Christoph-Pohl

Dr. Christoph Pohl
UPP Kassel

Dr. Christoph Pohl studierte Wirtschaftsingenieurwesen und Innovationsmanagement an der Universität Kassel. In seiner Promotion „Druckluftlose Fabrik“ aus dem Jahr 2013 beschäftigt sich Dr. Pohl mit möglichen Alternativen zu Druckluft in Industriebetrieben mit dem Ziel einer signifikanten Erhöhung der Energieeffizienz.

Weitere Artikel von Dr. Pohl zum Thema Aktuatoren finden Sie hier.
„Energieeffizienz heißt, einen gewünschten Nutzen mit möglichst wenig Energieeinsatz herzustellen oder aus einem bestimmten Energieeinsatz möglichst viel Nutzen zu ziehen.“1

Begriffe wie Energie, Energieeffizienz und Energieeinsparung werden zukünftig einen immer größer werdenden Stellenwert in unserer Gesellschaft einnehmen. Vor allem für Unternehmen spielt die Energieeffizienz eine entscheidende Rolle im Rahmen ökonomischer Abwägungen und auch im Bereich von Marketing-Strategien unter dem Stichwort „grünes Unternehmen“. So benötigte der Industriesektor im Jahr 2008 allein 44 % des gesamten deutschen Strombedarfs von derzeit 526 TWh2.

Die Brisanz des Themas Energie resultiert im Wesentlichen aus dem weltweit kontinuierlich steigenden Energiebedarf und den begrenzten fossilen Energiereserven. Dies belegt die Veränderung des weltweiten Primärenergiebedarfes von 402 EJ im Jahr 1998 um rund 36 % auf 549 EJ in 20113. Als Folge des wachsenden Bedarfs an Energie steigen auch die Strompreise immer weiter an. In Anbetracht der Strompreisentwicklung der letzten Jahre ist weiterhin mit einem deutlichen Anstieg der Strompreise zu rechnen.

Strompreisentwicklung Industrie 2000-2011

Abbildung1: Strompreisentwicklung Industrie 2000-20114

Längst spielen aber nicht nur die Energie und der Energiebedarf eine wichtige Rolle, sondern auch die Umweltauswirkungen. Mit der zunehmenden Technisierung stieg neben dem weltweiten Energiebedarf in den letzten Jahrzehnten in gleichem Maße die Freisetzung von Kohlenstoffdioxid (CO2)an. Im Zeitraum von 1970 bis 2004 erhöhten sich die jährlichen CO2-Emissionen um etwa 80 %5. Die Auswirkungen dieses Anstieges auf die Atmosphäre und das Klima sind für jedermann durch extreme Wetterereignisse in den letzten Jahren deutlicher zu spüren.

Die Bundesregierung reagiert auf diese Entwicklungen und setzt neben den Bestrebungen zur Energieeinsparung in gleichem Maße auch auf die Verminderung von Emissionen und Umweltauswirkungen. Sogar die Europäische Union (EU) hat sich dem Thema der Emissionen und Umweltauswirkungen angenommen. Ziel jüngster Bestrebungen und Initiativen zu Gesetzesänderungen ist die Verringerung der Luftverschmutzung zur Einhaltung der von der Weltgesundheitsorganisation empfohlenen „Leitwerte für Luftschadstoffe“6.

In der hochtechnisierten Welt der heutigen Zeit ist es allerdings nur schwer möglich, die Anzahl der Energieverbraucher zu reduzieren, um Energie und Umweltwirkungen zu senken. Ein entscheidender Hebel ist daher die Steigerung der Energieeffizienz einzelner Verbraucher. Auf diese Weise kann Energie eingespart und die Emissionen reduziert werden.
Im Bereich der Antriebs- und Handhabungstechnik ist der Einsatz der Elektromechanik als energieeffizientes Pendant zu energieintensiven, druckluftluftbetriebenen Komponenten eine sinnvolle und vielversprechende Maßnahme.

Von den 44 % des gesamten Strombedarfs (233 TWh), die der Industrie zuzurechnen sind, entfallen etwa 7 % oder 16 TWh auf die Bereitstellung von Druckluft.7 Druckluftanwendungen sind in der Industrie weit verbreitet. Druckluft wird eingesetzt als Arbeitsluft in Linearzylindern, als Prozessluft oder als Luft zur Erzeugung von Vakuum mit Hilfe von Ejektoren.

Vergleich Energie

Abbildung 2: Vergleich Energie, Kosten und CO2-Ausstoß pneumatisches und elektrisches Handlingsystem8

Der Ersatz der Druckluft durch elektromechanische Antriebe kann über 90 Prozent der eingesetzten Energie einsparen9. Für die meisten Anwendungen sind energieeffiziente, elektromechanische Alternativen verfügbar. Selbst klassische Bereiche der Druckluft, wie zum Beispiel das Spannen oder Halten, können wirtschaftlich sinnvoll substituiert werden.

Die Substitution von druckluftbetriebenen Komponenten trägt somit zu einer signifikanten Steigerung der Energieeffizienz in der Industrie bei.

1 Müller, E. et al (2009): Energieeffiziente Fabriken planen und betreiben.
2 EnEffAH (2012): Abschlussbericht.
3 BMWI (2013): Zahlen und Fakten Energiedaten
4 BMWI (2013): Zahlen und Fakten Energiedaten
5 Bernstein, L. et. al.(2007): Klimaänderung 2007 – Synthesebericht des IPCC.
6 Ahrens, R. (2013): Investitionen in bessere Luft.
7 EnEffAH (2012): Abschlussbericht.
8 Pohl, C. (2013): Druckluftlose Fabrik.
9 Pohl, C./Hesselbach, J. (2011): Substitution von Druckluft in der Produktion.

Linearantrieb spart Energiekosten

Energieeffizienz ist in den vergangenen Jahren zu einer Notwendigkeit für nachhaltiges und wirtschaftliches Arbeiten geworden. Lernen Sie auf dieser Seite, wie Sie u. a mit einem Aktuator Strom sparen und Ihre Effizienz erhöhen können.

Mit einem Linearantrieb lässt sich bis zu 90 Prozent Energie einsparen – im Vergleich zu Druckluftsystemen. In welchen Einsatzszenarien sich Aktuatoren im Einsatz bewähren, hat Dr. Christoph Pohl in seiner Promotion untersucht. Da ein Aktuator nur dann Strom verbraucht, wenn er in Bewegung ist, ergibt sich aus der Verwendung von Linearantrieben ein großes Einsparpotential.

Weitere Möglichkeiten zur Energieeinsparung ergeben sich neben dem Einsatz von Linearantrieben aus einem systematischen Energiemanagement. Informationen hierzu und weiterführende Quellen finden Sie am Ende dieser Seite.

Energieeffizienz spart doppelt

Systematisches Energiemanagement wird in vielen Unternehmen weltweit genutzt. Ein gutes Energiemanagement zeigt auf, wo sich Energieeinsparpotentiale befinden. Durch die Einführung eines Energiemanagementsystems können Sie bis zu 10 % Ihrer Energiekosten in den ersten Jahren nach der Implementierung sparen, indem Schwachstellen im eigenen Energieverbrauch systematisch aufgespürt und mit einfachen Mitteln beseitigt werden.

Gesetzliche Erleichterungen nutzen

Stromintensive Unternehmen müssen seit 2009 Energiemangement betrieben um von der EEG-Umlage befreit zu werden. Für Unternehmen mit einem Stromverbrauch von über 10 Gigawattstunden pro Jahr und Stromkosten in Höhe von mehr als 14 % der Bruttowertschöpfung ist dabei eine Zertifizierung nach ISO 50001 oder alternativ nach EMAS notwendig.

Quelle: Energiemanagementsysteme in der Praxis. Siehe auch BAFA.