viel Energieverbrauch für die Kompressoren, ich habe soundso viel Druckluft erzeugt“, müssen wir genau wissen, wie der minütliche Druckluftbedarf ist. Dafür führen wir ein Air-Audit durch, das den Ist-Zustand aufnimmt. Daraufhin können wir den Kunden beraten, ihn auf Verbesserungspotenziale hinweisen; aber wir können auch mit dem Kunden diskutieren, welche Produktionsauslastung während der Messung vorlag. Sprich, ist dies die tatsächliche Produktionsleistung oder gab es besondere Vorkommnisse?

Ruppelt: Mit der Studie „Druckluft effizient“ hat man erstmals wirklich herausgefunden, wo Druckluft eingesetzt wird und wo man einsparen kann. Sie hat außerdem gezeigt, wie wichtig der ganzheitliche Ansatz ist. Seitdem fahren wir auch Audits, betrachten das Gesamtsystem und versuchen, die Synergien unter den einzelnen Komponenten herauszuarbeiten. Wir können noch so viel an der Wirtschaftlichkeit unserer Kompressoren schrauben, wenn das System nicht richtig betrieben wird, wird der wirtschaftlichste Kompressor nicht effizient laufen.

Haerter: Dass unsere Ansprechpartner heute über mehr Wissen verfügen als noch vor 10 oder 15 Jahren, erleichtert die Aufgabe. Zielvorgaben mit Energiekenndaten stellen uns vor Herausforderungen, die mit unserer Erfahrung und dem breiten Spektrum von Druckluftsystemen lösbar sind.

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Die Teilnehmer am Roundtable
  • Reimund Scherff, Business Line Manager Ölfreie Druckluft bei Atlas Copco
  • Michael Jäschke, Vertrieb Deutschland bei Boge
  • Harald Haerter, Managing Director Sales Division Central Europe bei Compair
  • Erwin Ruppelt, leitender Projektingenieur bei Kaeser

Sind die Anwender überhaupt vorbereitet und ausgerüstet, um Energie und Druckluft einzusparen?

Scherff: Energie ist ein unbestrittener Kostenfaktor für den Kunden, daher sind energieeffiziente Lösungen immer willkommen. Das Entscheidende ist aber: Ist noch Potenzial vorhanden? Da sind die meisten Betriebe oft auf sich alleine gestellt oder es fehlen die passenden Hilfsmittel. Ingenieurbüros haben meist nicht die technischen Hilfsmittel wie wir als Kompressorenhersteller. Wir können den Bedarf beim Kunden mit verschiedenen Szenarien – Last-/Leerlauf Maschinen, Drehzahlregelung et cetera – simulieren und so belegen, wie viel Potenzial an Energieeinsparungen noch vorhanden ist.

Jäschke: Da für die Rückerstattung von Energiesteuern ein Energiemanagement erforderlich ist, sind die Türen weiter geöffnet worden, sodass die Unternehmen quasi gezwungen sind, mit Energieberatern zusammenzuarbeiten. Im Rahmen des Energiemanagements fällt schnell auf, wo die hohen Energiekosten liegen. Dementsprechend kann Boge vor Ort eine Ist-Aufnahme mit anschließender Beratung zur Optimierung durchführen und mit dem Kunden erste Schritte in Richtung Energieoptimierung in der Druckluftversorgung gehen, um somit Energie einzusparen.

Haerter: Natürlich erwarten unsere Kunden eine systemneutrale Beratung. Wir sehen uns dabei als Energieberater. Die Förderbanken wie die KfW haben auf ihrer Website Hunderte von ihnen, die ein Allgemeinwissen haben, die in Gebäudetechnik bewandert sind, aber die sich mit dem Medium Druckluft nicht so weit auskennen, wie es notwendig ist. Unsere Beratungsleistung ist daher immer häufiger gefragt.

Sind die Energieberater überflüssig?

Jäschke: Nein, die Energieberater sind oft im Bereich der Drucklufttechnik nicht ausreichend ausgebildet, um die Zusammenhänge in der Tiefe genügend bewerten zu können, wie es die vier Unternehmen können, die hier am Tisch sitzen. Ein Energieberater ist optimal für eine Initialberatung, aber wenn es um die Auslegung der Druckluftanlage geht, sollte er uns dazunehmen.

Scherff: Keineswegs sind sie überflüssig. Allerdings betrachten sie meist nur das Grobe, wo im Betrieb Energie benötigt wird. Schön wäre es, wenn auch unsere Beratung durch Förderprogramme akzeptiert würde. Anstatt zu sagen: „Ihr könnt 10 bis 15 % an Energie sparen“, geben wir eine klassifizierbare Größe für den Teilbereich Druckluft an. Allerdings können Energieberater uns die Tür öffnen, da unsere Kunden durch deren Beratung Zugang zu Förderdarlehen haben.

Ruppelt: Natürlich sind sie nicht überflüssig. Mittlerweile gibt es den von der IHK zertifizierten Energiemanager mit einem qualifizierten Ausbildungsprogramm. Diese Leute sind fit darin, einen Überblick über die Systeme zu bekommen und in den Betrieben Synergien zu erkennen. Ihnen wird aber auch gesagt: „Wenn es dann in die Tiefe geht, holt den Spezialisten.“

Wie flexibel muss der Anwender sein, um das Optimum herauszuholen? Und wie decke ich über das Gerät eine flexible Leistung ab?

Jäschke: Es geht ja nicht um einen einzelnen Kompressor. Man baut doch eine Station aus mehreren Kompressoren und Zubehörkomponenten, das ist ein modulares System, das alle Alltagssituationen des Kunden abdecken soll. Wenn ich zum Beispiel einen 250-kW-Kompressor nehme, den besten Kompressor der Welt, aber ich setze ihn für 2 m³ Liefermenge ein – dann ist es der schlechteste Kompressor, den der Kunde kaufen kann. Die Auslegung der Station aus verschiedenen Kompressoren mit dem richtigen Druck, der richtigen Liefermenge, der richtigen Trocknung, Filterung, Steuerung, Behälter, Ringleitung und allem Drum und Dran – das ergibt eine effiziente Anlage.

Scherff: Der Punkt ist: Sie haben mehrere Kompressoren und Sie müssen ein Konzept entwickeln, dass Sie Druckluft für jeglichen Bedarf kostengünstig produzieren können. Dazu werden heute drehzahlgeregelte Kompressoren eingesetzt. Man muss also ein Regelkonzept haben, bei dem Leerlauf vermieden wird. Wir haben unterschiedlichen Bedarf, dem müssen wir uns anpassen und das geht nur über die Drehzahlregelung. Darüber hinaus kommen natürlich noch entsprechende Verfeinerungen.

Ruppelt: Wenn man eine Anlage plant, ist Drehzahlregelung nicht das einzig glückselig Machende. Wenn ich einen 250-kW-Kompressor über die Drehzahl auf 2 m³ runterregele, dann ist das tödlich für die Wirtschaftlichkeit und auch tödlich für die Wartungskosten. Eine in dieser Hinsicht viel effizientere Möglichkeit sind Splitting-Modelle, mit mehreren Komponenten für Grundlast, Mittellast und Spitzenlast, die über übergeordnete Steuerungen optimal aufeinander abgestimmt werden. Dadurch lassen sich Auslastungen von 95 bis 99 % bei schaltenden Anlagen erzielen. In der Folge gehören durch so eine Kombination Leerlaufenergiekosten eigentlich der Vergangenheit an. Es gibt bei der Anlagenplanung der Vergangenheit noch Varianten, die nicht optimal waren, aber die kann man ausmerzen.

Scherff: Da möchte ich widersprechen. Keine Kompressorstation ist falsch ausgelegt, wenn der Bedarf sich geändert hat. Mit der Zeit kann sich der Druckluftbedarf ändern, also wurde ein weiterer Kompressor dazugestellt. Dann geht der Bedarf wieder herunter und er passt nicht mehr. Ich glaube Ihrer Theorie mit Grundlast, Mittellast und Spitzenlast für den einen bestimmten Punkt, aber sobald Sie eine schwankende Abnahme haben, kommen Sie an Leerlauf nicht vorbei. Daher ist nur eine Kompressorstation mit mindestens einem drehzahlgeregelten Kompressor und intelligenter Steuerung energieeffizient.

Ruppelt: Ein Beispiel: Wenn ich bei einer 1-MW-Anlage einen 90-kW-Kompressor im Leerlauf habe, ist das etwas ganz anderes, als wenn es sich um einen drehzahlgeregelten 400-kW-Kompressor handelt. Der 90-kW-Kompressor hat wesentlich weniger Leerlauf und spart damit wesentlich mehr Energie als der Frequenzumrichter eines 400-kW-Kompressors. Zudem muss ich sagen: Jeder, der heute den Einsatz von Druckluftkesseln kleinredet, verhindert im Prinzip Energieeinsparung. Für mich sind Druckluftbehälter mit das wichtigste und für den Betreiber auch das kostengünstigste Mittel, Energie zu sparen. Weil das durch die Kessel erzielte Puffervolumen dazu beiträgt, die Schalt-Regelfrequenzen zu reduzieren und den Druck niedrig zu halten.

Jäschke: Beides ist möglich und die Mischung macht's. Herr Scherff hat 100 % Recht, ein frequenzgeregelter Kompressor vermeidet Schaltspiele, sorgt für den niedrigstmöglichen Druck. Es gibt eine Faustformel: 1 bar Druckabsenkung sind 6 % weniger Energiekosten. Auf der anderen Seite sind richtig dimensionierte, starre Schraubenkompressoren eine optimale Steuerung und Behälter das A und O. All das zusammen vermeidet Schaltspiele und Leerlauf.

Haerter: Alles, was hier gesagt worden ist, ist grundsätzlich richtig und mag für 80 % der Anwendungen stimmen. Aber unser Kunde entwickelt sich weiter oder das Druckluftnetz verändert sich. Wenn Sie beispielsweise eine drehzahlgeregelte Spitzenlastmaschine einsetzen, können wir auch Energie verlieren. Das hängt vom Bedarfsprofil ab. Wenn der Kunde eine schlechtere Auslastung hat, ist die Steuerung besonders wichtig. Wenn er rund um die Uhr arbeitet, haben wir ein anderes Bild. Eine flexible Druckluftversorgung verlangt anpassbare Druckluftsysteme, die Leerlaufverluste reduzieren. Das Zusammenspiel energieeffizienter Antriebssysteme und Steuerungen ist dabei entscheidend. Das ist komplex und es kommt auf die richtige Dimensionierung an, um auch auf Veränderungen des zukünftigen Druckluftbedarfs optimal reagieren zu können.

90 % der Druckluftanwender verschwenden laut VDMA Energie. Woran liegt das?

Jäschke: Ein Teil ist zum Beispiel Leckage, damit können (laut Statistik) zwischen 18 und 25 % der Energie eingespart werden. Leckagen finden jedoch meistens in der Produktion und nicht in der Drucklufterzeugung statt. Da sind Rohrleitungen undicht, da gibt es ganze Ventilblöcke, die an allen Ecken pfeifen, und keiner kümmert sich darum. Es gibt dafür von unserem Unternehmen Leckagenmess-, Leckagesuchsysteme auf Ultraschallbasis, so kann der Servicetechniker anhand der Geräuschquelle erkennen, wo die Leckage ist und wie viel Druckluft austritt.

Ruppelt: Das liegt daran, dass die meisten gar nicht wissen, dass sie Druckluft viel effizienter erwirtschaften und einsetzen können. Wir waren die ersten, die darüber geredet haben, dass bei der Druckluft Einsparungen möglich sind und dass die Druckluft nicht optimal genutzt wird. Das ist ein zweischneidiges Schwert. Denn redet man drüber, hört man leicht den Vorwurf: Diese Energie ist so unwirtschaftlich, da wird ja so viel verschwendet. Redet man nicht drüber, hat man zwar das Schweigen auf seiner Seite, weil es nur die Spezialisten merken, aber zum Energieeinsparen trägt das garantiert nicht bei. Unser Ziel ist aber nun mal Energieersparnis. Also reden wir darüber!

Haerter: Wir haben schon früh versucht, unsere Kunden zum Energiesparen zu bewegen, und deutlich gemacht, dass der Kostenfaktor Druckluft zu hoch ist, um vernachlässigt zu werden – zumal der Anteil der Energiekosten an der Drucklufterzeugung 65 bis über 80 % beträgt. Das bedeutet: Maßgeblich für die Entscheidung unter Kostenaspekten ist der Energieverbrauch einer Kompressorstation. Hier können höhere Anfangsinvestitionen durchaus einen schnellen „Return on Invest“ nach sich ziehen. Wir treffen jedoch auch heute noch auf Unternehmen, die dies aus unterschiedlichsten Gründen vernachlässigen. Da bleiben dann viele Einsparpotenziale, die die Kompressortechnik bieten kann, ebenso ungenutzt wie übergeordnete Steuerungen und die Möglichkeiten der Wärmerückgewinnung.

Scherff: Basierend auf einem Air-Audit kann dem Kunden Einsparpotential aufgezeigt werden. Die Frage ist doch: Was wird dem Kunden eine Optimierung der Energieeffizienz einbringen und wie viel muss er dafür aufwenden? Diese Frage stellt sich für sein gesamtes Unternehmen. Wir sehen immer Potenzial für mehr Energieeffizienz, aber können die Betreiber das auch umsetzen?

Ruppelt: Das Wissen über Druckluft ist inzwischen gestiegen, insofern brauchen wir nicht verzweifelt zu sein. Allerdings gibt es immer noch Bereiche, wo diese Synergien wie die Wärmerückgewinnung nicht erkannt werden. Auch Leckagen sind noch immer ein vernachlässigtes Thema, auf das wir hinweisen.

* Der Autor ist Redakteur bei MM Maschinenmarkt. E-Mail: stephane.itasse@vogel.de

** Den Roundtable moderierten MM-Chefredakteur Frank Jablonski und MM-Redakteur Stéphane Itasse.

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