ENERGIEEFFIZIENZ & NACHHALTIGKEIT




 Durch ganzheitlichen Ansatz 

Energieeffiziente Erzeugung von Prozessluft

Die Erzeugung von Prozessluft verbraucht jede Menge Energie, doch ohne sie stehen viele Industrien still. Vor dem Hintergrund der aktuellen Preisentwicklung und des voranschreitenden Klimawandels wird Energieeffizienz immer mehr zum entscheidenden Zukunfts- und Wettbewerbsfaktor. Der Kompressorspezialist Aerzen verfolgt dabei einen ganzheitlichen Ansatz, der die komplette Kundenanwendung mit einbezieht, und realisiert so die größten Energieeinsparungen am Markt. Das zahlt sich vor allem in Branchen mit einem sehr hohen Prozessluftbedarf schnell aus.

Druckluft ist – physikalisch bedingt – die mit Abstand teuerste Energieform. Zwar steht Luft gratis zur Verfügung, die Kosten für die benötigte elektrische Energie zur Verdichtung schlagen allerdings kräftig zu Buche. Viele Industrieprozesse sind jedoch auf eine zuverlässige Versorgung mit Prozessluft angewiesen – sei es zum Transportieren, Belüften, Kühlen, Mischen, Trocknen oder Verpacken. Einen besonders hohen Bedarf an Prozessluft haben beispielsweise die pneumatische Förderung (Transport von Lebensmitteln, Zement, Kunststoffgranulaten, Asche etcetera), die Abwasseraufbereitung (Belüftung von Belebungsbecken), die Chemieindustrie (Wasserstoff als Energieträger), die Kunststoff- und Glasindustrie sowie maritime Anwendungen wie ALS (Air lubrication system), Anti-Heeling und Eisfreihaltung (Duck Walk).

Angesichts steigender Energiekosten, strengerer Umweltauflagen, knapper werdender Ressourcen, begrenzter CO2-Emissionen und einem zunehmenden Preisdruck kommen Anlagenbetreiber nicht umhin, ihre Prozesse zu optimieren und Ressourcen sparsamer und effizienter zu nutzen. Mit seiner holistischen Energieeffizienzstrategie bringt Aerzen Analyse, Engineering, Gerätetechnik, Finanzierung sowie Service in ein ganzheitliches System und ermöglicht so Energieeinsparungen von 20 bis 30 Prozent.

Ganzheitliche Herangehensweise für maximale Energieeinsparungen

Seit mehr als 150 Jahren entwickelt das Unternehmen Hochleistungsgebläse und -verdichter für die Industrie. Mithilfe von intelligenten Steuerungen, der Kombination unterschiedlicher Technologien und Baugrößen sowie Möglichkeiten zur Wärmerückgewinnung realisiert Aerzen gleichermaßen wirtschaftliche wie ressourcensparende und umweltschonende Lösungen. „Energieeffizienz bedeutet weit mehr als nur den Einsatz energiesparender Aggregate. Um das volle Potenzial zu heben, muss der gesamte Prozess beim Kunden betrachtet werden. Das schließt neben der eigentlichen Prozessluftanwendung auch die Gestaltung des Aufstellraums, Konzepte zur Wärmerückgewinnung sowie nachhaltige Service- und Wartungsstrategien mit ein“, erläutert Stephan Brand, Director Marketing, und ergänzt: „Die Eruierung passender Fördermöglichkeiten für Energiekonzepte ist für uns ebenso selbstverständlich.“

 

Effizienzsünden vermeiden

Ohne eine ganzheitliche Betrachtung lassen sich zahlreiche Möglichkeiten der energetischen Optimierung nicht ausschöpfen und Kostenpotenziale bleiben auf der Strecke. Zu den größten Effizienzsünden gehören überdimensionierte Aggregate, zugesetzte Filter, zu warme Ansaugluft, eine fehlende übergeordnete Steuerung, nicht abgestimmte Servicekonzepte, falsche Rohrquerschnitte sowie Maschinen, die nicht im Bestpunkt eingesetzt werden. Auch Zubehör, Frequenzumrichter oder Antriebsmotoren, die nicht auf die Anwendung optimiert sind, stehen einer optimalen Ressourcennutzung im Weg.

Auf den richtigen Technologiemix kommt es an

Der hohe Energieverbrauch bei der Drucklufterzeugung ist naturgegeben und lässt nur bedingt Rückschlüsse auf die Qualität der eingesetzten Kompressoren zu. Da jedoch jede Maschine ihre höchste Effizienz bei unterschiedlichen Anforderungen und Bedingungen entfaltet, ist die Auswahl der genau passenden Gebläsetechnologie sowie eine automatisierte und optimierende Steuerung der drucklufterzeugenden Maschinen von entscheidender Bedeutung. Mit dem nötigen Know-how kann durch den Einsatz der „richtigen“ Gebläse oder Verdichter eine Menge an Energie und CO2-Ausstoß eingespart werden. Der Technologiemix Performance³ von Aerzen setzt hier Maßstäbe.

Das einzigartige Verbundkonzept kombiniert die Stärken der unterschiedlichen Gebläse- und Verdichterlösungen und gilt als eine der effizientesten Technologielösungen zur bedarfsgerechten Prozessluftversorgung. So bieten Strömungsmaschinen wie der Aerzen Turbo eine überdurchschnittlich hohe Energieeffizienz im Auslegungspunkt. Verdrängermaschinen wie der Delta Blower (Drehkolbengebläse) und der Delta Hybrid (Schraubengebläse) dagegen zeichnen sich durch einen hohen Regelbereich von 25 bis 100 Prozent sowie eine nahezu gleichbleibende Effizienz auch im Teillastbetrieb aus. Je nach Anlagenkonfiguration und Auslastung werden die Aggregate in Kombination oder als Einzellösung so geschaltet, dass die effizienteste Lösung erzielt wird. Eine übergeordnete Steuerung wie die AERsmart steigert die Performance weiter. AERsmart teilt die geforderte Luftmenge so auf, dass die höchsten Wirkungsgrade der einzelnen Maschinen beziehungsweise der Gesamtkonfiguration genutzt werden. So wird der installierte Maschinenpark ganz nah dem theoretisch höchsten Wirkungsgrad betrieben. Bis zu zwölf Maschinen kann AERsmart auf diese Weise zu höchster Effizienz steuern. Zusätzliche Einsparungen bis zu 15 Prozent sind möglich.

Die Hochleistungsmaschinen stellen absolut öl- und absorptionsmaterialfreie Prozessluft zur Verfügung und stehen für optimale Performance, maximale Energieeffizienz, minimale Life-Cycle-Costs sowie absolute Prozesssicherheit. Neben dem Delta Blower, Delta Hybrid und Aerzen Turbo umfasst das Produktportfolio auch Schraubenverdichter. Durch die nahtlose Überschneidung der Leistungsbereiche innerhalb der Baureihe können die Delta Screw höchst flexibel an applikationsspezifische Anforderungen angepasst werden und gewährleisten einen maximal wirtschaftlichen Betrieb.

Wärmeenergie sinnvoll nutzen

Aus thermodynamischen Gründen fällt bei Druckluftanwendungen Wärme an (elektrische Energie von der Antriebsleistung wird in Wärme umgewandelt). Sie entsteht sowohl im erzeugten Luftstrom als auch unter der Schallhaube durch die Abwärme der Verdichterstufe, des Motors und des Schalldämpfers. Früher blieb sie oft ungenutzt. Doch angesichts des wachsenden Interesses an ökologischer Nachhaltigkeit und betriebswirtschaftlichem Kostenbewusstsein blicken Anlagenbetreiber mit zunehmender Aufmerksamkeit auf die Wärmerückgewinnung. „Mit vergleichsweise geringen Investitionskosten kann die für die Drucklufterzeugung aufgewandte elektrische Energie zu einem großen Teil zurückgewonnen und der Gesamtwirkungsgrad der Drucklufterzeugung erhöht werden“, so Stephan Brand und ergänzt: „Wir stimmen unsere Wärmerückgewinnungslösungen passgenau auf die kundenindividuelle Applikation ab und ermöglichen so gravierende Kosteneinsparungen.“ Basis für die optimale Abwärmenutzung ist die Ermittlung der verfügbaren Wärmemenge. Diese hängt von der nutzbaren Temperaturdifferenz, dem Massen- beziehungsweise Volumenstrom, der zeitlichen Verfügbarkeit sowie der spezifischen Wärmekapazität des Wärmeträgermediums ab.

Reduzierte Kosten dank Maschinenraumbelüftung

Ein wichtiger Effizienzbaustein, der oft vernachlässigt wird, ist der Maschinen- beziehungsweise  Aufstellraum. Ein großer Fehler, denn stimmen die Umgebungsbedingungen hier nicht, müssen die Gebläse und Verdichter mehr leisten beziehungsweise länger laufen, um die geforderte Leistung zu erzielen. In Folge steigt der Energiebedarf und treibt die Kosten unnötigerweise in die Höhe. Für einen möglichst wirtschaftlichen Betrieb ist es daher unerlässlich, den Maschinenraum in das Effizienzkonzept miteinzubeziehen und eine professionelle Raumbelüftung zu integrieren. „Anlagenbetreibern ist oft gar nicht bewusst, wie sehr sie mit einer unzureichenden Belüftung der Aufstellräume die Effizienzvorteile ihrer Aggregate konterkarieren. Dabei sind die Verluste durch zu hohe Temperaturen und/oder falschen Luftdruck eklatant. Schnell kommen mehrere Zehntausend Euro pro Jahr zusammen“, macht Stephan Brand deutlich. Die Knackpunkte sind vor allem ein ausreichender Volumenstrom, der richtige Luftdruck, die wirksame Begrenzung der Temperatur im Aufstellraum sowie die richtige Gebäudeplanung.

 

Digitale Services unterstützen bei der Prozessoptimierung

Verdichter- und Gebläseaggregate genügen hohen Effizienzstandards. Durch die Vernetzung von Gebläsen und Sensoren sowie den Einsatz digitaler Technologien können Anlagenbetreiber zusätzliche Einsparpotenziale heben und ihren ökologischen Fußabdruck weiter verbessern. Mit der IIoT-Plattform AERprogress bietet Aerzen maßgeschneiderte Digital Services für seine Verdichter und Gebläse – sei es Energieeffizienzoptimierung, Live-Monitoring oder Predictive Maintenance. Die automatisierte Erfassung, Auswertung und Analyse von Betriebsdaten ermöglicht es, Verbesserungspotenziale zu identifizieren und die Betriebsweise von Kompressoren nachhaltig zu optimieren. So lassen sich durch ein durchgängiges Energiemonitoring (konform zur DIN EN 50 001) schleichende energetische Veränderungen leicht erkennen und deren Ursachen beheben. Die Maschinen können in einem optimierten Zustand betrieben werden, was die Energieverbräuche um bis zu 8 Prozent reduziert. AERprogress macht die Energiekosten vollständig transparent und bietet zudem eine Kontrolle über die CO2-Bilanz sowie den Vergleich zu vorherigen Zeiträumen.

 

Maximale Energieeffizienz, minimale Gesamtbetriebskosten

In vielen Branchen ist Energieeffizienz bereits jetzt das bestimmende Thema. Zukünftig wird sich die Problematik weiter verschärfen. Das bedeutet: Wer jetzt nicht handelt, zahlt später drauf. Die gute Nachricht: Energieeffizienz ist kein Buch mit sieben Siegeln – erst recht nicht, wenn man einen so erfahrenen und kompetenten Partner wie Aerzen an seiner Seite hat. Der Kompressorspezialist weiß, worauf es ankommt, und realisiert zukunftssichere Anlagenkonzepte mit einem Höchstmaß an Energieeffizienz, CO2-Minimierung und Zuverlässigkeit bei bestmöglicher Förderung der energetischen Optimierung. Auch die Mietmaschinen und Zubehörteile von Aerzen Rental, dem internationalen Mietservice von Aerzen, sind ausgesprochen energieeffizient. Sie haben nahezu die gleichen Energieverbrauchswerte wie vergleichbare ortsfeste Anlagen und verursachen keine zusätzlichen Stromkosten.

„Investitionen in Energieeffizienz-Maßnahmen sind natürlich erst einmal mit Kosten verbunden, diese rechnen sich aber innerhalb kürzester Zeit. Sind die Kosten einmal amortisiert, spart der Anwender Jahr für Jahr beträchtliche Summen“, betont Stephan Brand. Mit individuellen ROI-Berechnungen veranschaulicht das Unternehmen die beachtlichen Kostenvorteile und zeigt, welche kurzen Amortisationszeiten (wenige Monate bis drei Jahre) erreicht werden können.

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