Auf die chemische Industrie entfallen 5% des gesamten deutschen Energiebedarfs. Rund 90% ihres Energiebedarfs deckt die Chemieindustrie mit Strom und Gas. Die Energiekosten betragen in einem Chemieunternehmen durchschnittlich rund 10% der Betriebskosten. Insgesamt zahlt die Chemieindustrie über 4 Mrd. € pro Jahr für Energie. Einen Großteil der Energie benötigen Unternehmen der Chemiebranche für elektrisch angetriebene Systeme. Die energetische Optimierung dieser Systeme ist für sie eine Möglichkeit, auf die steigenden Energiepreise zu reagieren, die Energiekosten dauerhaft zu reduzieren und hohe Kapitalrenditen zu erzielen. Dem Einsatz energieeffizienter Querschnittstechnologien kommt dabei eine Schlüsselposition zu.

Ohne die Förderung verschiedenster Medien mit Pumpensystemen können in der chemischen Industrie nur wenige Verfahren betrieben werden. Die Aggregatszustände, Viskositäten und Qualitäten der zu transportierenden Medien sind vielfältig. Ebenso vielfältig sind die zum Fördern installierten Pumpensysteme und die Anzahl der darin vorzufindenden Pumpen. Die stark verbreitete Anwendung von Pumpensystemen in der Chemieindustrie macht deren energieeffiziente Arbeitsweise zu einem wichtigen Ansatzpunkt, um die Energiekosten zu senken. Eine Analyse der Lebenszykluskosten verdeutlicht, wie sehr sich die energetische Optimierung von Pumpensystemen lohnt. Denn die Energiekosten sind es, die mit zirka 40 bis 80% den größten Teil dieser Lebenszykluskosten ausmachen. Die höchsten Stromspareffekte erzielt dabei, wer das System im Ganzen verbessert und alle Komponenten auf den vorgegebenen Bedarf abstimmt.

Energieeffiziente Systeme in Industrie und Gewerbe

Dass bei Pumpensystemen erhebliche Energie- und Kosteneinsparungen möglich sind, zeigen die Ergebnisse beispielhafter Energieberatungen, die im Rahmen der Kampagne „Energieeffiziente Systeme in Industrie und Gewerbe" der Deutschen Energie-Agentur (dena) und des VDMA Fachverbands Pumpen und Systeme bei kleinen und mittelständischen Unternehmen durchgeführt wurden. Die Kampagne ist Bestandteil der Initiative „Energie-Effizienz", einer Aktionsplattform für die effiziente Stromnutzung in allen Verbrauchssektoren, die von der dena sowie den Unternehmen EnBW, E.ON, RWE und Vattenfall Europe getragen und durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert wird.

Beispielhafte Beratungen

1. Unilever Deutschland produziert am Standort Mannheim Seifenprodukte. Im Zuge einer vertiefenden Energieanalyse wurden Maßnahmenvorschläge für eine Rückkühlanlage und deren Zirkulations- und Prozesspumpensystem erarbeitet. Die betrachteten Pumpensysteme wurden bisher mechanisch gedrosselt betrieben. Durch die druckseitig angebrachten Schieber kam es dabei jedoch zu einer Verschiebung des Betriebspunktes der Pumpen in einen wenig effizienten Arbeitsbereich. Basierend auf Leistungs- und Volumenstrommessungen wurde Unilever die Einrichtung eines Regelkonzeptes für die betrachtete Anlage empfohlen. So kann abhängig von den Anforderungen der laufenden Produktion dynamisch auf veränderte Volumenströme reagiert werden. Bereits vorhandene Durchflussmesser können als Messwertaufnehmer in eine Regelung eingebunden und die Drehzahl der Pumpen entsprechend angepasst werden. Die Maßnahmen führen zu einer Betriebskosteneinsparung in Höhe von rund 74.000 € pro Jahr. Dies entspricht einer prozentualen Einsparung von 37%. Die dafür nötige Gesamtinvestition liegt bei zirka 295.000 €. Wird eine Lebensdauer der Anlagenteile von 10 Jahren angenommen, ergibt sich eine Kapitalrendite von zirka 21%. Das Unternehmen hat die bislang deutlich überdimensionierten Pumpen bereits gegen kleinere Aggregate ausgetauscht und Frequenzumrichter installiert.

2. Ein weiteres, der im Rahmen der Kampagne beratenen Unternehmen ist Foseco. Das Unternehmen entwickelt, produziert und vertreibt am Standort Borken Gießereihilfsstoffe. Die durchgeführte Analyse konzentrierte sich auf die Optimierung der Pumpensysteme der Heizanlage, die das gesamte Werk versorgt. Dabei wurde die Vor- und Rücklauftemperatur des Heizsystems untersucht, mit dem Ergebnis, dass ein genauerer hydraulischer Abgleich erhebliche Energieeinsparungen ermöglicht. Der Volumenstrom im Heizsystem ist variabel, viele Pumpen werden jedoch so betrieben, als müssten sie einen konstanten Volumenstrom fördern. Durch den Austausch der alten Pumpen gegen regelbare Hocheffizienzpumpen mit Leistungsanpassung, optimaler Betriebspunkteinstellung und besserem Gesamtwirkungsgrad lassen sich daher beträchtliche Energieeinsparungen erzielen. Zusätzliche Einsparungen können mit einer temperaturabhängigen Regelung an den eingesetzten Lufterhitzern erschlossen werden. Eine Investition für die Energieeffizienzmaßnahmen in Höhe von 43.800 € ermöglicht so jährliche Energieeinsparungen von 17.600 €. Die Investition amortisiert sich innerhalb von 2,5 Jahren bei einer Kapitalrendite von zirka 39%. Das Unternehmen hat die neuen Pumpen bereits installiert.

Kostenlose Praxishilfen

Die bundesweite Kampagne „Energieeffiziente Systeme in Industrie und Gewerbe" wurde unter dem Dach der Initiative Energie-Effizienz von der dena in enger Zusammenarbeit mit dem Fachverband Pumpen und Systeme des VDMA und den Industriepartnern AGO Energie + Anlagen, Danfoss, Grundfos, KSB, Sulzer Pumpen, WILO und Deutsches Kupferinstitut durchgeführt und durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie gefördert. Im Rahmen der Kampagne wurde ein umfangreiches Informationsangebot zur Steigerung der Energieeffizienz von Pumpensystemen erarbeitet, das Unternehmen kostenlos nutzen können. Es beinhaltet Internet-Tools, wie zum Beispiel einen Lebenszykluskosten-Rechner für Pumpensysteme, Informationsblätter mit Experten-Know-how zu allen Bereichen eines Pumpensystems, Hinweise zu Fördermöglichkeiten, Datenblätter mit Best-Practice-Beispielen und weitere Praxishilfen. Die Angebote stehen interessierten Unternehmen unter www.industrie-energieeffizienz.de zur Verfügung.