4. Erfahrungsaustausch der Managementbeauftragten

Transkript

1 4. Erfahrungsaustausch der Managementbeauftragten

2 Energiemanagement ISO / DIN EN Anhang 2 SpaEfV Pflicht oder Kür? Dipl.-Ing. Andreas Gehring 26. September 2013

3 Inhalt Motivation Energiesparen ist wichtig und lohnt sich! Voraussetzungen für den Spitzensteuerausgleich für 2013 Die unterschiedlichen Energiemanagementsystem Energiemonitoring Praktische Tipps zum Energiesparen 3

4 Strompreisentwicklung als Kostentreiber Langfristig ist mit steigenden Strompreisen zu rechnen 4 Stand Januar 2013, Quelle Hamburg Energie

5 Gesetzliche Rahmenbedingungen Politische Ziele und ihre Umsetzungen Reduzierung des CO 2 -Ausstoßes bis 2020 um 40 % ggü (erwartet wird eine Reduktion zwischen 33 und 35 Prozent, je nach Wirtschaftsentwicklung. Ursache hierfür sei der derzeit nicht funktionierende EU-Emissionshandel) Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vom 29. März 2000 zur Förderung des Ausbaus der erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung Finanzierung über die Ökosteuer, derzeit 5,3 ct/kwh (Steigerung auf mindestens 6,2 ct/kwh für nächstes Jahr erwartet!) -> ISO und Stromintensität sind Voraussetzung für die Rückerstattung Änderung des StromStG, Gewährung des Spitzenausgleichs (eingeführtes EnMS ab 2015 Bedingung) -> Energiemanagementsystem ist Voraussetzung für die Rückerstattung Nachweis des Beginns der Einführung noch in 2013 zu erfolgen!! Energiepass-Pflicht für alle Gebäude seit Juli 2009 Ökodesign Richtlinie 2009/125/EG (Glühlampenverbot, Energieeffiziente Motoren, etc.) 5

6 Gesetzliche Rahmenbedingungen Was müssen Unternehmen noch in 2013 MINDESTENS tun, um den Spitzenausgleich gewährt zu bekommen (SpaEfV vom )? Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) (<250MA, <50Mio Umsatzerlöse): 1. Schriftliche Erklärung der Geschäftsleitung zur Einführung von ISO oder EMAS oder DIN EN oder Anlage 2 SpaEfV 2. Ernennung eines Energiemanagementbeauftragten 3. Beginn der Einführung des ausgewählten Systems zu 25%, bei Anlage 2 SpaEfV: - Bestandsaufnahme der Energieströme und Energieträger (Strom, Gas etc.) - Ermittlung wichtiger Kenngrößen, technisch und monetär - tabellarische Dokumentation der eingesetzten Energieträger mehr dazu später! 6

7 Gesetzliche Rahmenbedingungen Was müssen Unternehmen noch in 2013 MINDESTENS tun, um den Spitzenausgleich gewährt zu bekommen (SpaEfV vom )? Nicht KMU (>250MA, >50Mio Jahresumsatz): 1. Schriftliche Erklärung der Geschäftsleitung zur Einführung von ISO oder EMAS 2. Ernennung eines Energiemanagementbeauftragten 3. Beginn der Einführung des ausgewählten Systems zu 25% in 2013 ( zu 60% in 2014, KMU analog) 7 mehr dazu später!

8 Anerkannte Energiemanagementsysteme (EnMS) 1. ISO (die international anerkannte EnMS Norm) 2. EMAS (zertifiziertes EU-Öko-Audit mit Bewertung und Veröffentlichung sämtlicher Umweltleistungen) 3. DIN EN (Energieaudit bzw. -analyse) 4. SpaEfV Anlage 2 kleiner Energiebericht mit Testat für KMU 8

10 DIN EN ISO 50001: 2011 Weltweit anerkannte Norm (früher Europa: EN 16001) Nur 9 Seiten mit konkreten Anforderungen Kann einfach in andere Systemen wie z. B. ISO 9001, ISO 14001, integriert werden (siehe Anhang der ISO 50001) Systematischer konsequenter Ansatz: PDCA

11 ISO Anforderungen Anforderungen an ein Energiemanagementsystem 4.1 Allgemeine Anforderungen 4.2 Verantwortung des Managements 4.3 Energiepolitik 4.4 Energieplanung 4.5 Einführung und Umsetzung 4.6 Überprüfung 4.7 Managementbewertung

12 ISO Umsetzungsbeispiele Einführung eines Energiemanagementsystem Entscheidung durch GL Team bilden Projektplan erstellen Infoveranstaltung für alle Mitarbeiter/innen Umsetzungsphase Projektplan anpassen Interne Audits Optimierungen Zertifizierungsphase Abschluss und KVP Energie

13 ISO Umsetzungsbeispiele Energieträger Strom Gas Heizöl Diesel

14 ISO Umsetzungsbeispiele Verbrauchsanalyse Spritzguß Druckluft Heizung Gabelstapler Materialtrocknung Materialförderung Kühlung Nebenverbraucher

15 ISO Umsetzungsbeispiele Energierelevante Anlagen Anlage Anschluß -leistung [kw] [h/a] [%] Verbrauch [kwh/a] Anteil [%] Laufzeit Belastung Einsparpotenzial Programm 2013 Sonstiges Kompressor Trocknung SGM 1 Hallenbeleuchtung Heizung Büros Wasserpumpe Messen vor Berechnen vor Schätzen!!!

16 ISO Umsetzungsbeispiele Energieprogramm Anlage Kosten [ ] Nutzen [kwh/a] [ /a] Maßnahme Einsparung Einsparung Einsparung [CO2] Zuständig Wirksamkeit Kompressor Trocknung SGM 1 Hallenbeleuchtung Heizung Büros Wasserpumpe

17 Energiemonitoring als wesentlicher Bestandteil der ISO If you can t measure it, you can t improve it - Kaplan, Norton, William Thomson (Lord Kelvin), u.a. 17

18 Energiemonitoring-Instrumente Energiekennzahlen bilden: Energieverbrauch pro kg hergestelltes Produkt pro Maschine pro Produktlinie pro Standort Monitoring / Controlling einführen: Benchmarking: energetisch günstig: z.b. 0,35 kwh/kg für Spritzgießprozess (Polypropylene, große Maschine, hoher Durchsatz, gut gewartet, drehzahlgeregelte Hydraulik) 18 Quelle: Veka AG

19 Energiekennzahlen als wesentlicher Bestandteil der ISO

20 Nebeneffekt: Spitzenlastmanagement zur Erzielung weiterer Kostenreduzierung Energiemanagement einführen Energieverbräuche für jeden Prozess erfassen, dokumentieren und steuern Spitzenlast vermeiden/reduzieren Blindstrom kompensieren Ergebnis: Trafo- und Leitungskapazitäten sind besser ausgenutzt Vermeidung von Neubeschaffungen und Aufrüstungen in der Strominfrastruktur 20

22 EMAS - Eco Management and Audit Scheme Ähnlich dem Umweltmanagementsystem ISO Zertifiziertes System Aufwendiges Registrierungsverfahren Prüfung erfolgt über unabhängigen und anerkannten Umweltgutachter Erfassung und Bewertung sämtliche Stoff- und Energieströme im Unternehmen Verpflichtung zur Veröffentlichung einer Umwelterklärung mit Umweltzielen Nachteile in Hinblick auf den Spitzenausgleich: Kein Schwerpunkt auf Energie Stoffströme müssen mitbetrachtet und bewertet werden (zusätzlicher Aufwand)

24 DIN EN DIN EN ist ein jährliches Energieaudit kein Managementsystem Ablauf Vorbesprechung Datenerfassung Aufwendige Energieanalyse vor Ort Berichtserstellung Ausarbeitung von Maßnahmen mit Investitionsrechnung relativ hoher Aufwand für die Analyse und Bewertung im Vergleich zum Nutzen (Momentaufnahme ohne kontinuierliches Monitoring) nur bedingter Aufbau von systematischen Verhaltensweisen und Verbesserungen im Unternehmen

26 Alternatives System zur Verbesserung der Energieeffizienz nach Anlage 2 SpaEfV 1. Erstellung (intern möglich) eines kurzen Energieberichts mit den Inhalten a) Erfassung und Analyse eingesetzter Energieträger (siehe auch ISO 50001) Jahr Eingesetzte Energieträger Verbrauch [kwh/a] Anteil am Gesamtverbrauch [%] Kosten [ ] Kostenanteil [%] Messsystem Genauig keit b) Erfassung und Analyse von energieverbrauchenden Anlagen und Geräten (Anlagenkataster, siehe auch ISO 50001) Anlage Anschlussleistung [kw] Laufzeit [h/a] Belastung [%] Verbrauch [kwh/a] Anteil [%] Einsparpotenzial Programm 2013 Sonstiges c) Bewertung der Einsparpotenziale (Maßnahmenliste, siehe ISO 50001) d) Bewertung Geschäftsführung (Managementbewertung, siehe ISO 50001) 2. Externe Prüfung durch akkreditierte Stellen (z. B. SKZ-Cert), Erstellung eines Testats

27 Und jetzt? Wir empfehlen KMUs zur systematischen Erreichung von langfristigen und im Unternehmen gelebten Energieeinsparungen den Aufbau und Zertifizierung eines Energiemanagementsystems nach ISO 50001: Hohe erzielbare Energieeinsparungen bei geringen Kosten Maximale Mitarbeitereinbindung und sensibilisierung Jährliche Kontrolle und Weiterentwicklung des Systems Als Übergangslösung: Kurzbericht nach Anlage 2 SpaEfV für Unternehmen, denen die Kapazität zum Aufbau eines Energiemanagementsystems nach ISO momentan fehlt

28 Praktische Energieeinspartipps 28

29 Energieeinspartipps für die Extrusion Auslegung der Antriebe im höchsten Wirkungsgrad bei realer, gemessener Nennlast Schnecke anwendungsbezogen auswählen Keine überdimensionierten Extruder Frequenzumrichter bzw. Thyristor Überprüfung einer möglichen Reduzierung der Schmelzetemperatur Einsatz von richtig dimensionierten Vakuumpumpen (Anzahl, Leistung) mit Einsatz von Drehzahlregelung über Frequenzumrichter, keine Durchflußregulierung über Drosselung im Einzelfall zu prüfen: Einsatz von Zahnradpumpen: geringerer aufzubringender Extrusionsdruck und damit weniger Verlustwärme 29

30 Energetisches Verhalten eines Extruders Wo sind die Verluste bei der Plastifizierung? ungünstiges, niemals ideales Schneckendesign Wirkungsgrad des Antriebsstrangs (E-Motoren, Getriebe, Leistungselektronik, Pumpen, Ventile, Drosseln, Hydraulikleitungen) Reibung an Führungen, Lagern, Dichtungen Wärmeverluste an nicht isolierten Oberflächen 30

31 Wirkungsgrad Die Wahl des richtigen Antriebs Der Synchronmotor 100% 95% 90% 85% 80% 75% 70% 65% 60% 55% 50% abzgl. Wirkungsgrad Leistungselektronik und Getriebe Synchron Gleichstrom n_nenn = /min 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% Wirkungsgradvergleich Synchron zu Gleichstromnebenschlussmotor bei unterschiedlichen Drehzahlen und Nenndrehmomentbelastung Synchron DS Technik deutlich energieeffizienter als Gleichstromtechnik, insbesondere im Teillastbereich 31 Drehzahl n [% von n_nenn]

32 Anteil an den Gesamtkosten Die Wahl des richtigen Antriebs Lebenszykluskosten eines elektrischen Antriebs inklusive Leistungselektronik 100% 80% 60% 40% 75 kw Synchronantrieb Wirkungsgrad h = 90 % 5000 Betriebsstunden/a 0,1 Euro/kWh Strompreis 10 Jahre Betrachtungszeitraum 20% 0% Stromkosten Anschaffung Wartung Teurere aber energiesparende Antriebe können sich im Vergleich zu energieineffizienten Systemen innerhalb der ersten 2 Jahre nach ihrer Anschaffung amortisieren 32

33 Energieströme beim Spritzgießen Heizung 17% Werkzeug öffnen 4% Werkzeug schließen 4% Restkühlzeit 4% Dosieren + Dekompressi + Dekompression on 48% 48% Einspritzen 11% Nachdruck 12% Vollelektrische SGM 100 t mit hydraulischer Düsenanlage Stapelkasten aus ABS mit 2mm Wandstärke, Schussgewicht: 83 g, Zykluszeit: 16,9 sec Energieverbrauch/Zyklus: 31,9 Wh Spezifischer Energieverbrauch: 0,384 kwh/kg 33

34 Lösungsansätze zum Energiesparen Maschinengröße / Prozess Große Maschinen -> energieeffizienter Kavitätenzahlerhöhung, hohe Bauteilintegration Passende Maschinengröße nach Werkzeuggröße, Durchsatz etc. auswählen SGM mit reibungsarmen Führungen, Lager und Dichtungen Maximalen Spritzdruck und maximale Schließkraft prozessangepasst vorwählen (nur so viel wie nötig) Siegelpunkt zur Ermittlung der optimalen Nachdruckzeit bestimmen Einsatz eines viskositäts- und reibungsoptimierten, biogenen Hydraulik Öls ( 34

35 Lösungsansätze zum Energiesparen Isolation Isolation von Wärme-/Kältequellen > Manschetten für Plastifizierzylinder, Extrusions-Werkzeuge Schnellere Warmlaufphase z.t. deutliche Energieeinsparung (20-40 % der Heizleistung) Schlechterer Zugang zu den Heizbändern, Demontage notwendig Verbesserung des Raumklimas Quelle: Fa. Wema Teilisolierung möglich Bei Prozessen, in denen Wärme abgeführt werden muss, Teilisolierung der ersten Zonen prüfen (Dauer der Einschaltzeiten der Heizungen) Quelle: Fa. Boyke 35

36 Lösungsansätze zum Energiesparen Isolation Isolation von Wärme-/Kältequellen > Isolation für Spritzgieß-Werkzeuge, Heißkanäle, Aufspannplatten Werkzeugkomplettisolierung Sinnvoll ab C Werkzeugtemperatur Amortisation nach ca Monaten Quelle: Fa. Brandenburger Isoliertechnik Links: Druckguss-WZ: Werkzeugaußenflächen isoliert mit Isolierwerkstoff BRA-GLA MP von Fa. Brandenburger Rechts: Spritzgießwerkzeug isoliert mit Isolierwerkstoff S 4000 von Fa. Brandenburger 36

37 Spritzgießwerkzeug als Energiefaktor Einsatz effektiver, sauberer Kühlmedien, Durchsatz und Vorlauftemperatur optimieren Regelmäßige Reinigung der Kühlkanäle zur Aufrechterhaltung optimaler Kühlung (turbulente Strömung erfordert hohe Fliessgeschwindigkeiten und große Querschnitte) Prüfen, ob Temperierung im Wechsel mit 2 Medien möglich ist Konturnah angeordnete Kühlkanäle Luft im Kühlsystem vermeiden bzw. entlüften 37

38 Spritzgießwerkzeug als Energiefaktor geringer Druckverlust in den Temperierleitungen über passende, ausreichend große Leitungsquerschnitte und kurze Wege/Schlauchlängen, angepasste Dimensionierung der Kühlmediumpumpe Werkzeugwechselzeiten so gering wie möglich halten Werkzeuge außerhalb der Maschine in Vorheizstationen vortemperieren Restwärmenutzung (Büro-, Hallenheizung) prüfen 38

39 Druckluft die 10% Energieanteil mit dem geringsten Wirkungsgrad Sehr geringer Wirkungsgrad (unter 10%!) Druckluftniveau am untersten Level halten Leckageverluste minimieren Mechanische Verbraucher wenn möglich elektrisch betreiben (1kWh mechanische Arbeit benötigt >10kWh elektrische Leistung) Kompressoren außerhalb der Produktionszeiten abschalten oder Druck absenken Drehzahlgeregelte Kompressoren mit Frequenzumrichter verwenden 5% des in Deutschland verbrauchten Industriestroms wird für Drucklufterzeugung verwendet (Quelle: Fraunhofer Institut) 30% Einsparpotentiale u.a durch Drehzahlregelung, Leckagen dichten (Fa. Boge) Einführung von Energiekennzahlen [kwh/m³] Weitere Informationen z.b. unter:

40 Energieeffizienz - Motivation Beispielrechnung aus einer GuV: Energiekosten 5 %. Energieeinsparungspotential 30 % Umsatzrendite 7 % Energieeinsparungspotential nicht realisiert realisiert Energiekostenanteil 5 % 3,5 % Gewinn 7 % 7 % + 1,5 % entspricht äquivalentem Umsatzwachstum von über +20 % 40

41 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Ihr Ansprechpartner bei Fragen Andreas Gehring SKZ-Cert GmbH Frankfurter Straße Würzburg Tel: Fax: