Industrie 4.0: Digital, flexibel und energieeffizient in die Zukunft

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1 Industrie 4.0: Digital, flexibel und energieeffizient in die Zukunft Innovationen für die Energiewende in Unternehmen Berlin, 17. November 2015 Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Alexander Sauer Nobelstraße Stuttgart Telefon Fax

2 Agenda Digitalisierung der Wirtschaft als Innovationstreiber für die Energiewende Steigerung der Energieeffizienz durch Industrie 4.0 Industrial Smart Grids als Basis einer energieflexiblen Produktion 2

3 Die Energiewende droht zu scheitern Wir brauchen neue Impulse D 2050 Target of the German Federal Government? D 2050 Trend D 2013 Strategische Linie: Ausbau der Nutzung von reg. Energiequellen D 2012 Dezentralisierung der Energieerzeugung (Smart grids) Massive Verbesserung der Energieeffizienz Digitalisierung als neuer Impuls der Energiewende!? Bildquelle: BMWi (2013), bearbeitet durch EEP 3

4 Das Internet of Everything (IoX) ist ein großer Impuls Holistische Vernetzung der Welt 3 Mrd. Menschen nutzten 2014 das Internet 17 Mrd. Dinge sind 2014 über das Internet vernetzt. (2020 werden vors. 25 Mrd. Dinge vernetzt sein.) Die Anzahl der Services im Internet sind ungezählt Neue Formen des Wirtschaftens entstehen: Shared Economy Prosumer Industrie 4.0 Vernetzung der Energie-Welt?! Bildquelle: engineering.electrical-equipment.org Fraunhofer (2011) IPA 4

5 Energieeffizienz im Zuge der Digitalisierung Von der Handarbeit zur automatisierten kontinuierlichen Verbesserung Energieeffizienz Heute Statisch Messen und Analysieren Low hanging Fruits Energieeffizienz Morgen Dynamisch Situationsgebunden Geschlossene Regelkreise Energieeffizienz in der digitalen Zukunft Dynamisch Vernetzt Interaktiv Analysieren 5

6 Industrial Smart Grid Auf dem Weg zum energetischen Prosumer Transparenz Flexibilität Effizienz Versorgungssicherheit 6

7 Prozessarchitektur auf neuem Gleis Alte Wertschöpfungsstrukturen werden neu gedacht ARENA 2036 Das Auto fährt autonom als CPS durch die Prozessmodule des Montageraums Heute: Getaktete Herstellung des Automobils am Band Morgen: Entkoppelte, voll flexible und hochintegrierte Produktionssysteme Quelle: Daimler 2012; Bildquelle: PSA

8 Die Energiewende in der Fabrik Beispiel: J. Schmalz GmbH Regenerative Energie: Wasserkraft ( kwh/jahr) Solarthermie ( kwh/jahr) Photovoltaik ( kwh/jahr) Windenergieanlagen ( kwh/jahr) Hackschnitzelheizung ( kwh/jahr) Quelle: Schmalz-Ökolehrpfad;Bildquellen: bgr.bund.de; Solaranlagen.eu;

9 Flexible Energieversorgung mit Supercaps Beispiel: CONTRAX-System von BÄR Automation GmbH Station FTS Ladegerät Boostcap Motoren DC/DC Wandler Batterie Notbetrieb mobile Ladestation Ladestation mit Schleifkontakt Quelle: BÄR Automation GmbH

10 Energiesparpotential Energie gezielt steuern Beispiel: Green Carbody - Energieeffiziente Lacktrockner Anlagen- und verfahrenstechnische Maßnahmen zur konsequenten Steuerung der Energieeinsatzes beim Betrieb von Lacktrocknern Greenfield- und Brownfield-Maßnahmen nach der Energy on demand -Strategie, u.a.: Energieeffiziente Abluftreinigung Skidloser Karosserietransport Gesteuerte Karosserieaufheizung Wärmetechnische Anlagenoptimierung Anlagen- Optimierung Karosserie- -Aufheizung Abluftreinigung Skidloser Förderer Quelle: Fraunhofer IPA Aufwand zur Implementierung

11 Zusammenfassung Industrie 4.0: Digital, flexibel und energieeffizient in die Zukunft Die Energiewende braucht neue Impulse zur weiteren Entkopplung von Energieverbrauch und Wirtschaftswachstum Ansätze von Industrie 4.0 stellen auf Basis der fortschreitenden Digitalisierung neue Möglichkeiten zur Verfügung Die energetische Vernetzung der industriellen Produktion stellt einen qualitativ neuen Ansatz dar Industrial Smart Grids verbinden die unterschiedlichen energierelevanten Elemente einer Fabrik Industrial Smart Grids sind die Antwort der produzierenden Industrie auf die fluktuierende und zunehmend digitalisierte Energieversorgung von morgen

12 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Nobelstraße Stuttgart Telefon Fax