40 Maschinen untersucht
Auf der Suche nach den ‚Energiefressern‘ begannen die Forscher des Fraunhofer IFF nach einer grundlegenden Bestandsaufnahme mit der Evaluierung, welche der Anlagen wie viel Strom verbrauchen. Ausgerüstet mit mobilen Messgeräten gingen die Wissenschaftler in die Produktionshallen und nahmen 30 bis 40 Maschinen unter die Lupe und clusterten zehn bis 12 Maschinengruppen. Als Ergebnis bekamen sie einen zeitlichen Verlauf des Stromverbrauchs: Aus diesem Lastgang konnten sie ablesen, wie lange die Maschinen unter welcher Leistung laufen, wann sie umgerüstet werden und wie diese Rüstzeiten beim Stromverbrauch ins Gewicht fallen. Aus den Informationen erstellten die Forscher ein Energieportfolio. Benötigt eine Maschine beispielsweise viel Strom und läuft sie lange, handelt es sich um eine kritische Anlage. Ist eine solche Anlage dagegen nur geringe Zeit in Betrieb, fällt der Stromverbrauch trotz hoher Leistung nicht so stark ins Gewicht. Vertiefende Untersuchungen versprechen dann weniger Potenzial für Verbesserungen.
Im beschriebenen Fall entlarvten die Wissenschaftler einige Großwäschen als besondere Energiefresser: Sie werden mit elektrischem Strom beheizt und wurden angeschafft, weil sich das Unternehmen in der Wachstumsphase die notwendige Flexibilität für sich ändernde Layouts verschaffen wollte. Ein weiterer Knackpunkt: An vielen Maschinen wird Druckluft verwendet, sei es als Treibmittel, zur Versorgung der Werkzeuge oder zum großflächigen Sandstrahlen der Reman-Komponenten. Druckluft allerdings gilt aufgrund der kaum vermeidbaren Leckagen im Versorgungssystem als teuerste Energieform. Die generelle Reduktion des Verbrauchs verspricht deshalb neben der Steigerung des nutzbaren Anteils – üblich sind zehn bis 15 Prozent – und der Abstimmung der Kompressoren-Betriebsweisen erhebliches Potenzial zur Effizienzsteigerung. In Summe zeigte sich Martin Altrock von diesen Ergebnissen überrascht: „Zwar hatten wir die Drucklufterzeugung bereits im Fokus und die Kompressoren als größtes Übel identifiziert, den Anteil im Vergleich zu den eigentlichen Produktionsmaschinen allerdings so nicht erwartet. Die Hauptverbraucher im Produktionsprozess hatten wir nicht im Fokus. Unser Augenmerk lag eher auf den großen Verarbeitungszentren, die allerdings gar nicht zu den großen Energieverbrauchern per se zählen.“
Bauteil ist nicht gleich Bauteil
Doch nicht nur der ‚klassische Blick‘ auf die Maschinen bietet viel Potenzial, wenn es um das Energiesparen geht. Auch bei den einzelnen Bauteilen des aufzubereitenden Motors lohnte sich eine genaue Analyse häufig. Die Forscher bezeichnen diesen Fokus als ‚Energetische Produktdifferenzierung‘. Die teilweise bis zu mehr als 1.000 Komponenten, aus denen der Motor besteht, werden in dem Unternehmen gereinigt und aufgearbeitet, um dann ihre Aufgabe für ein weiteres Motorenleben zu übernehmen. Soll die Energie, die dabei verbraucht wird, reduziert werden, ist es sinnvoll, die einzelnen Prozessschritte getrennt voneinander zu betrachten und ihre Performance zu bewerten. Denn die Unterschiede sind groß: Während die meisten Bauteile sich recht energieschonend aufbereiten lassen, sind andere wahre ‚Vielfraße‘. Erwartet energieintensiv fallen Kurbelgehäuse und -welle, Ölwanne und Zylinderköpfe ins Gewicht. Doch das diese ressourcenintensiven Bauteile gut 70 Prozent des Stromverbrauchs im Prozess ausmachen, war so nicht erwartet worden. Aufgrund des qualitätssteigernden Ultraschallreinigens des Ladeluftkühler folgt dieses Bauteil mit weiteren zehn Prozent am Gesamtverbrauch. Die übrigen Teile des Motors verbrauchen die restlichen Prozente der elektrischen Energie, ein Bruchteil, der im ersten Schritt vernachlässigt werden kann.
