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Erneuerbare Energien
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Angebot und Nachfrage
Im Stromnetz müssen Erzeugung und Verbrauch innerhalb von Sekunden ausgeglichen werden. Deshalb soll mit dem Ausbau von fluktuierendem Sonnen- und Windstrom auch die Nachfrage flexibler werden. Freudenberg Sealing Technologies praktiziert dies im Werk Oberwihl schon heute.
Rasch wechseln die roten Ziffern. Kritisch blickt Günter Kaiser auf die Digitalanzeige. Der Wert schwankt zwischen 1.500 und 1.700 Kilowatt. „Damit sind wir auf der sicheren Seite“, sagt der Betriebstechniker erleichtert. Es sind nur vier Zahlen, mit denen er die Stromversorgung für das Werk Oberwihl von Freudenberg Sealing Technologies steuert. Der Hintergrund: Normalerweise schwankt der Stromverbrauch in einem Produktionswerk stark, je nachdem welche Maschinen gerade in Betrieb sind. Wenn der Verbrauch plötzlich stark ansteigt, muss der Energieversorger kurzfristig zusätzlichen Strom produzieren, denn im Netz müssen Angebot und Nachfrage immer im Gleichgewicht bleiben.
Strom jedoch ist deutlich billiger, wenn er langfristig eingekauft werden kann. Vor diesem Hintergrund schloss Freudenberg Sealing Technologies vor Jahren einen Pakt mit dem örtlichen Stromversorger: Das Werk verpflichtete sich, durchschnittlich pro Viertelstunde nicht mehr als 1.850 Kilowatt elektrische Leistung in Anspruch zu nehmen und erhielt im Gegenzug einen Rabatt auf den Strompreis. „In den letzten zwei Jahren haben wir die Grenze nicht ein einziges Mal überschritten“, berichtet Roland Damrath, der in Oberwihl für das Energiemanagement verantwortlich ist. „Und das, obwohl das Werk ausgebaut und die Produktionsmengen deutlich gesteigert wurden.“
120 intelligente Stromzähler liefern aktuelle Verbrauchsdaten
2017 verließen rund 830 Millionen O-Ringdichtungen die im südlichen Schwarzwald gelegene Fabrik. Sie verrichten ihren Dienst in elektrischen Zahnbürsten genauso wie in Luxusuhren, die den Gegenwert eines Kleinwagens erreichen. Im Jahr 2014 waren es noch 636 Millionen O-Ringe, für deren Produktion rund 20 Prozent mehr Strom verbraucht wurde. Das Geheimnis hinter der deutlich gestiegenen Energieproduktivität verbirgt sich hinter dem Schaltschrank, auf dem die vier roten Ziffern leuchten. Denn hier laufen die Informationen über alle Stromverbraucher im Werk zusammen.
Energiemonitoring nennen Fachleute ein solches System. 120 intelligente Stromzähler, die in den einzelnen Fertigungsabschnitten montiert sind, liefern im 15-Sekunden-Takt Daten zum aktuellen Verbrauch. Mithilfe eines Computerprogramms kann Günter Kaiser genau analysieren, wann, wo und wie viel Strom verbraucht wird. Wie ein Kardiologe die Kurve eines EKG sorgfältig analysiert, so schaut Kaiser zweimal pro Woche auf die Verläufe des Stromverbrauchs. „Ausreißern – etwa aufgrund von Defekten – kommt man auf diese Weise schnell auf die Spur“, erläutert der Elektromeister. Eingerichtet wurde das Energiemonitoring Zug um Zug nach einem grundlegenden Umbau des Werks, in dessen Rahmen 1.000 Quadratmeter neue Fertigungsfläche geschaffen wurden.
„Das war fast ein Neubau“, erinnert sich Business Unit-Manager Angelo Acerboni. „Wir haben dabei ohnehin fast die komplette Elektroinstallation erneuert und so die Voraussetzung für ein besseres Energiemanagement geschaffen.“ Bei der Einrichtung des Monitoringsystems bediente man sich der Erfahrungen, die zuvor im Freudenberg-Werk Öhringen gesammelt wurden. Doch Kaiser und seine Kollegen belassen es nicht dabei, den Stromverbrauch zu beobachten und zu senken, sondern sie steuern ihn aktiv. Um die teuren Lastspitzen zu vermeiden, prognostiziert eine Spezialsoftware die durchschnittliche Leistung für das laufende 15-Minuten-Intervall. Droht eine Überschreitung des Grenzwerts, dann werden einzelne Anlagen vollautomatisch in die Pause geschickt – und zwar so, dass die laufende Produktion nicht beeinträchtigt wird.
Möglich ist das beispielsweise bei Elektroöfen, die für das Anwärmen später benötigter Werkzeuge verwendet werden. Rund 25 Anlagen haben die Oberwihler identifiziert, über die die Leistungsabnahme gesteuert werden kann. „Demand Side Management“ heißt ein solches Vorgehen bei Energieexperten. Es gilt als Schlüsseltechnologie, um in einem auf schwankendem Angebot von Sonnen- und Windstrom basierenden Energiesystem die Versorgung sicherzustellen. „Ich bin stolz darauf, dass wir heute bereits Erfahrungen damit sammeln“, sagt Kaiser.
Ein kleines Loch, das niemand bemerkt, kann bis zu 8.000 Euro im Jahr kosten.
Günter Kaiser, Betriebstechniker im Werk Oberwihl von Freudenberg Sealing Technologies
Kleine Schritte, große Wirkung
Doch das konsequente Energiemanagement in Oberwihl bezieht sich nicht nur auf den Umgang mit Strom. Auch alle mit Kälte und Wärme arbeitenden Prozesse wurden in den vergangenen Jahren durchleuchtet. Manchmal war es ganz einfach, zu deutlichen Einsparungen zu kommen. Etwa als Acerboni feststellte, dass die Kälteaggregate in einer Halle im Sommer immer auf Maximalleistung arbeiteten – und trotzdem die Temperatur aufgrund der Abwärme aus der Produktion nie den eingestellten Wert von 18 Grad erreichte. Seit die Zieltemperatur auf realistische 23 Grad erhöht wurde, spart das Unternehmen 50.000 Euro Stromkosten pro Jahr.
Trotzdem ist es in der Produktion deutlich kühler als vor dem Umbau. Denn die an den Spritzgussmaschinen entstehende Abwärme wird mit der Luft abgesaugt und teilweise über Wärmetauscher für andere Prozesse genutzt. Durch intelligentes Wärmemanagement konnte der Heizölverbrauch im Werk saisonabhängig um bis zu zwei Drittel reduziert werden. Auch der Druckluftversorgung gilt große Aufmerksamkeit. Die Steuerung der energieverschlingenden Kompressoren erfolgt mittlerweile bedarfsgerecht. Anders als früher läuft nur noch ein einziger Kompressor auf Volllast. Ein zweiter Verdichter arbeitet hingegen variabel und sorgt dafür, dass die Erzeugung dem tatsächlichen Verbrauch entspricht. Die Steuerung dafür hat Kaiser selbst programmiert und die elektrische Schaltung mithilfe von Auszubildenden aufgebaut. Auf dem Weg zum Verbraucher legt die verdichtete Luft im Werk lange Wege zurück. Die Leitungen werden im Wochenrhythmus kontrolliert. Denn jedes Leck, über das Druckluft entweichen kann, führt zu Mehrarbeit der Kompressoren – und damit höherem Stromverbrauch. „Ein kleines Loch, das niemand bemerkt, kann bis zu 8.000 Euro im Jahr kosten“, erläutert Kaiser.
Doch es sind nicht primär die eingesparten Kosten, die den Elektrofachmann treiben. „Jede Form der Stromproduktion ist mit Umweltbelastungen verbunden, die wir minimieren müssen“, so Kaiser. In seinem privaten Drei-Familien-Haus hat er längst ein mit besonders gutem Wirkungsgrad arbeitendes Mini-Blockheizkraftwerk installiert. Den überschüssigen Strom speist das Kleinkraftwerk bislang in das Stromnetz ein. Künftig will Kaiser damit ein bereits bestelltes Hybridfahrzeug laden – Demand Side Management geht auch zu Hause.
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