Anlagenbau & Prozesstechnik

Achema-Trend Teil 2: Effiziente Druckluft-Komponenten allein ergeben noch kein optimales Gesamtsystem

24.04.2012 -

CITplus - Gerade weil Druckluft so sicher und einfach in der Handhabung ist, sind für viele Betreiber die dabei entstehenden ­Kosten nachgeordnet. Dieser Trendbericht zur Achema zeigt, wo noch gespart werden kann.

Druckluft wird in der Industrie wie Strom aus der Steckdose verwendet - und ist deshalb als Energieträger in vielen Produktionsprozessen hoch geschätzt. Allein in Deutschland sind etwa 62.000 Druckluftanlagen installiert. Gerade weil Druckluft so sicher und einfach in der Handhabung ist, sind für viele Betreiber die dabei entstehenden Kosten nachgeordnet.
So löst sich durch Leckagen zum Teil viel Geld buchstäblich in Luft auf; Verlustraten von 15 % sind eher die Regel als die Ausnahme, manchmal erreichen sie sogar bis zu 70 %. Inzwischen bieten alle namhaften Hersteller Druckluft-Audits an. Damit werden Leckagen identifiziert, falsch dimensionierte Leitungen erkannt oder eine nicht bedarfsgerechte Erzeugung ermittelt.

Bedarfsprofil mit Schwankungen
Höchstmögliche Energieeffizienz jeder einzelnen Druckluft-Komponente ist zwar eine notwendige, aber noch keineswegs hinreichende Voraussetzung für ein optimales Gesamtsystem. Mit Ausnahme von kontinuierlich ablaufenden Prozessen der Verfahrenstechnik weist das per Analyse gewonnene Bedarfsprofil üblicherweise Schwankungen auf. Dann kann es sinnvoll sein, mit drehzahlgeregelten Kompressoren zu arbeiten. Bei größeren Anlagen empfiehlt sich zudem der Einsatz einer übergeordneten Steuerung. Der Vorteil: Mehrere Kompressoren lassen sich in einer Station aufeinander abgestimmt betreiben. Dann kann zum Beispiel durch Lastverteilung (Splitting) auf mehrere Kompressoren unterschiedlicher Größe das Lastverhalten wirtschaftlicher gestaltet werden.
Eine zentrale Druckluftstation bietet dem Betreiber Vorteile, sofern nicht extrem lange Leitungen für eine dezentrale Versorgung sprechen. Lassen sich Kompressoren bündeln, vereinfacht das nicht nur Service und Wartung. Da bei der Verdichtung vor allem Wärme entsteht, kann ein System zur Wärmerückgewinnung die Energiekosten weiter senken. Es lassen sich bis zu 96 % der dem Kompressor zugeführten Energie als Abwärme ein zweites Mal nutzen (z. B. für Heizzwecke).

Druckluft-Contracting gewinnt an Fahrt
Immer mehr Unternehmen nutzen die Möglichkeit, Druckluft mit einer neuen und energieeffizienten Anlage zu erzeugen, ohne Investitionsmittel zu binden - Stichwort Contracting. Bevor das Druckluft-Contracting-Modell gemeinsam mit dem Kunden erarbeitet werden kann, ist das Druckluftprofil zu ermitteln: Also Druckluftverbrauch maximal, durchschnittlich und minimal. Wichtig ist auch das dynamische Verbrauchsverhalten, also: wie groß sind die Verbrauchsänderungen bezogen auf Volumenstrom und Druck innerhalb einer Minute, Stunde oder eines Tages? Welche Druckluftqualität wird benötigt? Und: Arbeitet der Kunde im Einschicht- oder Mehrschicht-Betrieb?
Kurz: Wer sich dafür entscheidet, statt eines Kompressors lediglich die Druckluft zu kaufen, verbessert die Kostentransparenz. Exakte Messverfahren garantieren, dass nur die Druckluftmenge berechnet wird, die tatsächlich dem Netz entnommen wurde. Neben der Kostentransparenz ist das kontinuierliche Optimieren der Druckluftkosten ein Hauptvorteil des Contracting-Systems.

Leckagen identifizieren
Dass Druckluft ein teurer Energieträger ist und Leckagen unbedingt zu vermeiden sind - die ‚verlorene‘ Druckluft muss schließlich mit Hilfe energieintensiver Kompressoren kontinuierlich neu erzeugt werden -, ist bekannt und wird dennoch in der Praxis nicht immer ausreichend berücksichtigt.
Die oft stark verzweigten, kilometerlangen Druckluftleitungen können aus den unterschiedlichsten Gründen Leckagen aufweisen. Man kann sie beispielsweise durch den Einsatz hochsensibler, thermischer Durchflusssensoren (Messbereichsdynamik bis 1:1.000) identifizieren. Der Strombedarf für Druckluft eines Batterieherstellers konnte auf diese Weise um 563 MWh/a gesenkt werden. Dies entspricht einer Einsparung von 21 % (ca. 327 t CO2), wie der ZVEI berichtet.

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