8 minAntriebstechnikVeröffentlicht am 22. März 2022

Nachhaltige Industrie: Elektrischen Energieverbrauch senken.

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Umweltbelastungen reduzieren und gleichzeitig wachsen muss kein Gegensatz sein. Als Technologieunternehmen setzt sich ABB für eine produktivere und nachhaltigere Zukunft ein. Wir liefern Lösungen, mit denen Betreiber von Produktionsanlagen und Infrastruktur ihre Nachhaltigkeitsziele erreichen. Wir zeigen Ihnen, wie das geht: mit Produkten und Services, die Ihren Energieverbrauch reduzieren, das Energiemanagement optimieren und zudem auch ökonomisch nachhaltig wirken.

70% des Stromverbrauchs der Industrie fallen auf elektrische Antriebe

Wer Elektromotoren herstellt oder betreibt, steht in der Verantwortung. Denn fast die Hälfte des gesamten Stromverbrauchs entfällt in Deutschland auf die Industrie – und 70 Prozent des industriellen Verbrauchs entsteht durch elektrische Antriebe. Grund genug, umzudenken: „Immer stärker, immer schneller“ ist keine Antwort mehr auf die Herausforderungen, die die Gesellschaft heute lösen muss. Was zählt, ist: „Immer smarter, immer effizienter“.

Nur 5 Prozent der etwa 8 Milliarden Elektromotoren in Europa laufen in Fabrikhallen und industriell genutzten Umgebungen. Aufgrund ihrer Dauereinsätze und der hohen Leistungen verbrauchen die 420 Millionen elektrischen Antriebe von gewerblichen Aufzügen, Pumpen und Kompressoren, Robotern oder Förderbändern in industriellen Anlagen jedoch ungefähr genauso viel Energie wie die Milliarden von Elektromotoren in privat genutzten Pkw und Fahrrädern, Waschmaschinen, Küchengeräten oder Rasenmähern.

Der Erwartungsdruck auf die Industrie steigt

Um den Verbrauch zu reduzieren, muss die Industrie ihre Leistung nicht senken. Untersuchungen zeigen, dass der weltweite Strombedarf sich allein durch den Austausch der bestehenden Systeme durch optimierte, hocheffiziente Anlagen um bis zu 10 Prozent senken ließe. Denn im Anlagenbestand laufen immer noch zahlreiche Elektromotoren, deren Verbrauch längst nicht mehr den heutigen technischen Möglichkeiten entspricht.

Höchste Zeit, zu handeln, finden nicht nur Umwelt- und Klimaschützer, sondern auch die Europäische Union: Die seit Juli 2021 geltende neue Ökodesign-Verordnung betrifft Elektromotoren und Frequenzumrichter und gibt strengere Anforderungen an die Energieeffizienz vor. Im Juli 2023 werden diese noch einmal erhöht. Das Ziel: Bis 2030 können durch die neuen Vorgaben 100 Millionen Tonnen CO2 jährlich eingespart werden, berechnet die EU-Kommission.

Ökodesign-Anforderungen für elektrische Motoren und Antriebe

Weniger Verbrauch durch Regelung und hohe Effizienz

Um Umweltentlastungen von solchem Ausmaß zu erreichen, ist Spitzentechnologie nötig. Dabei stehen zwei maßgebliche Hebel zur Verfügung, um bei gleicher oder sogar höherer Leistung den Energieverbrauch elektrischer Antriebe zu reduzieren: höhere Effizienz und Drehzahlregelung.

Was heißt Energieeffizienz bei Elektromotoren?

Die Effizienz gibt Aufschluss darüber, wie viel Bewegungsenergie ein Motor mit der zur Verfügung stehenden elektrischen Energie erzeugen kann und wie viel Verluste in Form von Wärme entstehen. Moderne Elektromotoren nach IE4- und IE5-Standard setzen über 95 Prozent der elektrischen Energie in Bewegungsenergie um. Zum Vergleich: Verbrennungsmotoren in Pkw haben einen effektiven Wirkungsgrad von nur etwa 40 Prozent.

Frequenzumrichter einfach erklärt

Ein Elektromotor, der ungeregelt, also direkt ans Stromnetz angeschlossen wird, wandelt sämtliche ihm zur Verfügung stehende elektrische Energie in Bewegungsenergie um. Drehzahlregelung per Frequenzumrichter bedeutet hingegen, dass der Motor nicht konstant mit der für seinen Einsatz maximal nötigen Leistung betrieben wird, sondern die Leistung an den jeweils erforderlichen Bedarf angepasst wird.

Die passenden Lösungen liefert ABB: Vom einzelnen Produkt bis zur komplexen Überwachung ganzer Anlagen bieten wir Ihnen Möglichkeiten, Prozesse zu optimieren und Energieverbräuche zu reduzieren. Der einfachste Weg dazu besteht im Retrofit – also dem Ersetzen von alten, nicht mehr dem Stand der Technik entsprechenden Elektromotoren durch energieeffiziente Motoren und Antriebstechnik.

Moderne SynRM-Motoren von ABB entsprechen der höchsten Energieeffizienzklassifizierung IE5 und können den Energieverbrauch im Prozess um bis zu 25 Prozent reduzieren. Der Anlagenbetrieb wird so nachhaltiger aufgestellt als je zuvor. Dass gesteigerte Effizienz nicht zulasten des Rohstoffbedarfs gehen muss, beweisen wir mit dem Verzicht auf Magnete und Seltene Erden beim Bau unserer SynRM-Motoren. Außer mit reduziertem Energieverbrauch und optimierter Materialeffizienz punkten die Motoren während des Betriebs zudem mit niedrigen Geräuschemissionen – das kommt auch den Mitarbeitenden in der Anlage zugute.

Energieeffizienz und Klimaschutz in der Kläranlage – mit IE5-Antrieben von ABB

Magnetloser Motor und Frequenzumrichter: Dreamteam für die Energieeffizienz

Selbst der effizienteste Motor lässt Optimierungspotenzial ungenutzt, wenn er kontinuierlich läuft – also auch dann, wenn seine Leistung gerade gar nicht benötigt wird. Besonders Prozesse mit diskontinuierlichen Abläufen und variablen Durchsätzen profitieren von Frequenzumrichtern: Die Motorregelung optimiert die Produktionsprozesse und passt den Energieaufwand an den jeweiligen Bedarf an.

Die perfekte Kombination: Synchronreluktanzmotor und Frequenzumrichter

Mit jahrzehntelangem Know-how aus zahlreichen Prozessen in Industrie und Infrastruktur optimieren wir nicht nur Ihren Energieverbrauch. Der kombinierte Einsatz hocheffizienter Antriebe und bedarfsgerechter Frequenzumrichter bietet darüber hinaus weitere Potenziale:

  • Produktivität erhöhen: Mehr Leistung, geringe Investitionskosten – wenn Drehzahl und Drehmoment an den Bedarf angepasst werden, wächst die Produktivität.
  • Verfügbarkeit steigern: Stillstandzeiten kosten Geld. Steuergeräte, die die Leistung perfekt an den Bedarf anpassen, schonen das Equipment und erhöhen die Standzeiten.
  • Betriebskosten senken: Die Betriebszeit macht den Löwenanteil der Gesamtlebenszykluskosten aus. Motorregelung senkt die Kosten im Betrieb durch geringeren Energie- und Rohstoffaufwand.
  • Wartungskosten reduzieren: Komponenten von ABB ermöglichen die vorausschauende Instandhaltung. Das vermeidet ungeplante Stillstände und verschlankt die Kosten für die Wartung.

 

Supersurvey

Unnötige Reserven vermeiden – für ein Maximum an Effizienz

Eine Anlage kann nur so gut sein wie das Team, das sie geplant hat – die besten und effizientesten Komponenten nützen nichts, wenn sie nicht zum Bedarf passen. Um sicherzustellen, dass Motoren, Frequenzumrichter und weiteres Equipment genau zu Ihren Wünschen und den Anforderungen im Betrieb passen, bieten wir umfangreiche Software-Tools an: von Planung und Engineering über Integration und Programmierung bis hin zur Inbetriebnahme und Wartung.

Planst du, deine Anlage mit moderner, effizienter Technik auszurüsten, und willst du schon vor der Modernisierung Ergebnisse sehen? Wir zeigen sie dir! Der EnergySave-Rechner von ABB bietet Informationen über mögliche Einsparungen bei Energieverbrauch und Kosten, Leistungsoptimierungen und zusätzlich erreichbare Potenziale.

Energieeffizienz in Gebäuden

Nicht nur die Industrie trägt Verantwortung für den globalen CO2-Ausstoß. Über 30 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs gehen auf Gebäude zurück. Ein Grund: ineffiziente Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HLK). ABB unterstützt Immobilienbetreiber darin, Komfort, Effizienz und Sicherheit in Einklang zu bringen: mit energieeffizienten HLK-Anlagen, die sich nahtlos ins Gebäudemanagement integrieren lassen – von der Überwachung über die Heizung und Belüftung bis hin zur präzisen Raumregelung.

Noch mehr erreichen: Mit Digitalisierung und Vernetzung

Optimierte Hardware kann den Energieverbrauch erheblich reduzieren. Doch die Digitalisierung hat mindestens ebenso großes Potenzial, die Verteilung, den Verbrauch und die Nutzung von elektrischer Energie nachhaltig zu verändern: Auf bis zu 58 Prozent schätzen aktuelle Untersuchungen etwa den Beitrag, den digitale Technologien zum deutschen Klimaziel 2030 beitragen können.

Als Lösungsanbieter entlang der gesamten Wertschöpfungskette bietet ABB Ihnen smarte, digitale Tools, die durch vernetzten Informationsfluss Informationen über den Prozess sammeln, auswerten und standortunabhängig verfügbar machen. Von chemischen Anlagen über Bergwerke bis hin zu Gewerbeimmobilien können Betreiber so von den Chancen der Digitalisierung profitieren.

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ABB Ability Condition Monitoring für den Antriebsstrang ist ein weiterer Schritt zur Digitalisierung der Interaktion zwischen ABB und den Kunden.

Sönke Kock – Division R&D Manager und Head of Development IoT, ABB Motion

Smarte Sensorik mit Cloud-Konnektivität

Der ABB Ability Smart Sensor verbindet Motoren mit der Cloud: Die Lösung zur Zustandsüberwachung prüft kontinuierlich wesentliche Betriebsparameter von Niederspannungsmotoren. Der kompakte Sensor wird – auch im Retrofit – unkompliziert installiert und bietet Ihnen die Möglichkeit, den Zustand Ihrer Motoren von überall zu überwachen. Ein einfaches Ampelsystem gibt Empfehlungen, wenn der Motor bei der nächsten Gelegenheit gewartet werden sollte oder wenn ein schwerwiegendes Problem schnellstmöglich behoben werden muss.

Remote Condition Monitoring

Auch Frequenzumrichter lassen sich mit Lösungen von ABB mobil überwachen: etwa mit ABB Ability NETA-21 oder dem ABB Drive Connectivity Panel. Mit Hilfe von NarrowBand IoT lassen sich hierbei die Geräte aus verschiedensten industriellen Umgebungen digitalisieren und an die Cloud anbinden. Die verfügbaren Daten werden leicht lesbar aufbereitet und sorgen für eine verbesserte Instandhaltung – natürlich unter Berücksichtigung entsprechender Datensicherheit und Cybersecurity.

Theorie und Praxis: Umfangreiche Leistungen für Ihren Erfolg

Nachhaltige, energieeffiziente Technologie kostet Geld – müssen Betreiber also mit hohen Kosten rechnen, um die Erwartungen zu erfüllen, die Politik und Gesellschaft an sie stellen? Im Gegenteil: Energiesparende Lösungen helfen, Investitionen schnell auszugleichen und langfristig sogar Geld zu sparen.

Mit unseren branchenspezifischen Angeboten unterstützen wir Betreiber im Streben nach ökologischer und ökonomischer Effizienz. Wir identifizieren Einsparmöglichkeiten, reduzieren den Energieverbrauch und senken Ihre Gesamtkosten. Ob neue Anlage oder Retrofit: Gemeinsam finden wir eine Lösung, die zu Ihren Anforderungen passt.