Energy Movement. Referent: Oliver Weckerle. Grundfos auf einen Blick. Zentrale in Bjerringbro, Dänemark. Anzahl Mitarbeiter

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1 Energy Movement Referent: Oliver Weckerle Grundfos auf einen Blick Umsatz 2,3 Mrd. EUR Anzahl Mitarbeiter F&E Investitionen 120 Mio. EUR Produzierte Pumpen ca. 16 Millionen Zentrale in Bjerringbro, Dänemark Produktionsgesellschaften 14 Vertriebsgesellschaften 54 1

2 Rohstoffverknappung und Klimawandel Rohstoffverknappung Quelle: Brandenburgische Landeszentrale für politische Bildung Erhöhung des Meeresspiegels um 2 m 2

3 Folgen des Klimawandels Der Weltklimarat (IPCC*) geht davon aus, dass bei einem anhaltenden Wirtschaftswachstum die Temperaturen weltweit bis 2100 im Vergleich zu 1900 um 3-6 C ansteigen. Zur Eindämmung des Anstiegs auf eine Obergrenze von 2 C müssen wir unsere Emissionen von Treibhausgasen im Vergleich zu 2008 bis 2050 um 85 Prozent reduzieren. Patagonien 1928 *Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC; Zwischenstaatlicher Ausschuss für Klimaänderungen) EU - Zielsetzung Maßnahmen Strategie im Bereich Energie und Klimaschutz EU Zielsetzung 2008 für 2020:

4 Stellen Sie sich der Energieherausforderung JETZT Experten sind sich einig: Wenn wir die Energieeffizienz nicht sofort erhöhen, könnten saubere Energien zu spät kommen. Wir benötigen dringend Technologien, die wesentliche und unmittelbare Wirkung auf unsere Umwelt haben! Das Klima befindet sich im Wandel 4

5 Die ErP-Richtlinie (2009/125/EC, Ecodesign-Richtlinie) Die vormalige sogenannte EuP*-Rahmenrichtlinie (2005/32/EC) wurde 2009 durch die ErP**-Rahmenrichtlinie (2009/125/EC) ersetzt. Die Richtlinie hat zum Ziel, eine Ressourcen schonende, insbesondere energieeffiziente Produktgestaltung durch geeignete politische Instrumente zu unterstützen. Die Neufassung der Richtlinie wurde vor allem hinsichtlich des Geltungsbereiches erweitert und bezieht sich nun generell auf energieverbrauchsrelevante Produkte (ausgenommen Verkehrstechnologien). Durch eine Harmonisierung der rechtlichen Rahmenbedingungen sollen Wettbewerbsverzerrungen innerhalb der EU vermieden und die Umweltwirkungen energiebetriebener Produkte reduziert werden. * EuP: Energy using Products / Energiebetriebene Produkte **ErP: Energy related Products / Energieverbrauchsrelevante Produkte Was sind Energie related Products Geltungsbereich der ErP- Richtlinie, betroffene Produkte: Jährliches Verkaufsvolumen in der EU von mindestens Stück. Erhebliche Umweltauswirkungen des jeweiligen Produkts gemäß den im Beschluss Nr.1600/2002/EG festgelegten strategischen Prioritäten der Gemeinschaft. Erhebliches Potential für eine Verbesserung der Umweltverträglichkeit zu vertretbaren kosten Motoren und Motorenbetriebene Pumpen 5

6 IE / Norm und ErP Norm (IE): Festlegung der Wirkungsgradklassen und Art der Anwendung Aus der Norm entsteht kein Zwang der Umsetzung EP ErP Rihtli Richtlinie i - Lot elektrische Antriebe: Legt fest welche Klassen der Motore mindestens innerhalb der EU eingehalten werden müssen. Bezieht sich auf die Norm: IEC :2008 Europäische Gesetzes Richtlinie Umsetzung erfolgt national in den Ländern der EU per Gesetz Deutschland: EBPG (Energie Betriebene Produkt Gesetz) Was bedeutet ErP - Richtlinie ErP = Energy related Products Mit der europäischen Ökodesign Richtlinie für energiebetriebene Produkte (ErP) müssen Hersteller die Energieeffizienz ihrer Produkte über den gesamten Lebenszyklus verbessern und die Umweltbelastung unter dem Strich reduzieren. 6

7 Einsparpotential verschiedener Verbraucher Energieeinsparpotenzial Energieeinsparung durch Umstellung auf hocheffiziente Motorentechnik: 5% =Häuslicher Energieverbrauch von 83 Millionen Menschen des jährlichen EU-weiten Stromverbrauchs. 7

8 Energieeinsparpotenzial Viele wissen nicht, dass Pumpen 10% des elektrischen Weltenergiebedarfs verbrauchen. Klassifizierung von Normmotoren tronic +/- 2,9% 8

9 Klassifizierung von Trockenläuferpumpen Vergleich Energiekosten EFF1 und EFF2 Beispiel: Motorleistung P 2 = 5,5 kw (Dauerbetrieb) Eff2-Motor: η =85,7% Eff1-Motor: η =88,6% Aufgenommene Leistung: P 1 = P 2 η motor Eff2-Motor: P 1 = 6,4 kw Eff1-Motor: P 1 = 6,2 kw Der Unterschied: h/jahr * 0,2 kw = kwh / Jahr h/jahr * 0,2 kw * 0,20 /kwh = 350,- / Jahr Beispiel Energieeinsparung mit EFF1 Quelle: DENA 9

10 Energieeffiziente Pumpensysteme Verkaufsverteilung Motoren - EFF1, EFF2 und EFF3 Pflichten aus der ErP Direktive In Jahr 2011 wird sich der Pumpenmarkt in der EU einschneidend verändern. 10

11 Neue IEC Klassifizierung & ErP Richtlinie Änderung von EFF1 auf IE2 / IE3 Neue Norm IEC Neue Wirkungsgradklassifizierung IE1 IE3 (International Efficiency) Einheitliche Regulierung des Wirkungsgrades und weltweite Vergleichbarkeit in IEC- und NEMA-Regionen Geltungsbereich 0,75kW 375kW, 2 bis 6 polig *IEC: International Electrotechnical Commission (Normungsgremium) Motoren- Klassifizierung der IEC* Premium Efficiency High Efficiencyi Standard Efficiency Vorschrift ab: 2015 *1) 2011 *1) *1) Details siehe EU-Durchführungsverordnung 640 vom

12 Motoren-Klassifizierung der IEC International Efficiency (IE) Quelle: Motor Summit 2008, Zürich 4E Motor Systems Conrad U. Brunner Die neue EU Verordnung 640 Die neue Eu-Verordnung wird bald in Kraft treten und in Bezug auf Pumpen und Motoren in drei Schritten zu Verbesserungen führen 2011 Ab dem 16. Juni 2011 müssen alle Motoren die IE2-Norm erfüllen 2015 Ab dem müssen alle Elektromotoren von kw entweder die IE3 Norm oder die IE2 Norm unter Verwendung eines Frequenzumrichters erfüllen 2017 Ab 2017 müssen alle Elektromotoren von kw entweder die IE3 Norm oder die IE2 Norm 2020 unter Verwendung eines Frequenzumrichters erfüllen Bereits heute 2020 Jährliche Energieeinsparungen von 135 TWh und einer jährlichen Reduktion der CO 2 Emissionen um 63 Millionen Tonnen 12

13 Lebenszykluskosten bei Pumpen Anschaffungskosten Installationskosten Energiekosten Wartungskosten Ausfallkosten Umweltkosten Betriebskosten Anschaffungskosten 8% Wartungskosten 10% Energiekosten 82% Nach welcher Zeit haben die Stromkosten den Anschaffungspreis eines 5,5 kw Motors bei Dauerlauf erreicht? 24 Tage! 24d x 24h/d x 5,5kW x 0,20 /kwh = 633,00 13

14 Bewertung von Energieeffizienz - Projekten Die Betriebswirtschaft bewertet Investitionen nach Amortisationszeit (AMZ) Ist die Betrachtung wirklich richtig? AMZ beschreibt den Zeitraum bis wann sich die Investition wieder einspielt i AMZ ist aus betriebswirtschaftlicher Sicht ein Risikomaß und kein Rentabilitätsmaß Langfristige Investitionen, wie Investitionen im Energiebereich, weisen eine lange Nutzungsdauer auf. Hierdurch entstehen hohe Einsparungspotenziale. Die AMZ- Betrachtung reflektiert diesen Zusammenhang ng nicht. Mehr Transparenz bietet das Rentabilitätsmaß Kapitalrendite Bewertung der Kapitalrendite Quelle: Dr. Dirk Köwener, BSR Sustainability GmbH Bay. Landesamt für Umwelt Angenommen wird eine konstante Energiekosteneinsparung über die gesamte Systemnutzungsdauer Verzinsung wurde nicht berücksichtigt 14

15 Amortisation einer Pumpenoptimierung Vergleich: Lebenszykluskosten geregelt / ungeregelt Blueflux ist das Markenzeichen für herausragende Motoreffizienz Der Nutzen von Blueflux : Der Gesetzgebung voraus Grundfos definiert Standard Kennzeichnung für höchste Energieeffizienz Einfache Wiedererkennung Was macht Blueflux besser? 15

16 Minimaler Energieverlust Grundfos Ingenieure haben die Motorenverluste in 4 Bereichen optimiert: Übermäßige Verluste in den Statorwicklungen t Verluste in den Stator- und Rotorlaminierungen Magnetisierungsverluste im Rotor Reibungsverluste in den Lagern Bleib Cool Bleib Blueflux Bei höherer Motoreffizienz ist die Erwärmung des Motors geringer. Es wird weniger Energie zur Kühlung des Motors benötigt. Kleinere Ventilatoren mit geringeren g Laufgeräuschen Ein kühlerer Motor ist die Voraussetzung für eine lange Lebensdauer der Lager und der Isolation. Geringerer Wärmeeintrag in die Umgebung Blueflux Motoren mit integriertem Frequenzumrichter benötigen nur einen Ventilator für die Kühlung des Motors und der Elektronik. 16

17 Haben Sie die richtige Einstellung? Mit Blueflux ist der Frequenzumrichter immer optimal auf den Motor abgestimmt. Installationsfehler werden nahezu ausgeschlossen. Einfache Einstellung plug n pump Höhere Lagerlebensdauer Geringere Wartungsintervalle für die Lager, durch niedrigere Betriebstemperaturen Es werden nur hochwertige Markenlager verwendet Bei FU-Motore oo von 11 bis 22 kw schützt die automatische Lagerüberwachung vor irreparablen Lagerschäden 17

18 Komponentenqualität Alle Blueflux Komponenten sind sehr hochwertig. Produktionsstätten entsprechen mindestens dem ISO-9000 Standard. Blueflux steht für eine lange Lebensdauer und sind speziell für den Einsatz in industriellen Anlagen konzipiert. EC Verordnung Nr. 640/2009 für Elektrische Motoren Gilt nicht: a) Motoren, die dafür ausgelegt sind, ganz in eine Flüssigkeit eingetaucht betrieben zu werden b) vollständig in ein Produkt (z. B. ein Getriebe, eine Pumpe, einen Ventilator oder einen Kompressor) eingebaute Motoren, deren Energieeffizienz nicht unabhängig von diesem Produkt erfasst werden kann c) Motoren, die speziell für den Betrieb unter folgenden Bedingungen ausgelegt sind: i) in Höhen über Meter über dem Meeresspiegel ii) bei Umgebungstemperaturen über 40 C iii) bei Betriebshöchsttemperaturen über 400 C iv) bei Umgebungstemperaturen unter 15 C (beliebiger Motor) bzw. bei Umgebungstemperaturen unter 0 C (luftgekühlter Motor); v) bei Kühlflüssigkeitstemperaturen am Einlass eines Produkts unter 5 C oder über 25 C; vi) in explosionsgefährdeten Bereichen im Sinne der Richtlinie 94/9/EG des Europäischen Parlaments und des Rates d) Bremsmotoren 18

19 EC Verordnung Nr 640/2009 für Elektrische Motoren Indirekt betroffene Produkte Pumpen Grundfos Pumpentype Umwälzpumpen keine Mehrstufig CR, MTR, MTS, SPK Einstufig NB, NBG, NK, NKG, TP, TPD, HS5, NBF, NKF und HSEF Abwasser keine Systems & Controls Druckerhöhungsanlagen (DEA) FBP Euro-HYGIA Adapta, Euro-HYGIA CN, F&B-HYGIA, Contra Adapta, Contra CN, HYGIANA Adapta HYGIANA CN, MAXANA Adapta, MAXANA L, MAXANA CN, MAXA Adapta, MAXA L, MAXA CN, durietta 0, SIPLA Adapta, SIPLA CN Dosing DMH (Typen 255, 257), DMX 227, ( with 0.75 kw) Nur intern EC Verordnung Nr. 640/2009 für Elektrische Motoren Nicht betroffene Produkte Pumpen Umwälzpumpen Mehrstufige Einstufige Abwasser Systems & Controls FBP Dosing Grundfos Pumpentype Comfort und UP 20-xx N CM, CH, CHI, CHV, MTH, JP, SQ, SP keine AFG, AMD, AMG, Conlift, DP, DPK, DW, DWK, EF, KPL, KWM, Multilift, Pomona, S, SE, SEG, SL, Sololift +, SRP, ST, Unilift AP, Unilift AP-B, Unilift CC, Unilift KP MQ (nicht betroffen, da Motor integriert) Euro-HYGIA Bloc, Contra Bloc, HYGIANA Bloc, MAXANA Bloc, durietta I Bloc, SIPLA Bloc, NOVAlobe DMI, DDI, DMS, DME, DMB (integrierte Motoren) Nur intern 19

20 Optimierung von Pumpenanlagen (Pump Audit) Warum? 2/3 aller Pumpen verbrauchen bis zu 60% zu viel Energie, weil: Pumpe ist größer als erforderlich Pumpe läuft mit fester Drehzahl bei variablen Fördermengen Antriebsmotor ist ineffizient Pumpe ist verschlissen Installation ist ungünstig Optimierung von Pumpenanlagen (Pump Audit) Wie? Bestandsaufnahme des bestehenden Pumpensystems Es werden Sensoren, Messgeräte und Datenlogger in der Anlage installiert um genaue Aussagen treffen zu können Es werden Fördermengen und Energieverbrauch des bestehenden Systems gemessen Es wird ermittelt, ob es günstiger ist zu energieeffizienteren Pumpen zu wechseln Es optimiert die Investitionskosten durch die Darstellung der Amortisationszeiten im Vergleich zur momentanen Situation 20

21 Referenzen CARLSBERG KRAFT FOODS. Neue Torgauer Brauhaus GmbH Produktion von Bier und Softdrinks Ausstoß ca hl/jahr 40 Mitarbeiter 21

22 Neue Torgauer Brauhaus GmbH Systematische Aufnahme der 68 installierten Pumpen in der Produktion. Produktpumpen und Sekundärpumpen. Neue Torgauer Brauhaus GmbH Festlegung der näher zu untersuchenden Systeme. Kühlturmpumpe Kesselwasserspeisung Brunnenpumpe p Filterpumpe Betriebswasser Betriebswasser kalt Messung von Fördermengen und Energieverbrauch. Auswertung und Ermittlung von Einsparpotential und Investition. 22

23 Neue Torgauer Brauhaus GmbH Ergebnis Zahlen, die für sich sprechen: Neue Torgauer Brauhaus GmbH Ergebnis Zahlen, die für sich sprechen: 23

24 Bayer Schering Pharma AG Initialberatung Kernelemente - Detailberatung: Reduzierung der Druckverluste Neue Rückschlagklappen <> geringere Druckverluste > Pumpenleistung > 100m3/h Zusammenschluss der Rückkühlwerke Pumpen variabel in Steuerung integriert Optimierung Pumpensysteme Intelligente Schaltung der Pumpen mit Frequenzumrichter- Technologie Mehrere Pumpen arbeiten mit einem Frequenzumrichter Energieoptimierte Ansteuerung der Pumpen mit Proportionalsteuerung Bayer Schering Pharma AG Realisierungsbausteine der Energieeffizienzmaßnahmen Einbau neuer Rückschlagklappen mit geringerem Druckverlust nach den Pumpen in den Kühltürmen (B201/C205) Realisierung einer Kaskadensteuerung (SPS): Das Konzept der Pumpensteuerung wurde kurzfristig realisiert. Die Pumpensteuerung wird von Bayer Schering Pharma AG in Eigenregie angepasst und realisiert. Realisierung eines zusätzlichen Energieeinsparpotenzials durch die Umsetzung des Pumpenkonzepts mit Frequenzumrichten und einer standardisierten Proportionalsteuerung. 24

25 Bayer Schering Pharma AG In der Vergangenheit haben sich die Energieeffizienzanalysen zumeist mit Pumpen, sprich der Pumpenhydraulik, beschäftigt. Das Projekt zeigt Energieeffizienzpotential, das in Steuerungen der Regelung sowie der Verknüpfung von System steckt. Energieeffizienz von Pumpensystemen Drei entscheidende Kriterien: Wirkungsgrad von Pumpe und Motor Auslegung von Pumpe und Motor Betriebsweise im hydraulischen System 25

26 ErP Richtlinie über das Lot Umwälzpumpen Direkt betroffene Produkte Small UPS EEI <= EEI <= 0.23 MediumUPS Large UPS ALPHA2 / 2L ErP Ready Small MAGNA Large MAGNA ErP Ready ErP Ready Klassifizierung von Naßläuferpumpen und Pumpenmotoren Energieeffizienz-Index ( A-Label ) und Energieeffizienz-Klasse ( IEC ) Naßläufer Trockenläufer 26

27 Geltungsbereich für Nassläuferumwälzpumpen EU-Richtlinie VERORDNUNG (EG) Nr. 641/2009 vom 22. Juli 2009 Ab 1. Januar 2013 darf der nach Anhang II Nummer 2 errechnete Energieeffizienzindex (EEI) von externen Nassläufer-Umwälzpumpen, äl ausgenommen externe Nassläufer- Umwälzpumpen, die speziell für Primärkreisläufe von thermischen Solaranlagen und von Wärmepumpen ausgelegt sind, einen Wert von 0,27 nicht überschreiten. Ab 1. August 2015 darf der nach Anhang II Nummer 2 errechnete Energieeffizienzindex (EEI) von externen Nassläufer-Umwälzpumpen und in Produkte integrierten Nassläufer- Umwälzpumpen einen Wert von 0,23 nicht überschreiten. Diese Verordnung gilt nicht für Trinkwasserumwälzpumpen, ausgenommen die Informationsanforderungen von Anhang I Nummer 2, Punkt 4 : Ab 1. Januar 2013 muss auf der Verpackung sowie in der zugehörigen technischen Dokumentation von Trinkwasserumwälzpumpen folgender Hinweis erfolgen: Diese Umwälzpumpe ist nur für Trinkwasser geeignet. OEM Erstausrüstergeschäft Integrierte Pumpen in jeglichen Wärmeerzeugern haben kein Energielabel! Integrierte Pumpen werden erst zum in der Ecodesign Direktive erfasst 27

28 Produkte im Ein- und Zweifamilienhaus Grundfos ALPHA2 Keine Einstellung nötig mit AUTOADAPT Display zeigt die Leistungsaufnahme an Einfache Installation durch ALPHA-Stecker 2 C bis 110 C Energieeffizienzklasse A Projektgeschäft in der Gebäudetechnik Grundfos MAGNA Keine Einstellung nötig mit AUTOADAPT BUS-Kommunikation 2 C bis 110 C Energieeffizienzklasse A 28

29 Energieklassifizierung Klasse Energy Efficiency Index (EEI) A EEI<0.40 B 0.40 EEI < 0.60 C 0.60 EEI < 0.80 D 0.80 EEI < 1.00 E 1.00 EEI < 1.20 F 1.20 EEI < 1.40 G 1.40 EEI Temperaturschwankungen über das Jahr 29

30 Belastungsprofil einer Heizungsanlage* Zeitanteil 45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% 44% 35% 15% 6% 25% 50% 75% 100% Förderstrom Q/Q100% *Belastungsprofil nach Blauer Engel Berechnung des Energie Effizienz Index P EEI P mit : P P P ref mit mit ref 2,2121 P 0,06 P 100% 1 e 0,15 P 0,39 P hyd,max : mittlere elektrische Leistung hyd,max :max. hyd,max 75% 0,35 P P hydraulische Leistung ref 50% 0,44 P 25% der Pumpe Nennpunkt 30

31 Energieklassifizierung Klasse Energy Efficiency Index (EEI) A EEI<0.40 B 0.40 EEI < 0.60 C 0.60 EEI < 0.80 D 0.80 EEI < 1.00 E 1.00 EEI < 1.20 F 1.20 EEI < 1.40 G 1.40 EEI Am tritt die ErP-Direktive in Kraft* *EU-Durchführungsverordnung 641 vom Die Erfüllung der ErP Richtlinie ist die Voraussetzung das CE-Kennzeichen führen zu dürfen. 31

32 Was bedeutet das für Sie? Der Verkauf und Einbau von Pumpen, die die ErP-Richtlinie nicht erfüllen, ist nicht mehr erlaubt. Das Energielabel wird ab 2013 nicht mehr fortgeführt. Die Messlatte für Best in Class liegt 2013 bei EEI 0.20 Was bedeutet das für uns Hersteller? Ab dem EEI 0.27 Messlatte für Best in Class liegt bei EEI Ab dem EEI 0.23 Messlatte für Best in Class bleibt bei EEI 0.20.* OEM wird berücksichtigt *könnte sich bei einer Neuauflage der ErP Direktive 2017 ändern 32

33 2013 wird ihnen die Entscheidung abgenommen. In der EU entscheiden sich zur Zeit lediglich 3 von 10 Installateure für eine A-gelabelte Pumpen 2013 wird ihnen die Entscheidung abgenommen. In Deutschland müssen wir noch bis von 10 Installateure überzeugen. 33

34 Wer A sagt, muss auch B sagen! ALPHA UPS ErP wird ein Teil des CE Zeichens Alle Produkte, die innerhalb der EU vertrieben werden, benötigen eine Konformitätserklärung, dass diese die ErP Richtlinie erfüllen. Besonders die internationale Klassifikation des Energieeffizienz-Index (EEI) 34

35 Und was das Jahr 2011 und die ErP Direktive betrifft sind wir nicht bereit sondern weit voraus. Wir sind bereit die Herausforderungen der Zukunft anzugehen. Unsere A-gelabelten Umwälzpumpen und Hocheffizienzmotore erfüllen die Anforderungen früher als notwendig." - Carsten Bjerg, CEO Danke für Ihre Aufmerksamkeit Bitte, gehen Sie voran, denn nur wer voran geht, hinterlässt Spuren. 35

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