Energieeffiziente Kunststoffverarbeitung Erkenntnisse aus der EUROMAP Studie. Dr. Otto Urbanek

Transkript

1 Energieeffiziente Kunststoffverarbeitung Erkenntnisse aus der EUROMAP Studie Dr. Otto Urbanek Wien, 10. Juni 2014

2 Agenda Urbanek Innovation Consulting Spezialisiertes Consulting für den Maschinenbau und die Kunststoffverarbeitung Die EUROMAP Studie Zahlen Daten Fakten Das schwarze Loch Produktbezogenes Prozess Monitoring Wegbereiter für das energieeffiziente Unternehmen Zusammenfassung: Energieeffizienz - eine lohnende Wettbewerbsdisziplin 2

3 Der Auslöser für die Euromap-Studie: Ziele der EU EUROMAP Der Europäische Dachverband der Hersteller von Gummi- und Kunststoff verarbeitenden Maschinen Europäische Kommission: Verabschiedete 2007 Ziele zur Einsparung von Energie " " goal Treibhausgas-Emissionen um 20% bis 2020 reduzieren Senkung des Energieverbrauchs um 20% 20% Anteil von erneuerbarer Energie 3

4 Daraus entstanden eine Fülle von Fragen für die Maschinenindustrie und die verarbeitende Industrie! Wie betrifft dieses Ziel die eigene Industrie? (Maschinenindustrie, verarbeitende Betriebe) Sind diese Ziele realisierbar? Wo stehen wir heute? Welche Effizienz-Potentiale gibt es überhaupt? Wird es zu neuen Gesetzen kommen? Wie werden diese aussehen? Führt die Forderung nach Energieeffizienz zu höheren Kosten? Auswirkungen auf die internationale Wettbewerbsfähigkeit? EUROMAP beauftragt Studie bei Urbanek Innovation Consulting Das Ziel: Daten, Fakten, Handlungsempfehlungen 4

5 Bewertung von Energieeffizienz und Potenzialen.. macht klare Definitionen erforderlich! Energy supply Material drying conveying preheating enterprise infrastructure curing other processes converting machines assembly 1 kg Produkt trimming painting cooling Illustrations: BASF (granulate), greiner bio-one (preanalytics product) 5

6 Der Maschinenhersteller denkt im M-SEC [kwh/kg] (machine specific energy consumption) M-SEC der M-SEC beinhaltet: Wärmeeintrag in das Material Maschinenbewegungen (Schnecke, Schließeinheit, Auswerfer,..) Energy supply Material drying conveying preheating enterprise infrastructure curing other processes converting machines assembly 1 kg Produkt trimming painting cooling Illustrations: BASF (granulate), greiner bio-one (preanalytics product) 6

7 Der Unternehmer spürt den S-SEC (site specific energy consumption) einfach zu ermitteln S-SEC Der S-SEC beinhaltet: Jeglichen Energieverbrauch innerhalb der Fabrik Energy supply Material drying conveying preheating enterprise infrastructure curing other processes converting machines assembly 1 kg Produkt trimming painting cooling Illustrations: BASF (granulate), greiner bio-one (preanalytics product) 7

8 Feststellung: Weitgehend unbekannt ist der P-SEC (produktbezogener SEC) P-SEC Der P-SEC beinhaltet: Alle Energieverbrauche, die für die Herstellung eines Produkts erforderlich sind Damit relevant für Herstellkosten! Energy supply Material drying conveying preheating enterprise infrastructure curing other processes converting machines assembly 1 kg Produkt trimming painting cooling Illustrations: BASF (granulate), greiner bio-one (preanalytics product) 8

9 Europaweite Markt Technologie Analyse hier am Beispiel der Spritzgießmaschinen Technology (share) 100% Constant pump Electric variable displacement pump Hydraulic pump with variable motor Hydraulic variable displacement pump Electric machine Estimation for 2020: 85% of population <400t (50% el. machine, 50% hydr. pump with variable motor) time average machine lifetime 18 years, continuous renewal of machines (1:1) Efficiency numbers of single technologies according to received information and countercheck with measurement data; special high speed machinery for packaging not particularly considered 15% 400t (100% hydraulic pump with variable motor.) 9

10 Istbefund heute: Die Europäische Maschinenpopulation M-SEC von 0,48 kwh/kg Die Durchsatz-Mengenanteile der Verarbeitungstechnologien M-SEC 0,48 kwh/kg Thermoformen Blasformen Extrusion Spritzguss 50 Durchschnitt 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Mengen 2008, Werte gerundet; Plastics Europe, UIC Interviews und Berechnungen 10

11 Istbefund heute: Die spezifischen Energieverbrauche der Fabriken (S-SEC) in Europa zeigen ebenfalls deutliche Unterschiede zwischen den Technologien 2,5 2 1,5 1 Maschinen Fabrik 0,5 0 Spritzguss Extrusion Blasformen Thermoformen Durchschnitt Quelle: Internetbefragung nach Jahresverbräuchen elektrische Energie und Kunststoff ( Urbanek Innovation Consulting ) 11

12 Jedoch: Überraschend große Differenzen zwischen Maschine und Fabrik! M-SEC versus S-SEC 2,5 2 1,5 1 Maschinen Fabrik 0,5 0 Spritzguss Extrusion Blasformen Thermoformen Durchschnitt Im Durchschnitt etwa Faktor 1:3 12

13 0,48 0,41 Potenzial bei Maschinen! Deutliche Steigerungen bei Maschineneffizienz, auch zukünftig! Die unten angeführten Zahlen berücksichtigen die Technologie- Martentwicklung für Spritzgießen, Extrusion, Blasformen, Tiefziehen -14% -21% - 0,03 kwh/kg Population 2010 Organically renewed Population 2020 Additional potential 13

14 SEC [kwh/kg] 14 Potenzial Fabrik? Maschinen leisten nur geringen Teil! 1,41 Infrastructure, Building Commitment Plast Voltage? - 50% SEC gain by machine renewal, expected technology changes included! 0,48 0,41 0,17-14% Additional SEC potential, which can be reasonably influenced Minimum energy for transformation incl. energy losses

15 Das schwarze Loch :? wo mit Maßnahmen ansetzen? 66,5 TWh?? 22,8 TWh 8,0 TWh 9 : 3 : 1 Angaben beziehen sich auf EU27 (2008) gemäß EUROMAP Studie der Urbanek Consulting 15

16 Allgemeiner Befund: Prozessbezogener Energieverbrauch = Nicht bekannt?? P-SEC Nicht bekannt: wo wird wieviel Energie im Prozess wirklich verbraucht??? produktbezogene Energiekosten??? 16

17 Das Erfolgsrezept: Gesamtheitliches Prozess Monitoring schafft Systemverständnis Systemverständnis entwickeln! Die Energieverbräuche aller erforderlichen Produktionselemente online detailliert erfassen und monitoren 3 Druckluft Kühlung und Entscheidungen treffen! 17

18 Produktbezogenes Energiemontoring wird zum Erfolgsmotor! Warum? Analyse Maßnahmen Umsetzung Kostenreduktion und Wettbewerbsvorteil Energiekosten am Produkt und die Einflussparameter werden transparent Energie-Verbrauchsoptimierung und Ressourceneffizienz erfolgt ganzheitlich Echtes Benchmarking zwischen Anlagen wird möglich Gezielte Maßnahmen möglich (Prozessführung, Investitionen) und in ihrer Wirkung (Rentabilität) überprüfbar Sensibilität für TCO wird wachsen, Kenntnis des ROI für Energieeffizienz steigernde Maßnahmen wird Erneuerungsprozess beschleunigen Wissensvorsprung wird zum Wettbewerbsvorteil Wachsender wirtschaftlicher Nutzen über die Abschreibung hinaus! 18

19 Zusammenfassung: Energieeffizienz Eine lohnende Wettbewerbsdisziplin 1. Energieeffizienz = erfolgsstärkende Disziplin mit wirtschaftlicher Langzeitwirkung 2. TCO bei Einzelinvestitionen als Entscheidungskriterium einführen! 3. Systemverständnis erarbeiten (z.b. Monitoring): Der höchste Nutzen liegt dann vor, wenn das Systemoptimum erreicht ist 4. Mein Grundsatz: a. Vordenken: Wie kann ich Verluste vermeiden? b. Nachdenken über Energie-Rückgewinnung 19

20 Dr. Urbanek Technologie Management GmbH Technologiezentrum Ried Molkereistraße Ried im Innkreis Austria Telefon office@urbanek-consulting.com Das spezialisierte Consulting - Unternehmen für Maschinenbau und Kunststoffverarbeitung 20