Energiemanagement in der Metallindustrie

Kosteneinsparung durch Energieeffizienz

In der Metallindustrie liegen die Energiekosten zwischen 0,5 bis 6 % des Jahresumsatzes und sind damit in vielen Fällen ein nicht zu vernachlässigender Kostenfaktor. Dabei bestehen nach einer Studie der Landesinitiative Zukunftsenergie NRW bei einem Großteil der Metall verarbeitenden Unternehmen große Einsparpotenziale. Möglich ist eine Reduzierung:

• der Stromkosten um 10 %,
• der Wärmekosten um bis zu 20 % und
• der Wasser-/Abwasserkosten um ca. 5 %.

Mit einer effizienten Energienutzung ist es möglich, Einsparpotenziale gezielt zu nutzen. Das Hauptziel besteht dabei darin, den betrieblichen Energiebedarf zu verringern, den Energieeinsatz zu optimieren und die Energiebezugskosten zu senken. Die konkreten Maßnahmen orientieren sich zum Einen an den sechs in der Metallindustrie üblichen Fertigungsverfahren: Urformen (z. B. Formen, Gießen), Umformen (z. B. Pressen, Biegen), Trennen (z. B. Bohren, Drehen), Fügen (z. B. Schrauben, Löten), Beschichten (z. B. Galvanisieren, Lackieren) und Stoffeigenschaftsänderungen (z. B. Wärmebehandeln, Härten). Zum Anderen bieten auch Querschnittstechnologien wie Lufttechnik (Absaugvorrichtungen), Fördertechnik oder Druckluftsysteme oft nicht zu vernachlässigende Einsparpotenziale.

Energieverbrauchsanalysen als Basis für die Optimierung der Energieeffizienz

Weitreichende und lang anhaltende Einsparungen lassen sich erzielen, wenn die Steigerung der Energieeffizienz systematisch angegangen und als Managementaufgabe verstanden wird. Zunächst ist es wichtig, den konkreten Energieeinsatz im Betrieb zu erfassen und zu bewerten. Erst dadurch ist es möglich, systematisch die erfolgversprechendsten Ansatzpunkte zu ermitteln. Ziel ist es, sowohl auf der technischen als auch auf der organisatorischen Ebene einen rationelleren Energieeinsatz zu erzielen und dabei auch die Wirtschaftlichkeit zu berücksichtigen. Zu diesem Zweck werden die Energieströme im Unternehmen untersucht und die wesentlichen Verbraucher ermittelt. Auf dieser Grundlage können dann alternative Maschinen oder optimierte Verfahren auch wirtschaftlich bewertet werden.

Energiemanagement mit Kennzahlen

Während die Kenntnis der meist komplexen Energieverbrauchsstrukturen eine unerlässliche Grundlage für das Energiemanagement auf der operativen Ebene ist, braucht es für das Energiecontrolling und schnelle Managemententscheidungen komprimiertere und einfachere Informationen. Hierfür eignen sich Kennzahlen, wie z. B in einer sehr allgemeinen Form:

• die Energiekosten im Verhältnis zum Gesamtumsatz
• die Stromarbeitszahl (gesamte bezogene Arbeit im Verhältnis zu den gesamten produktiven Stunden des Unternehmens)
• der Strom- bzw. Wärmeeinsatz je m² beheizter Fläche

Hierbei ist es sinnvoll, die unterschiedlichen Medien, wie Strom, Druckluft, Kühlmittel, etc. getrennt zu betrachten. Noch erfolgversprechender ist ein Vergleich des spezifischen Energieverbrauchs bei den einzelnen Fertigungsschritten.

Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz in der Metallverarbeitung

Grundsätzlich ist in der Metallverarbeitung zu beachten, dass die Produktqualität in manchen Fällen höher einzuschätzen ist als der reine Energiekostenaspekt. So haben Induktionsöfen, wie sie bspw. in der Aluminiumindustrie eingesetzt werden, eine schlechtere Energiekostenbilanz als fossil betriebene Öfen. Die besseren Kontrollmöglichkeiten des Schmelz- und Warmhaltevorgangs und die geringen Abbrandverluste sind jedoch wesentliche Vorteile der Induktionsöfen und überwiegen im Vergleich zu etwaigen Energiekosteneinsparungen, da sie für eine bessere Produktqualität und Wirtschaftlichkeit sorgen.

Einen großen Effekt hat das Umrüsten von Niederfrequenz- auf Mittelfrequenzinduktionsöfen, da hier eine verbesserte Leistungsaufnahme den Stromverbrauch um ca. 7 % reduziert. Darüber hinaus können Wirbelbettöfen mit einer Gasrückgewinnungsanlage ausgestattet werden, was die Betriebskosten gegenüber einem konventionellen Wirbelgasofen um bis zu 60 % verringert.

Die Lebensdauer von Maschinen für Umformungsprozesse lässt sich deutlich erhöhen, wenn in den Antrieben neuartige Schmierstoffe verwendet werden. Gleichzeitig verringert sich bei verbesserten Schmierzyklen auch der Energieverbrauch. Bei der Hartbearbeitung von Metallen verbrauchen kombiniert betriebene pneumatische und hydraulische Pressen oder Stanzen im Kraftbereich von 1 bis 2.000 kN deutlich weniger Energie als Pneumatikzylinder und rein hydraulische Anlagen.

Doch nicht nur technische, sondern auch organisatorische Maßnahmen tragen zur Verbesserung der Energieeffizienz bei. Allgemein gilt:

• Ein unnötiger Leerlauf der Maschinen ist zu vermeiden.
• Maschinen und Anlagen sind energiewirtschaftlich optimal zu nutzen.
• Aufheizverluste sollten durch eine bessere Arbeitsvorbereitung reduziert werden.

Auch ein durchdachtes Lastmanagement kann die Energiekosten reduzieren. Indem Maschinen und Produktionsanlagen bei Schichtbeginn zeitlich gestaffelt zugeschaltet werden, erreicht man eine Absenkung der Lastspitzen.

Zur Überwachung der Energiemengen und -kosten kann außerdem ein Energiecontrolling eingeführt werden. Hier ist eine gute Vorplanung wichtig, die sowohl die Erstinvestitionen für die Einführung (Zähler, Software, Zeitaufwand, Beratungskosten), als auch den laufenden Aufwand für die Auswertung der Daten berücksichtigt. Wenn das System richtig dimensioniert ist und die Zähler („Submeter“) an den entscheidenden Stellen installiert wurden, ist ein Energiedatencontrolling das beste Mittel, um dauerhaft die Energiekosten im Griff zu haben.

 

Unser Angebot an Sie

Wir unterstützen Sie bei der Optimierung Ihres Metall verarbeitenden Betriebes. In einem ersten Energieaudit die konkrete energetische Situation in Ihrem Unternehmen. Dazu analysieren wir das bestehende System, erfassen die Verbrauchsstrukturen, Leistungsaufnahmen und Laufzeiten von Maschinen und stellen ihnen die Ihnen in einer geeigneten Software als Basis für Ihr Energiemanagement zur Verfügung.

Auf Basis der Verbrauchsanalysen entwickeln wir Verbesserungsvorschläge für Ihren Betrieb. Dabei arbeiten wir für die Bewertung technischer Maßnahmen mit Ihren Lieferanten zusammen und holen ggf. Alternativangebote von Drittanbietern ein. Als unabhängige Berater prüfen wir dabei die Wirtschaftlichkeit verschiedener Optionen, um die Maßnahmen zu identifizieren, die für Sie sowohl ökologisch als auch ökonomisch sinnvoll sind. Unsere Herstellerneutralität garantiert Ihnen, dass die empfohlenen Effizienzmaßnahmen in erster Linie einen hohen Nutzen für Sie haben und nicht nur dem Komponentenhersteller einen guten Auftrag verschaffen.

Um Ihnen weitere finanzielle Vorteile zu verschaffen, beraten wir Sie auch zu staatlichen Zuschüssen und weiteren Fördermöglichkeiten. Übrigens: Für kleine und mittlere Unternehmen ist die Energieberatung in vielen Fällen förderfähig!

Gern erstellen wie Ihnen ein kostenloses und auf Ihre Bedürfnisse abgestimmtes Angebot.