Energieeffizienz: Success Stories aus der Praxis

Energie effizient managen ist eine ganz zentrale Aufgabe der Infracor GmbH bei der Energieversorgung im Chemiepark Marl. Hier beträgt der Durchschnittsbedarf aller Anlagen ca. 300 Megawatt Strom und 700 bis 1.100 Tonnen Dampf pro Stunde. Zur Versorgung des Standorts stehen dafür drei eigene Kraftwerke mit insgesamt fünf Blöcken und drei 110-Kilovolt-Einspeisungen aus dem öffentlichen Netz zur Verfügung. In dieser beachtlichen Energie-Landschaft nutzt Infracor seit mittlerweile acht Jahren das Energiemanagementsystem b.data zur Erfassung und Optimierung der Energieströme. Seit seiner Einführung wurde b.data kontinuierlich weiterentwickelt und erweitert. Heute werden ca. 30.000 Energie-Daten-Trends erfasst und nach Bedarf abgerufen – mit einer Archivierungszeit, die teilweise über 15 Jahre zurückreichen kann. Diese ganzheitliche Perspektive schafft die Basis für weitreichende Optimierungen. Heute ist b.data das zentrale Steuerungstool für alle Energie-Planungsprozesse der Ver- und Entsorgung und ermöglicht die Optimierung des kompletten Energieeinsatzes.

Um Energiekosten zu sparen, investierten die Betreiber des Klärwerks Minden-Leteln in eine Steuerung der Belüfterturbinen, die Verbrauchsspitzen möglichst vermeidet. Im Zuge der Modernisierung wurden elektrische Turbinenantriebe mit Sanftstartern 3RW44 eingebaut und das Leitsystem mit SIMATIC PCS 7 auf den neuesten Stand gebracht. Durch die Modernisierung ließ sich der Stromverbrauch im biologischen Bereich der Kläranlage um 20 - 25 % senken. Zudem minimiert die Sanftstarterlösung die Gefahr von Ausfällen sowie die Getriebeservicezeiten. Die Investition hat sich bereits nach kürzester Zeit amortisiert und wird in den nächsten 10 bis 20 Jahre erheblich zur Dämpfung der Betriebskosten beitragen.

Die niederländische DSM Nutritional Products AG ersetzte in ihrem Werk im Schweizer Kanton Wallis Festdrehzahlpumpen mit Ventilsteuerung durch drehzahlveränderbar betriebene Pumpen. Die Anpassung des Massenstroms übernehmen Frequenzumrichter MICROMASTER 440, die über PROFIBUS an den Leitstand im Werk angebunden sind. Die neue Lösung erlaubt nicht nur eine deutlich dynamischere Regelung der Anlage, sondern reduziert auch den Verbrauch von Primärenergie. Die erwarteten Einsparungen liegen bei 70.000 Schweizer Franken jährlich.

Shell Deutschland wollte im Großtanklager im Kaiserwörthhafen nicht länger Energie über mechanische Schieber und Ventile vernichten. Um sicherzustellen, dass die Hauptpumpen für die Dieselförderung stets im optimalen Arbeitsgang betrieben werden, kamen Frequenzumrichter MICROMASTER 440 mit je 132 kW Leistung sowie 1LG4-Motoren für das redundante Pumpensystem zum Einsatz. Mit der Software SinaSave wurde nachgewiesen, dass sich die Frequenzumrichter bereits nach ca. 14 Monaten amortisiert haben. Der Betrieb spart monatlich 3.000 Euro Energiekosten ein. Weitere Vorteile: optimierte Prozesse und eine Entlastung des Rohrleitungsnetzes von mechanischen Stößen, was wiederum den Aufwand für Instandhaltung minimiert und die Anlagenverfügbarkeit erhöht.

Vor dem Hintergrund des schwankenden Fernwärmebedarfs planten die Stadtwerke Chemnitz eine Optimierung der kraftwerksinternen Energiebilanz in ihrem Heizkraftwerk. Dazu wurden die überdimensionierten Heißwasserumwälzpumpenantriebe mit Strömungskupplung durch drehzahlvariable Antriebssysteme mit robusten, hocheffizienten Niederspannungsmotoren N-compact und dazu passenden Frequenzumrichtern SINAMICS G150 ausgetauscht. Durch den Einsatz drehzahlvariabler Antriebssysteme und die nicht mehr notwendige Überdimensionierung der Motoren ergibt sich für die Heißwasserumwälzpumpen eine Energieeinsparung von ca. 35 %. Weitere Vorteile: eine exaktere Fördermengenregelung und ein anlagenschonender Betrieb ohne Druckwellen.

In seiner Niederlassung Genk wollte das belgische Unternehmen ALRO das Energieeinsparpotential von Pumpen und Ventilatoren für eine Lackieranlage von Automobilteilen untersuchen. Hierzu wurde zunächst eine stochastische Potentialanalyse aller installierten, bisher mit Drosseln und Ventilen gesteuerten Pumpen und Ventilatoren mit einer Leistung von 5 kW oder mehr durchgeführt. Diese wurden daraufhin durch Frequenzumrichter MICROMASTER 430 ersetzt. Die Analyse ergab, dass sich durch den Einsatz von Frequenzumrichtern bei den 12 Antrieben 19.870 Euro im Jahr einsparen lassen. Die Amortisationszeit beträgt weniger als 1,5 Jahre.

Im Zuge der Sanierung der Wärme- und Energieversorgung suchte der Verein «Murimoos, werken und wohnen» nach einer zukunftssicheren Steuerungstechnik, die auch eine neue Holzschnitzelheizung mit 600 kW Wärmeleistung mit einbezog. Die Lösung: Ein auf SIMATIC WinCC basierendes SCADA-System, das die Regelung aller Energieproduzenten und -bezüger ermöglicht. Abhängig von der Ist-Situation, z. B. der Energieverfügbarkeit und -preise, wird der optimale Energielieferant zugeschaltet. Vorteil der neuen Holzschnitzelheizung: Der Holzabfall aus dem eigenen Holzbearbeitungsbetrieb und aus der regionalen Kompostierungsanlage deckt den Wärmebedarf ohne Zukauf von Holzschnitzeln zu 100 %. Neben der Einsparung von Emissionswerten lohnt sich somit die Heizöl-Substitution auch finanziell.