Energiemanagement : Wie BMW und Co. am Energieverbrauch schrauben

Wenn Martin Mühlbacher in seine Jenbacher Produktionslandschaft schaut, dann erfasst ihn Glück. Denn nur wenige Unternehmen haben wie der Tiroler Gasmotorenhersteller Innio in herausfordernden Zeiten, in denen die Energiekosten schwer zu Buche schlagen, auf vielen Fronten vorgesorgt. Etwa in punkto Energiemanagementsystem. Dieses nimmt bei Prüf- und Entwicklungstestläufen und der daraus resultierenden Stromerzeugung maßgeblich Einfluss. "Mittels unseres KI-gesteuerten Energiemanagementsystems können wir den Energiefluss zeitlich hinsichtlich Erzeugung, Verbrauch und Energiemarktpreise optimieren", gibt Mühlbacher, Vice President Operations bei Innio und Standortleiter, Einblick.

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Die Nettoenergiebilanz überprüfe man wöchentlich per Review. "Basierend darauf leiten wir weitere Maßnahmen zur Optimierung ein", so Mühlbacher. Mit erstaunlichen Effekten. Je nach Marktpreisentwicklung können die Tiroler so pro Woche bis zu 50.000 Euro sparen.

Hebelpunkte

Längst haben Unternehmen die Notwendigkeit erkannnt, ihre Produktionslandschaften für die kostspieligen Zeiten fit zu machen. Prozesse werden hinterfragt und, wo nötig, entschlackt. Maschinen in ihre optimale Betriebszustände überführt. Im Vorteil sind all jene, die schon bisher ihre Hausaufgaben gemacht haben. Wie Innio Jenbacher, dem Gasmotorenbauer, bei dem es Prozesse wie die Lackierung, Härterei und die voll automatisierten Fertigungslinien für Motorkomponenten gibt, die im Vergleich zu Produktionsbereichen wie etwa den Montagelinien gleich einmal "einen bis zu 10-Mal so hohen Energiebedarf" aufweisen.

Seine Hebelpunkte kennt man auch deshalb sehr genau, weil etwa 50 Produktionsmaschinen mit Smart Meters, Temperatur- und Druckluftsensoren ausgestattet worden sind. Diese werden in punkto Strom, Wärme und Druckluft energietechnisch überwacht und gesteuert. "Die Produktions-Gebäude sind via Smart Meters und Thermometer separat messbar", sagt Martin Mühlbacher. Mithilfe digitaler Tools zur Überwachung des Energieverbrauchs habe das Unternehmen auch neue Auswertungsmöglichkeiten geschaffen, erzählt er.

Die Energie-Anbindung von Fertigungsmaschinen samt Visualisierung der Ergebnisse liefert genau jene feinstoffliche Information, mit der "wir beispielsweise das Abschalten der Fertigungsmaschinen über das Wochenende steuern", so der Produktionsprofi. Nächster Schritt: Basierend auf den digital gesammelten Informationen Maßnahmen einzuführen, um Maschinen während einer Schicht, in der sie nicht zum Einsatz kommen, "auf Stand-by zu setzen oder komplett abzuschalten".

Mit 80% Energieverbrauchsanteil die energieintensivste Technologie im BMW Group Werk Steyr ist die mechanische Fertigung. Hier werden Motorkernkomponenten wie Zylinderköpfe, Kurbelgehäuse, Pleuel, Kurbelwellen und auch Gehäuse für Elektromotoren mechanisch bearbeitet. Jener Abschnitt, der innerhalb der mechanischen Bearbeitung den höchsten Energieverbrauch aufweist, ist der Waschprozess der Komponenten nach der Bearbeitung. Dabei werden die Bauteile in raumhohen Waschanlagen von Spänen und anderen Rückständen befreit. Um die geforderte technische Sauberkeit zu gewährleisten, muss das Wasserbad permanent auf einem bestimmten Temperaturniveau gehalten werden, was einen hohen Energieverbrauch mit sich bringt.

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Weitere energieintensive Arbeitsschritte: Fräs- und Bohrprozesse, Honen oder das Härten von Kurbelwellen, heißt es im Unternehmen. Wie messbar Verbrauche - auch auf Einzelaggregatbasis - in der Produktion heute schon sind? "Die Messtechnik und Zählerstruktur am Standort ist weit vorangeschritten und etabliert", sagt Tanja Hornbachner, Energiemanagerin bei BMW Group Werk Steyr. Energieverbräuche werden auf Hallen-, oder Technologieebene, "in den meisten Fällen sogar auf Linien- oder Bandebene erfasst", erzählt sie. Strommessungen - in Ausnahmefällen auch Wärme-, Kälte- und Druckluftverbräuche - seien auch auf Einzelmaschinenebene abbildbar.

Ein wesentliches Tool zur Schaffung von Transparenz in den Energiedaten sei ein Energieserver. "Dieser bildet den Live-Verbrauch der Technologien ab und schafft die Basis für ein effizientes Grundlastmanagement", sagt Hornbachner. Auf die Frage, ob IoT ganz neue Möglichkeiten böte, gibt es eine klare Antwort. Als Ergebnis des digitalen Energiepasses als Einkaufskriterium erwartet das BMW-Werk Steyr in der laufenden Produktion Energieeinsparungen von über 20 Prozent.

Die erstmalige Anwendung erfolgte beim Einkauf der Produktionsanlagen für die Herstellung von Elektroantrieben: Für die neuen Fertigungslinien - diese umfassen über 100 Produktionsanlagen - wurden digitale Energiepässe von jeweils drei Anlagenherstellern mittels Internetapplikation angefordert. "Für jede Anlage mussten die jeweils erforderliche elektrische Energie, Druckluft, sowie Kälte- und Wärme für jeden einzelnen Produktionszustand angegeben werden", heißt es bei BMW.

Auch bei Mondi ist die Produktionsplanung immer schon eng auch mit Energiedaten verknüpft. Eine ganzheitliche energieeffiziente Sichtweise und Produktionsplanung sei Teil "unseres (Produktions-)verständnisses", heißt es im Verpackungskonzern. IOT unterstützt bei der Produktionsplanung, diese wird optimiert und an die jeweiligen Rahmenbedingungen angepasst. "OEE – Overall Equipment Efficiency – misst hierzu die Perfomance", heißt es.

Die meisten der Zellstoff- und Papierfabriken des Konzerns erzeugen den Großteil ihres Energiebedarfs selbst, wobei rund 80 Prozent der in diesem Prozess verwendeten Brennstoffe aus Biomasse stammen.

Als durchaus recht energieintensiv treten bei der Brau Union Österreich unter anderem die Würzekochung im Sudhaus, die Gebindereinigung, also Fässer und Mehrweg-Flaschen sowie die Bierpasteurisierung in Erscheinung. Mit Blick auf den optimalen - energetisch günstigsten - Produktionszeitpunkt hält Geschäftsleitungsmitglied Gabriela Maria Straka fest, dass nicht alle Prozesse zeitlich flexibel gestaltet werden könnten, "da sonst die Bierqualität negativ beeinflusst" wäre.

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Energieverbräuche sind an den Standorten "bis auf Linienebene und teils sogar Aggregatsebene erfassbar und werden täglich ausgewertet, um Abweichungen rasch zu erkennen und entgegenzusteuern", sagt sie. Welche laufenden Investitionen die Energieverbrauche in der Produktion herunterschrauben würden? "Der Ausbau von Wärmerückgewinnungen, der Tausch auf effizientere Motoren und Frequenzregelung sowie die Implementierung von Best Practices aus anderen Brauereien im Konzern", sagt Straka.