gesponsertEffizient und Nachhaltig: Pumpen Nachhaltigkeitsexperten haben dank effizienter Pumpen den Flow

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Grundfos GmbH

Pumpen haben es in der Nachhaltigkeitsdebatte nicht leicht: Bestenfalls werden sie übersehen, schlimmstenfalls als Energiefresser gebrandmarkt. Da klingt es erst einmal verwunderlich, dass ausgerechnet der Pumpen-Platzhirsch Grundfos sich der Klima-Initiative SBTi anschließt. Dabei steckt ein enormes Potenzial in den Aggregaten – insbesondere, wenn man über die bloße Pumpe hinaus denkt.

Nach über 2.000 Jahren ist eine Erfindung ziemlich ausgereift, sollte man meinen. Technologien – insbesondere solche, die weltweit im Millionenmaßstab eingesetzt werden – sind weitestgehend durch entwickelt. Welches Potenzial steckt da rund 2.300 nach Archimedes noch im Thema Pumpen?

Zugegeben, moderne Aggregate haben nicht viel mit den einfachen Schneckenförderern des antiken Mathematikers zu tun. Und trotzdem sind Pumpen seit Jahrzehnten allgegenwärtige Arbeitspferde: In fast jedem Haus arbeiten Heizungs- und Wasserpumpen, die Industrie nutzt die Strömungsmaschinen, um flüssige Medien von a nach b zu fördern und große Chemiestandorte haben unter Umständen mehrere Zehntausend Pumpen im Einsatz. Und ausgerechnet bei diesen bewährten Dauerläufern ist noch Luft nach oben? Schwer vorstellbar.

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Allerdings stehen Pumpen zunehmend im Ruf, teure und ineffiziente Energiefresser zu sein: Rund ein Zehntel des weltweiten Strombedarfs und satte 25 Prozent des Industriestroms geht auf das Konto von Pumpenantrieben. Das immer hungrige Energiemonster ist aber nur ein Gesicht der Aggregate, weiß André Vennemann, Area Sales Director IND-DACH beim Pumpenspezialisten Grundfos: „Ohne Pumpen geht es nicht – Gerade die Industrie stellt in Bezug auf optimalen Betrieb, hohe Verlässlichkeit und niedrigen Energieverbrauch zu Recht hohe Ansprüche an die Aggregate“ – und das gilt um so mehr für zukünftige „grüne“ und nachhaltige Wertschöpfungsketten von der Wasseraufbereitung bis zu alternativen Rohstoffen. Quasi jeder Prozess, der flüssige Medien nutzt, braucht irgendwann einmal die Hilfe einer Pumpe.

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Mit klaren Zielen Richtung Zukunft

Tatsächlich spielen Pumpen eine entscheidende Rolle für die Energiewende und Defossilierung der Wertschöpfungsketten, ist Vennemann überzeugt: „Nachhaltigkeit ist für unsere Kunden eine zentrale Herausforderung – und wir sind als kundenorientiertes Unternehmen mittendrin.“ Wie überzeugt der Pumpen-Weltmarktführer vom Nachhaltigkeits-Potenzial der Strömungsmaschinen ist, zeigt auch, dass Grundfos 2022 als erste Pumpenfirma Teil der Science Based Target Initiative (SBTi) wurde. Die Partner der Initiative wollen mittels bewährter Verfahren und Prozesse ihre Co2-Emissionen bis 2050 auf ein Netto-Null reduzieren und geben sich dafür verpflichtende Reduktionsziele.

Wer jetzt meint, dass das für die dänischen Pumpenexperten bloß bedeutet, einen Ökostrom-Vertrag abzuschließen und ein Paar Kompensationszertifikate zu erwerben, springt zu kurz: Die SBTi-Ziele umfassen ausdrücklich die gesamte Wertschöpfungskette – also auch vorgelagerte Prozesse der Zulieferer oder die nachfolgende Wertschöpfung der Anwender. Und gerade die haben es bei Pumpen in sich: „99 Prozent der Emissionen unserer Produkte entstehen erst beim Betreiber“, erklärt Anna Hofmann, Sustainability-Beraterin und SBTi-Expertin für den DACH-Raum bei Grundfos. Der Grund dafür ist einleuchtend: Verglichen mit dem enormen Energiebedarf aufgrund der langen Lebensdauer der Strömungsmaschinen ist die Produktion selbst der metallischen Gehäuseteile oder der Magnete und Spulen für den Antrieb vernachlässigbar.

Wenn Anwendungswissen auf Leidenschaft trifft

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Doch das ist noch lange kein Grund, sich zurückzulehnen, ist Hofmann überzeugt: „Energieeffiziente Produkte und Lösungen bringen den schnellsten realisierbaren Erfolg auf dem Weg in Richtung Netto-Null“, gibt die Nachhaltigkeits-Spezialistin zu bedenken. Und auch wenn die Hydraulik vergleichsweise durchentwickelt ist, sind beim Betrieb von Pumpen noch erhebliche Einsparpotenziale zu haben: „Eine Schlüsselrolle haben hier der Einsatz von IE-5-Motoren und die smarte Regelungstechnik genauso wie die Betrachtung des gesamten Fluidiksystems. Damit unsere Kunden dabei nicht im Regen stehen, stellen wir bei Grundfos dedizierte Experten-Teams zusammen, die an kundenorientierten Gesamtlösungen und Paketen arbeiten.“ So wurde etwa eine „Digital Task Force“ aufgestellt, die an der Entwicklung netzwerkfähiger Produkte mit smarten Zusatzfunktionen – etwa Pumpen-Apps – genauso wie an der Entwicklung digitaler Auftrags- und Abwicklungsprozesse arbeitet.

Effizienz im Fokus, Nachhaltigkeit im Blick

„Pumpen arbeiten häufig nicht sehr effizient“, gibt auch Oliver Weckerle, Grundfos-Trainer für Pumpenanwender und ausgewiesener Kenner der Kundenindustrien zu bedenken. Nicht etwa, weil sie schlecht konstruiert sind, sondern einfach, weil vielfach das Effizienz-Potenzial der Aggregate gar nicht erkannt wird. Und so werden ungeregelte oder falsch dimensionierte Pumpen zur Energie- und Kostenfalle im Betrieb – nachhaltig ist das nicht.

Auch gut gemeint bedeutet nicht immer gut gemacht, wie Weckerle berichtet: „Häufig führen Sicherheitsfaktoren und Unkenntnis der Anlagenkennlinien zu einer Überdimensionierung der Pumpe. Hierdurch werden viele Aggregate nicht im optimalen Wirkungsgrad betrieben.“ Die Lösung liegt nach Ansicht der Pumpenexperten auf der Hand: „Das größte Optimierungspotential liegt in der Betrachtung des Gesamtsystems, also Pumpe, Antrieb, Steuerung und vor allen Dingen auch die Anlage darum herum – die Pumpe als solche kann nur noch minimal optimiert werden.“

Also ist ein tiefgehendes Fluidik-Wissen gefragt, wenn man den Anwendern bei der Jagd nach Einspar-Potenzialen helfen will – klar. Aber eben auch ein Verständnis für die Prozesse und Pain-Points der Betreiberindustrien, erklären die Pumpenspezialisten Unisono. Das Problem dabei: Die Anwenderschaft für Pumpen ist stark fragmentiert: Fast jeder Sektor nutzt die Strömungsmaschinen an irgendeiner Stelle in seinen Prozessen. Bei Grundfos schaut man daher genauer hin: Welche Industrien haben schon selber eine Nachhaltigkeits-Agenda aufgesetzt? Welche Branchen sind im Umbruch und wo gehen neue Märkte auf? Etwa bei der Wasserbehandlung oder dem Temperieren von Medien, Verfahrensschritten wie dem Reinigen, Fräsen oder Wasserstrahlschneiden aber auch bei Zukunftsprozessen wie der H2-Elektrolyse. Denn immerhin braucht ja auch Wasserstoff das namensgebende Wasser. Eine Transformation vom Produkt-Supplier zum Anwendungsberater also?

Vom Komponenten-Supplier zum Lösungs-Partner

„Klare Priorität hat dabei die Anwendung – nicht das Produkt“, erklärt André Vennemann. „Ich bin überzeugt, dass systemübergreifende und kundenorientierte Lösungen und Optimierungen an Gewicht gewinnen.“ Das soll nicht auf Kosten der Pumpen-Hardware gehen, aber zukünftige Wertschöpfung mehr und mehr im Bereich der Anwendung stattfinden lassen. Um sich von Mitbewerbern der Marke Günstig abzusetzen, klar, aber eben auch um Anlagenbetreiber mit optimierten Betriebs-, Regelungs- und Geschäftsprozessen zu unterstützen. Dieser Fokus auf Services findet seinen Niederschlag an vier Geschäftsfelder vom Domestic Building Services für Wohnbauten über Commercial Building Services, Water Utilities und Industrieprozessen.

Dabei ist für Grundfos – ein Unternehmen mit großer Expertise im Bereich Wasser – der Industriemarkt ein Geschäft „mit starker Präsenz in Europa und Fokus auf den Wachstumsmärkten“. Rund 4.700 Grundfos-Mitarbeiter betreuen hier mehr als 100.000 Industriekunden auf fünf Kontinenten. Diese Zahlen – und die über eine Milliarde Euro „Industrieumsatz“ zeigen die Dimension, aber auch das Potenzial des Sektors für Effizienzmaßnahmen, ist auch Anna Hofmann überzeugt. Denn spätestens mit dem geplanten Lieferkettengesetz soll auch für Industrieunternehmen Nachhaltigkeit ein zentraler KPI neben Umsatzzahlen und Rendite werden.

Digitale Wege in die grüne Zukunft

Helfen sollen dabei effiziente Neuentwicklungen wie die energieeffizienten MGE-Pumpenantriebe mit IE5-Effizienzklasse genauso wie das smarte Digital-Portfolio, dass bei Grundfos im Bereich Digital Solutions entwickelt wird. Aber Moment! Gab es nicht schon einmal iSolutions bei den Pumpenspezialisten aus Bjerringbro? „Das ist richtig,“ erklärt Franscesco Magri, der bei Grundfos als Head of Digital Solutions die Aktivitäten mit Bits und Bytes anleitet: „iSolutions ist und bleibt unsere Konzept Intelligenz in die Pumpe zu bringen – aber mit Digital Solutions gehen wir einen Schritt weiter.“ Denn das digitale Angebot soll nicht auf der Pumpenebene, sondern auf Ebene der Anlage Insights generieren und Prozesse optimieren. „Das ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu unserem Effizienz-Missionsziel“, meint Magri. „Wir fokussieren uns jetzt darauf, ein Ökosystem der digitalen Fluidik aufzusetzen.“ Dazu gehören konkrete digitale Anwendungen wie etwa Grundfos Connect, die Softwarelösung Smart Digital Chempairing Suite oder Grundfos Machine Health, die die vorausschauende Instandhaltung nicht nur für Grundfos-Geräte möglich machet.

Dass die Dänen neben Pumpen und Digitallösungen auch einen IE5-Motor präsentieren, liegt an der ungewöhnlichen Fertigungstiefe: So werden bis auf wenige Ausnahmen (sehr große Antriebe mit enormen Leistungen) die meisten Motoren in-house gefertigt, was Grundfos zum drittgrößten Elektromotor-Hersteller der Welt macht. Mit IE5 sind die Wirkungsgradverluste im Antrieb noch einmal rund 30 Prozent geringer als bei den schon effektiven IE3-Antrieben. Bei einem 22kW-Motor sind das rund 600 Watt weniger. Keine unbedeutende Zahl, wenn man bedenkt, dass rund 70 Prozent des Industriestroms auf das Konto elektrischer Antriebe geht. Dabei verbraucht schon ein mittels Frequenzumrichter drehzahlgeregelter Motor im Schnitt etwa 19 Prozent weniger Strom als ungeregelte An-/Aus-Antriebe.

Nachhaltigkeit ist nicht nur eine Frage der Energie

Zukünftig will Grundfos durch Rücknahme alter Motoren und der Wiederverwertung der Materialien auch ihre Pumpen kreislaufwirtschaftsfit machen. Schon heute besteht ein erheblicher Anteil des Verwendeten Aluminiums aus Recycling-Material. Übrigens: Auch Grundfos selbst will -zumindest energetisch – abspecken. Bis zu 40 Prozent der Emissionen des Unternehmens ließen sich durch Effizienzmaßnahmen und Energiediät einsparen, sind die Dänen überzeugt. Darüber hinaus hat sich die Firma bei einem finnischen Windpark eingekauft, um die verbleibenden Energiebedarfe durch Grünstrom decken zu können.

Mit optimierter Fluidik, drehzahlgeregelten Antrieben mit hoher Effizienz und natürlich den passenden Lösungen für die Stoffkreisläufe der Zukunft könnten Anwender das ganze Potenzial ihrer Pumpen nutzen, sind die Fluidik-Spezialisten überzeugt.

Allerdings ist Nachhaltigkeit nicht nur eine Frage von Energie und Emissionen: Neben der Bekämpfung des Klimawandels hat sich Grundfos einem zweiten Nachhaltigkeitsziel der UN verschrieben – sauberes Wasser. Aus Sicht der Fluidik-Spezialisten ein logischer Schritt, begann die Grundfos-Erfolgsgeschichte doch 1945 mit Wasser, genauer mit Wasserpumpen. Heute hat das kühle Nass für die Firma eine Bedeutung, die über die Verwendung als Trinkwasser oder zur Bewässerung hinaus geht. Auch in industriellen Prozessen ist – meist entsprechend aufbereitetes – Wasser ein entscheidender Erfolgsfaktor.

Doch mit dem sorglosen Verbrauchen der wertvollen Ressource ist es schon aus Kostengründen lange vorbei – dazu kommen immer strengere Regularien und Grenzwerte, die eine entsprechende Wasserbehandlung notwendig machen. Um auch hier in Zukunft Betreibern nicht nur Komponenten, sondern gleich skalierbare Systeme anbieten zu könne, hat Grundfos 2020 den Wasseraufbereitungsspezialisten Eurowater übernommen. Das 1936 in Dänemark gegründete Unternehmen beliefert kommunale und industrielle Kunden mit Anlagen zur Filtration, Entgasung, Mebranreinigung oder Desinfektion als standardisierte Module oder speziell angepasste Systemlösungen.

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Wasser, Energie und Effizienz vereint

Das ist nicht nur besonders effizient, sondern ermöglicht auch nachhaltige Prozesse wie das Wiederverwenden von Prozess- oder Kühlwasser. Dadurch sinkt der Heiz- und Kühlbedarf sowie der Aufwand für Kessel, Kühleinrichtungen und nicht zuletzt Pumpen, erklären die Wasser-Spezialisten. Allerdings erfordert die H20-Kreislaufwirtschaft aber auch eine chemische und physikalische Wiederaufbereitung etwa durch Kristallisation, Membran- und Ultrafiltration. Was zunächst ins Geld geht, lohnt sich auf lange Sicht, ist Grundfos überzeugt: Zwar bedeutet Wasseraufbereitung zunächst ein zusätzliches Invest (CapEx), was sich aber durch niedrige Betriebskosten amortisiert (OpEx).

Auch hier punkten energieeffiziente Pumpen mit Drehzahlregelung – und das gleich doppelt, indem sie zum einen den Strom durch den Filter konstant halten oder bei Verblockungen die Leistung erhöhen können, zum zweiten durch den an die Betriebsbedingungen angepassten Energiebedarf. Ganz schön ausgefuchst für eine Technologie, die ihre Wurzeln bis zu Archimedes zurückführen kann. Aber aus Sicht der Pumpenspezialisten nur konsequent – und erst der Anfang zu einer langen Reise Richtung Nachhaltigkeitszielen.

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