Energieeffizienz in der Industrie: Wie lässt sich der Energieverbrauch einer Fabrik senken?

Definition von Energieeffizienz: Was versteht man unter industrieller Energieeffizienz?

Unter industrieller Energieeffizienz versteht man die Fähigkeit einer Anlage, eines Verfahrens oder einer Anlage, ihr Produktionsniveau aufrechtzuerhalten oder zu verbessern und dabei weniger Energie zu verbrauchen.

Sie basiert in erster Linie auf der Erfassung des Energieverbrauchs, um die Anlagen, Prozesse und Versorgungsmedien mit dem höchsten Energieverbrauch zu ermitteln. Strom, Gas, Dampf, Druckluft, Wasser und Wärmeenergie können so separat erfasst werden, um Abweichungen, Verluste und Möglichkeiten zur Energieeinsparung aufzudecken.

Die Verbesserung der Energieeffizienz erfordert zudem gezielte Maßnahmen: Verbrauchsmessung und Untermessung, Überwachung der Energieeffizienzindikatoren (EEI), Prozessoptimierung, Regelung, Drehzahlregelung von Motoren, Verbrennungsanalyse und Verbesserung der industriellen Hilfsanlagen.

Das Ziel besteht darin, den Energieverbrauch und die Energiekosten nachhaltig zu senken, ohne dabei die Produktivität, die Qualität oder die Sicherheit der Anlagen zu beeinträchtigen.

Warum ist Energieeffizienz in der Industrie wichtig?

Energieeffizienz ist für Industrieunternehmen zu einem zentralen Thema geworden, da sie dazu beiträgt , die Energiekosten zu senken, die Wettbewerbsfähigkeit zu steigern und die Umweltauswirkungen der Produktion zu verringern.

In der Industrie hängt der Energieverbrauch mit zahlreichen Anlagenteilen zusammen: Motoren, Pumpen, Ventilatoren, Kompressoren, Heizkessel, Öfen, Heiz- und Kühlsysteme, Dampferzeugung, Druckluft und andere industrielle Hilfsanlagen. Ein besseres Verständnis dieser Verwendungszwecke ermöglicht es, die energieintensivsten Anlagenteile zu identifizieren und Verbesserungsmaßnahmen dort zu konzentrieren, wo sie den größten Nutzen bringen.

Die Verbesserung der Energieeffizienz eines Industriestandorts trägt zudem dazu bei, die Produktionskosten besser unter Kontrolle zu halten, die Anfälligkeit gegenüber Schwankungen der Energiepreise zu verringern und die Widerstandsfähigkeit der Anlagen zu stärken. Durch die Messung und Überwachung des Verbrauchs lassen sich schließlich die erzielten Einsparungen überprüfen und die Maßnahmen zur Energieeffizienz in einen Prozess der kontinuierlichen Verbesserung einbinden.

Wenn Sie mehr erfahren möchten, lesen Sie auch unsere Tipps zur die Energiekosten einer Fabrik zu senken und die wichtigsten Hebel für Energieeinsparungen an einem Industriestandort zu identifizieren.

Industrieunternehmen müssen die Energieeffizienz in einen zunehmend strukturierten regulatorischen und normativen Rahmen integrieren. Ziel ist es, den Energieverbrauch besser zu kontrollieren, Emissionen zu reduzieren und einen Prozess der kontinuierlichen Verbesserung zu etablieren.

Die Norm ISO 50001 ist die wichtigste Referenz für die Einrichtung eines Energiemanagementsystems. Sie hilft Unternehmen dabei, Ziele festzulegen, ihren Verbrauch zu überwachen, ihre Energieeffizienzindikatoren (EEI) zu messen und Verbesserungsmaßnahmen zu steuern.

Energiezählsysteme

• Strommessung zur Messung des Stromverbrauchs, zur Erkennung von Unregelmäßigkeiten und zur Ermittlung von Verbrauchsspitzen.
• Gasmessung zur Erfassung des Verbrauchs von Erdgas und anderen in industriellen Prozessen verwendeten Brenngasen.
• Wassermessung zur Erfassung des Verbrauchs, zur Optimierung der Nutzung und zur Erkennung von Leckagen.
• Druckluftmessung zur Überwachung des Luftverbrauchs, zur Erkennung von Verlusten und zur Verbesserung der Effizienz pneumatischer Anlagen.
• Wärmemessung zur Messung von Dampf, Warmwasser und Wärmeträgern sowie zur Bewertung der Leistung von Heizkesseln und Verteilungsnetzen.

Systeme zur Optimierung von Industrieprozessen

• Hochpräzise Verbrennungsanalysatoren, insbesondere Sauerstoffanalysatoren, zur Steuerung der Verbrennung, zur Überwachung der Emissionen, zur Erkennung von Abweichungen und zur Optimierung der Energieeffizienz thermischer Anlagen.
• SCR-Leistungsregler, um die elektrische Leistung präzise an den Prozessbedarf anzupassen, unnötigen Verbrauch zu begrenzen und die Stabilität der Anlagen zu verbessern.

Durch die Kombination von Messungen, Energieerfassung und Prozessoptimierung verfügen Industrieunternehmen über zuverlässige Daten, um energieintensive Bereiche zu identifizieren, ihre Anlagen anzupassen und die erzielten Energieeinsparungen zu überprüfen. Dieser Ansatz ermöglicht es, die Betriebskosten zu senken und gleichzeitig die Energie- und Umweltleistung des Standorts zu verbessern.

Durch die Einführung eines Systems zur Verwaltung und Überwachung der Energieeffizienz lassen sich Verbrauchsdaten zentral erfassen, deren Entwicklung verfolgen und Energieverschwendungen schnell erkennen.

Um effektiv zu sein, muss sich dieses System auf zuverlässige Daten stützen, die von Mess- und Zählgeräten stammen, und diese anschließend anhand vonEnergieeffizienzindikatoren (EEI) zu strukturieren, die auf die jeweiligen Anwendungen, Prozesse und das Produktionsniveau zugeschnitten sind.

Die Überwachung kann sich insbesondere auf Strom, Gas, Dampf, Druckluft, Wasser oder Wärmeenergie beziehen. Die Analyse dieser Daten ermöglicht es, die Leistung im Zeitverlauf zu vergleichen, Abweichungen zu erkennen und Verbesserungsmaßnahmen nach Priorität zu ordnen.

In Verbindung mit Dashboards, Überwachungstools und einem Energieaudit ermöglicht dieser Ansatz eine langfristige Steuerung der Energieeffizienz, die Überprüfung der erzielten Energieeinsparungen und die Einbindung der ergriffenen Maßnahmen in einen Prozess der kontinuierlichen Verbesserung.

Bei der Optimierung industrieller Prozesse geht es darum, den Betrieb der Anlagen an die tatsächlichen Produktionsanforderungen anzupassen, um unnötigen Verbrauch zu reduzieren und gleichzeitig die Qualität, Produktivität und Verfügbarkeit der Anlagen zu gewährleisten.

Sie kann insbesondere die Regelung von Temperaturen, Drücken und Durchflussmengen, die Anpassung der elektrischen Leistung, die Optimierung der Verbrennung oder auch die Anpassung der Drehzahl von Motoren, Pumpen und Ventilatoren umfassen.

Automatisierungs- und Regelsysteme ermöglichen eine stufenlose Anpassung der Betriebsparameter an die tatsächlichen Prozessbedingungen. Die Temperaturregler, Leistungsregler und Drehzahlregler tragen somit dazu bei, übermäßigen Verbrauch zu vermeiden und die Energieeffizienz der Anlagen zu verbessern.

In Verbindung mit den Daten aus der Energieerfassung und den Messgeräten ermöglichen diese Lösungen einen Leistungsvergleich, die Erkennung von Abweichungen und die Messung der nach der Optimierung erzielten Energieeinsparungen.

Die Einbindung erneuerbarer Energien kann eine Strategie zur Steigerung der industriellen Energieeffizienz ergänzen, indem sie den Anteil der am Standort verbrauchten konventionellen Energie senkt. Solarenergie, Windkraft, Biomasse oder Energierückgewinnung können somit dazu beitragen, den Gesamtenergieverbrauch der Anlage zu verringern.

Um diese Zuflüsse effizient zu steuern, ist es wichtig, die erzeugte, verbrauchte und gegebenenfalls ins Netz eingespeiste Energie separat zu messen und diese Daten anschließend mit dem tatsächlichen Bedarf des Standorts zu vergleichen. Mit Hilfe von Energiemesssystemen lassen sich diese Ströme verfolgen und der tatsächliche Beitrag der erneuerbaren Energien zur Gesamtenergieeffizienz bewerten.

Durch die Verbesserung der Energieeffizienz können Industrieunternehmen gleichzeitig ihren Energieverbrauch, ihre Betriebskosten und die mit ihrer Tätigkeit verbundenen Emissionen senken.

Indem sie den Bedarf an Strom, Gas, Dampf oder Brennstoffen senken, verringern Unternehmen ihre Energieabhängigkeit und begrenzen die mit dem Betrieb ihrer Anlagen verbundenen Treibhausgasemissionen.

Die Erfassung des Verbrauchs und die Überwachung der Energieeffizienzindikatoren ermöglichen es zudem, die erzielten Fortschritte zu quantifizieren, Abweichungen zu erkennen und die Wirksamkeit der ergriffenen Maßnahmen im Zeitverlauf zu überprüfen.

Energieeffizienz trägt somit dazu bei, industrielle Leistungsfähigkeit, Kostenkontrolle und die Verringerung des ökologischen Fußabdrucks im Sinne einer kontinuierlichen Verbesserung in Einklang zu bringen.

Investitionen in die Energieeffizienz ermöglichen eine nachhaltige Senkung der Betriebskosten bei gleichzeitiger Verbesserung der Leistung von Industrieanlagen. Bei der Auswahl der Maßnahmen müssen jedoch die Investitionskosten, die erwarteten Energieeinsparungen und die Amortisationszeit berücksichtigt werden.

Zur Finanzierung eines Projekts können verschiedene Lösungen beitragen: staatliche Fördermittel, Darlehen, Leasing, Finanzierung durch Drittinvestoren oder Maßnahmen im Zusammenhang mit den Energieeinsparungszertifikaten (CEE) , sofern das Vorhaben förderfähig ist.

Vor einer Investition empfiehlt es sich, eine technisch-wirtschaftliche Analyse durchzuführen, um die verschiedenen Lösungen zu vergleichen und diejenigen zu priorisieren, die das beste Gleichgewicht zwischen Energieeinsparungen, Investitionskosten, Zuverlässigkeit und Kapitalrendite bieten.

Die Projekte können insbesondere die Bereiche Energieerfassung, Messtechnik, Frequenzumrichter, Verbrennungsoptimierung, Regelung sowie die Verbesserung industrieller Versorgungseinrichtungen betreffen.

Die Energieeffizienz in der Industrie beruht zunehmend auf einer Kombination aus zuverlässigen Messungen, Energieeffizienzindikatoren, Automatisierung und Überwachungsinstrumenten, mit denen Abweichungen und Einsparpotenziale schnell erkannt werden können.

Der Aufschwung vonIndustrie 4.0, vernetzten Sensoren und der Datenanalyse ermöglicht es den Industrieunternehmen, ihren Verbrauch besser zu verstehen und den Betrieb der Anlagen an den tatsächlichen Produktionsbedarf anzupassen.

Ein wirksamer Ansatz besteht daher darin, den Energieverbrauch langfristig zu messen, zu analysieren, zu steuern und anschließend zu optimieren, wobei industrielle Leistungsfähigkeit, Kostenkontrolle und die Verringerung der Umweltbelastung in Einklang gebracht werden müssen.

Fuji Electric unterstützt Industrieunternehmen bei diesem Vorhaben mit seinen Lösungen in den Bereichen Messtechnik, Energieerfassung, Verbrennungsanalyse, Regelung,Automatisierung und Energieaudit.