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Energieeffizienz – umfassend betrachtet

Grüne Produktionstechnologie

Energieeffizienz – umfassend betrachtet

Energieeffizienz ist auch in der Industrie ein wichtiges Thema. Unter anderem bei Druckluftanlagen, Werkzeugmaschinen, IT-Systemen sowie Klimatechnik und Gebäudeautomatisierung spielt Energieeffizienz eine zentrale Rolle. Intelligente Automatisierungstechnik entwickelt sich dabei zum entscheidenden Baustein der Maßnahmen für mehr Energieeffizienz.

Bild: Festo

Energieeffizienz ist der Schlüssel für erhöhte Produktivität, sinkende Kosten und nachhaltige Ressourcenschonung. Deshalb beschäftigt sich das Unternehmen Festo seit Jahren mit dem Thema Effizienz. Der Anbieter von Automatisierungslösungen stellt eine möglichst optimale Energieausnutzung von Maschinen und Anlagen in den Fokus: Vom Engagement in der Forschung über die Rahmenbedingungen in der Produktion bis hin zu Produkten und Lösungen, die die steigenden Effizeinzanforderungen der Abnehmer erfüllen. Sämtliche Energieeffizienz-Bestrebungen werden dabei nach dem Vier-Säulen-Modell umgesetzt, damit die nachfolgenden Maßnahmen die gesamte Wertschöpfungskette des Unternehmens unterstützen und eine nachhaltige Unternehmenskultur ermöglichen. Denn auch die Unternehmenskultur muss sich wechselnden Herausforderungen stets flexibel anpassen können. Dadurch lassen sich Prozessoptimierungen in Bezug auf Energie- und Ressourceneffizienz leichter realisieren. Um solche Veränderungen konsequent umzusetzen, verankert sie das Unternehmen strategisch in Organisation und Prozessen.

Umweltschutz auf internationaler Ebene

Schon früh wurden in beiden deutschen Festo-Werken, in Esslingen-Berkheim und in Rohrbach, Umweltmanagementsysteme implementiert. Im Jahre 2004 fiel die Entscheidung, auch in den internationalen Produktionswerken Umweltmanagementsysteme zu integrieren. Für seine Aktivitäten im Bereich Umweltschutz erhielt das Unternehmen bereits zwei Umweltpreise: Zum einen den ‚Energy Efficiency Award 2008‘, verliehen durch die Deutsche Energie-Agentur GmbH (Dena) für den energieeffizienten Neubau zur Werkserweiterung am Standort Rohrbach. Zum anderen den Umwelttechnikpreis 2009 in der Kategorie ‚Mess-, Steuer- und Regelungstechnik‘, verliehen durch das Umweltministerium Baden-Württemberg für den Festo Energy Saving Service. Dieser Lösungsansatz bietet Druckluft-Anwendern ein maßgeschneidertes Dienstleistungsprogramm zur Ermittlung und bestmöglichen Ausschöpfung von Druckluft-Einsparpotenzialen. Dabei erfolgt die Druckluftqualitäts- und verbrauchsanalyse durch ein Diagnosegerät sowie eine Leckageortung mit einem Ultraschalldetektor. Währenddessen kann die Produktion ungestört fortgesetzt werden denn die Erfassung kann im laufenden Betrieb durchgeführt werden.

Mitarbeiterkompetenz gezielt einsetzen

Umweltmanagement bedeutet für das Unternehmen auch, dass sich die Mitarbeiter in einem Arbeitskreis Umweltmanagement dem Thema energieeffiziente und ressourcenschonende Produktion annehmen. Verantwortliche und Mitarbeiter verfolgen gemeinsam bereichsbezogene Umweltindikatoren und erarbeiten Problemlösungen. Dabei wird sowohl der ökologische als auch der ökonomischen Nutzen potenzieller Maßnahmen berücksichtigt, denn beides kann zu Kosteneinsparungen führen. Nach der Umsetzung von Projekten werden Erfahrungen aus der Praxis im Arbeitskreis ausgetauscht und bereichsübergreifende Maßnahmen und Ziele diskutiert.

Produktionsprozesse als Effizienztreiber

Auch die Produktionsprozesse werden permanent überprüft und in Bezug auf ihre Energieeffizienz optimiert. Diese ressourcenschonende Produktion zeigt auch die Ventilfertigung in Esslingen. Bei der Bearbeitung von CPV Ventilgehäusen konnte u.a. durch die Anwendung der Minimalmengenschmierung großes Potenzial erschlossen werden. Durch die Substitution des üblichen Kühlschmierstoffs entfällt die Entsorgung von rund 2.000 Litern gefährlichen Abfalls pro Jahr. Zudem wird der Aufwand an elektrischer Energie minimiert, der üblicherweise bei der Förderung, Hochdruckerzeugung und Aufbereitung des Kühlschmierstoffs anfällt. Auch die umfassende Substitution ölhydraulischer Systeme sowie die Optimierung der Steuerung für die elektrischen Antriebe haben zum Rückgang des Stromverbrauchs geführt. Als weitere Maßnahme wurden die bewegten Massen – wo möglich – reduziert. Hinsichtlich der Ressourceneffizienz wurde großen Wert auf die Verwendung von Rohmaterialien aus Guss gelegt. So konnte ein minimaler Spananfall bei der Feinbearbeitung realisiert werden. Insgesamt beträgt die Reduzierung der für die Zerspanung notwendigen Energie inzwischen 80 Prozent und die Gesamtenergieersparnis in der Prozesskette 30 Prozent.

Kraft-Kälte-Wärme-Kopplung in der Gebäudetechnik

Alle Standorte sind des Unternehmens sind gemäß Konzernzertifizierung nach ISO 9001 und – als Mindeststandard – ISO 14001 zertifiziert. Dabei ist das Festo Technologie Center am Firmensitz in Esslingen führend auf dem Weg zur Energieeffizienz: Der jahreszeitlich bedingte Wärme- und Kältebedarf strebt gegen das ökonomisch und ökologisch sinnvolle Minimum. Nur 30 Prozent der benötigten Energie steuert ein erdgasbefeuertes Heizwerk bei. In Rohrbach setzt der Automatisierer auf intelligente Kraft-Kälte-Wärme-Kopplung als Verbund unterschiedlichster Energieerzeuger und -verbraucher. Dies führte bereits im Jahr der Einführung, in 2007, zu einer Gesamtenergieeinsparung von über 40 Prozent gegenüber einem konventionellen, nach heutigem Standard ausgestatteten Produktionsgebäude. Die Nutzung von Kompressorenabwärme in der Produktion, einer Solarthermieanlage zur Wärmegewinnung sowie der Einsatz von Brennstoffzellen sind weitere Beispiele für die Optimierung der Energie- und Ressourceneffizienz im Umfeld der Gebäudetechnik.


Kalteinhausung im Festo-Rechenzentrum: Auch Verbesserungen in der IT-Infrastruktur können merklich zu Energieeinsparungen im Unternehmen beitragen. Bild: Festo

Kritischer Blick auf das Rechenzentrum

Der prognostizierte Klimawandel und steigende Kosten für Energie machen auch vor der IT keinen Halt. Die Entwicklung der steigenden IT-Durchdringung auf der einen und den konstant wachsenden Strompreisen auf der anderen Seite stellt Betreiber von Rechenzentren daher vor große Herausforderungen. Festo legt mit dem hauseigenen Projekt Green-IT den Fokus auf eine effiziente Nutzung von Informationstechnologie. Bei steigender Leistungsdichte der Hardware und kontinuierlich wachsenden Energiepreisen können hier neben ökologischen vor allem ökonomische Effekte erzielt werden. Dabei steht der Energieeinsatz in der Gebrauchsphase der Geräte im Vordergrund. Zu den aktuellen Projekten zählt die Kaltgangeinhausung. Dabei handelt es sich um eine Optimierung der Kühlung, die in enger Zusammenarbeit mit dem Facility Management geplant und umgesetzt wurde.

Die Schrankreihen in den Rechenzentren sind dazu nach dem Prinzip Kalt- und Warmgang angeordnet: Die Schrankfronten stehen sich in einer Gasse gegenüber, während die Rückseiten der Schranks einen parallelen Gang dazu bilden. Die Kaltgangeinhausung trennt die kühle Zuluft von der warmen Abluft hermetisch ab und vermeidet so unökologische Rezirkulationsströme. Die Trennung des Kaltgangs vom Warmgang wurde über eine komplette Einhausung der Rechnerschränke mit Aluminiumprofilen sowie lichtdurchlässigen Decken- und Wandplatten realisiert. So können konstante Temperaturen sowohl in unteren wie auch in den oberen Schrankregionen realisiert werden. Ein anderes wichtiges Projekt aus dem Betrieb der Server-Infrastruktur sind Virtualisierungslösungen. Sie tragen maßgeblich dazu bei, bislang überschüssig vorhandene Systemleistung produktiv zu nutzen.

Im Allgemeinen kann Virtualisierung als eine Entkopplung der ‚genutzten‘ von den ‚physisch vorhandenen‘ Ressourcen gesehen werden. So können beispielweise Anwendungen an den Arbeitsplätzen bedient werden, die auf unterschiedlichen logischen Serverinstanzen laufen. Diese Server greifen auf die gleiche physikalischen Hardware zu. Durch dieses Ressourcen-Sharing kann die Auslastung optimiert und gleichzeitig der benötigte Energieaufwand verringert werden. Durch die flächendeckende Einführung von Virtualisierungstechnologien zur Serverkonsolidierung konnten neben einer Erhöhung der Betriebssicherheit jährlich rund 1.000 Kilowattstungen Energie eingespart werden. Die bislang durchgeführten Maßnahmen im Rechenzentrum haben zu einer Reduktion des Energiebedarfs von über zehn Prozent geführt. Green-IT endet aber nicht beim Betrieb der IT-Infrastrukturen, sondern wird über alle Facetten der Informationstechnologie hinweg, wie beispielsweise den Betrieb von PC-Clients oder der Beschaffung von Hardware, betrachtet. So trägt auch die Optimierung des IT-Einsatzes zur Energieeffizienz im Unternehmen bei.