Druckluft

Wenn Sie heute jemandem in der Industrie die Frage stellen: Was passiert in Ihrem Betrieb, wenn die Druckluft abgeschaltet wird? Dann kommt einhellig die Antwort: Da steht der Betrieb. Druckluft ist einer der wichtigsten Energieträger in modernen Industrieanlagen.

Wenn Sie heute jemandem in der Industrie die Frage stellen: Was passiert in Ihrem Betrieb, wenn die Druckluft abgeschaltet wird? Dann kommt einhellig die Antwort: Da steht der Betrieb. Druckluft ist einer der wichtigsten Energieträger in modernen Industrieanlagen.

Dabei geht es bei weitem nicht nur um die klassische Pneumatik, auch und vor allem als Prozessluft hat sie einen festen Platz in den Fabriken der Welt. In der Webtechnik, in der Umwelttechnik, zum Aufblasen von Glas- oder PET-Flaschen, zum Mischen oder Sortieren, Luft ist vielfältig im Einsatz. Dass Druckluft wichtig ist, steht also außer Frage. Das ändert nichts an der Tatsache, dass sie als eine der teuersten Energieformen gilt.

Roland VolkRoland Volk,

Energy Efficiency Consultant, Festo

Roland Volk ist seit 2011 als Energie-Effizienz-Berater bei Festo in Esslingen und war vorher mehrere Jahre im technischen Kundendienst und als Produktmanager für Druckluftaufbereitungskomponenten tätig.

 „Druckluft ist aus der heutigen Automatisierung nicht wegzudenken. Bei richtigem Einsatz und Dimensionierung können Pneumatikkomponenten bei einer TCO-Betrachtung weitaus günstiger als vergleichbare elektrische Komponenten sein.“

Erwin RuppeltErwin Ruppelt,

leitender Projektingenieur, Kaeser Kompressoren

Dipl. Ing. Erwin Ruppelt ist seit 1982 leitender Projektingenieur bei Kaeser Kompressoren in Coburg und Herausgeber des Standardwerks „Druckluft-Handbuch“ sowie weiterer Publikationen.

„Effiziente und energiesparende Drucklufterzeugung ist das Rückgrat der Produktion in einem modernen Industriebetrieb – moderne Betreibermodelle ermöglichen vorausschauende Wartung und Energieoptimierung mittels IT-basierter Management- und Analysesysteme.“

Dr. Peter SaffeDr. Peter Saffe,

Vice President Strategic Sales, Aventics

Dr. Peter Saffe ist Vice President Strategic Sales bei Aventics in Hannover und zudem Obmann des Arbeitskreises Marktuntersuchung Pneumatik des VDMA.

 „Bei Aventics beschäftigen wir uns schon seit Jahrzenten mit dem Thema Verbesserung der Energieeffizienz. Verringerung von Baugröße und Gewicht, elektropneumatische Druckregelungen und Funktionsintegration sind die Stichworte. In Zukunft werden Berechnungstools und vorbeugende Wartung zu einer effizienteren Energienutzung beitragen.“

Das mag auch an ihrer Geschichte liegen. Druckluftgeräte haben ihre Wurzeln in eher groben Anwendungen im explosionsgeschützen Bereich, vor allem im Bergbau. Es gab das Bewusstsein nicht, Luft energieeffizient einzusetzen – und es gab über viele Jahrzehnte auch das Wissen dazu nicht.

Ein weitverbreiteter Gedanke: Druckluft kostet nichts, Luft ist schließlich ein unendlich verfügbares Gut. Ein Irrglaube, der dazu führt, dass Leckagen in vielen Betrieben nicht beachtet werden. Das Ganze kombiniert mit der Angewohnheit der Ingenieure, alles ein wenig größer zu dimensionieren, führte dazu, dass die Druckluft tatsächlich nicht übermäßig effizient eingesetzt wurde.

Ein Wandel im Bewusstsein

Unwissen birgt Gefahren. Daher vergleicht Erwin Ruppelt von Kaeser die Diskussion rund um die Energieeffizienz der Druckluft auch mit einer mittelalterlichen Hexenjagd. Diese sei genauso aus Unwissenheit entstanden wie die Meinung, dass man Druckluft – um eine bessere Energiebilanz zu schaffen – aus dem industriellen Einsatz einfach ganz entfernen sollte. Eine unsachliche Diskussion, die die Augen vor den Anforderungen einer modernen Produktion verschließe.

„Die heutige Produktionsautomatisierung ist ohne Pneumatik nicht mehr zu denken“, bringt Roland Volk, Energieeffizienzberater bei Festo, die Lage auf den Punkt. „Grundsätzlich stellen wir fest, dass Produktionsprozesse komplexer werden“, so Dr. Peter Saffe, Vice President Strategic Sales bei Aventics, für ihn ein Grund für den vermehrten Einsatz von Pneumatikantrieben: „Das heißt, wir haben in der gleichen Anlage erheblich mehr Antriebe. Und die kann man in der Regel gar nicht elektrifizieren, weil dazu einfach der Platz fehlt.“

Die Antriebsart ist also weit davon entfernt, abgeschafft zu werden, und die Diskussion um ihren Einsatz ist sachlicher geworden. Unternehmen, die sich das Ziel gesetzt haben, ihren Carbon Footprint und damit ihren Energieverbrauch zu senken, überlegen nicht mehr, Druckluftanwendungen aus ihrer Produktion zu verbannen, sondern diskutieren mit Fachleuten darüber, wie man eben diese effizienter einsetzen kann.

Unterstützt wurde dieser Wandel im Bewusstsein durch Initiativen wie „Druckluft effizient“, eine Kampagne aus den Jahren 2000 bis 2004. Im Fokus des durch das BMWi, Forschungseinrichtungen und Industriepartner finanzierten Projektes stand die energieeffiziente Drucklufterzeugung. Die erarbeiteten Informationen und Hilfsmittel stehen weiterhin unter www.druckluft-effizient.de kostenlos zur Verfügung.

Dass Pauschalverurteilungen der Druckluft als ineffizienter Energieträger nicht greifen, unterstreicht auch eine Kampagne aus den Jahren 2008 bis 2012. Der Schwerpunkt der Initiative EnEffAH – deren Kürzel für Energieeffizienz in der Produktion im Bereich Antriebs- und Handhabungstechnik steht – liegt im Bereich der Anwendung. Und hier konnten Studien, die im Rahmen der Kampagne durchgeführt wurden, nachweisen, dass der Einsatz von Druckluft durchaus wirtschaftlicher sein kann als der Einsatz elektrischen Stroms.

„Die Druckluft ist nicht auf dem Rückmarsch. In keinem ihrer Gebiete. Wenn man sie richtig einsetzt, ist sie einer der wichtigsten Supportenergieträger in der modernen Produktion“, spricht sich Erwin Ruppelt, leitender Projektingenieur bei Kaeser Kompressoren für das Medium aus.

Alle Aspekte rund um die Druckluft bedenken

32,98 Prozent Energieeinsparpotenziale bestehen bei der Druckluftversorgung – das ist das Ergebnis, zu dem die EU-Studie „Compressed Air Systems in the European Union“ 2001 gekommen ist; ein reiner Durchschnittswert. Denn dass die Werte von Betrieb zu Betrieb stark variieren können, weiß Erwin Ruppelt, der in seinem Berufsalltag schon Druckluftstationen auf der ganzen Welt zu Gesicht bekommen hat: „Wir haben Betriebe gefunden, da waren nur 18 Prozent Einsparungen möglich, wir haben aber auch einen Betrieb gesehen, da waren 71 Prozent möglich.“ Worin genau bestehen die Möglichkeiten, um beispielsweise ganze 71 Prozent Potenzial zu heben?

Zunächst sollte in Sachen Erzeugung ein Blick auf das Alter der eingesetzten Kompressoren geworfen werden. „Die Krux ist, dass vor 30 Jahren viele Kompressorstationen nicht auf dem Stand der Technik waren, und heute viele Kompressorstationen nicht auf dem Stand von vor 30 Jahren sind“, berichtet Erwin Ruppelt.

Dr. Peter Saffe

Die Einfachheit der Pneumatik ist nicht zu überbieten. Wenn Sie Greif-, Klemm- oder Druckregelfunktionen realisieren wollen, sind Sie mit der Pneumatik immer im Vorteil.
Dr. Peter Saffe, Aventics

Somit nähmen viele Unternehmen nicht die Energiesparmöglichkeiten wahr, die ihnen modernere und in Sachen Effizienz weiterentwickelte Kompressoren bieten würden. Auch die Aufbereitung von Druckluft ist heute durch Energiespartrockner, die mit Speichersystemen ausgestattet sind, viel effektiver möglich.

Hinzu kommt, dass veraltete Druckluftleitungen korrosiv werden können, und die saubere Luft, die von der Druckluftstation kommt, bereits wieder verunreinigt ist und in manchen Fällen erneut aufbereitet werden muss. Doch selbst, wenn sich ein Betrieb dazu entschließt, auf eine neuere Drucklufterzeugung und -aufbereitung umzurüsten, sind noch nicht alle Fallstricke aus dem Weg geräumt.

In vielen Unternehmen werden die Fachkräfte immer weniger. Aber auch hier könnten aktuelle Entwicklungen zu mehr Effizienz verhelfen. So können übergeordnete Managementsysteme Informationen dazu liefern, ob eine Anlage wirtschaftlich läuft und eine vorausschauende Wartung ermöglichen.

Blickt man in die Anwendung, heißt der Appell der Fachleute: Bauteile für Pneumatikanwendungen müssen richtig dimensioniert werden. Wie in den Anfängen der Pneumatik, als diese noch vorrangig für grobe Antriebe genutzt wurde, würden die Bauteile auch heute noch großzügig überdimensioniert.

Ein Beispiel findet man bei der Zylinderauswahl. „Zylinder nicht nur danach auslegen, wie viel sie antreiben können, sondern auch danach, wie viel sie abbremsen können“, so die Erfahrung von Dr. Peter Saffe. Die bessere Lösung biete eine gut eingestellte Dämpfung: Diese macht es möglich, Zylinder ein oder zwei Größen kleiner zu bauen.

Denn ein kleinerer Zylinder bedeute immer auch weniger Druckluftbedarf. Setzt man sich daher bereits bei der Planung seiner Anlage mit der Frage auseinander, was für die Anwendung wirklich benötigt wird, könne viel gespart werden. Daher: Verlangt man von seinem Kompressor nur ein bar Druck mehr, kommen auf den Betreiber gleich sechs Prozent höhere Energiekosten zu. Wenn dann noch Leckagen vorhanden sind – die bei höherenen Drücken vermehrt auftreten – komme man sehr schnell auf eine Steigerung der Energiekosten um zehn Prozent.

In der Regel ist es gar nicht notwendig, die in der Pneumatik üblichen fünf bis sechs bar zu überschreiten, weiß Roland Volk: „Wir haben viele Anlagen überprüft, die bei acht bar oder höher liefen. Dort haben wir den Druck reduziert und konnten keine Verschlechterung der Performance feststellen.“ Das Ergebnis kann sich sehen lassen: Bei Absenkung des Drucks um zwei bar, lässt sich der Energiebedarf einer Anlage folglich um rund 20 Prozent vermindern.

Erwin Ruppel

Die Druckluft ist nicht auf dem Rückmarsch, in keinem ihrer Gebiete. Wenn man sie richtig einsetzt, ist sie eine der wirtschaftlichsten Energien in der modernen Produktion.
Erwin Ruppelt, Kaeser Kompressoren

Noch attraktiver werden die Einsparungen, wenn man sich mit Prozessluft beschäftigt. Ein Beispiel sind überdimensionierte Blasanwendungen, die etwa zur Reinigung eingesetzt werden. Diese blasen häufig 24 Stunden durchgehend, auch wenn sie vielleicht in Abständen jeweils nur für fünf Sekunden blasen müssten. Hier lohne sich eine Aufrüstung um einen Sensor und ein Ventil, die gezieltes Ein- und Ausschalten des Blassystems möglich machten und somit Energieeinsparungen nahe 100 Prozent.

Gespart werden kann also sowohl auf Erzeuger- als auch auf Anwenderseite. Roland Volks Tipp daher: „Das System muss in seiner Gesamtheit betrachtet werden. Ich kann in der Anwendung optimieren, so viel ich will, wenn die Druckluft mit einem ineffizienten Kompressorsystem erzeugt wird.“

Mitarbeiter aus- und weiterbilden

Wichtig ist es – und darauf weisen die Experten immer wieder hin – dass das Bewusstsein für die Energieeinsparpotenziale, im Unternehmen verankert ist. Kaeser bietet bereits seit 1983 Seminare in ganz Deutschland an, die allen Interessierten offen stehen. Workshops bietet auch Festo an. Zwischen 60 und 70 sind es jährlich, die das Unternehmen bei seinen Kunden abhält.

Hält man sich also an ein paar Grundregeln bei der Auslegung einer Anlage, lässt sich in der Thematik schulen und beraten, überwacht das Druckluftsystem regelmäßig und hält es auf einem aktuellen Stand, kann auch Druckluft durchaus effizient eingesetzt werden.

festo_logoDer Automatisierer

Festo

Das Unternehmen bietet Produkte, Systeme und Services rund um pneumatische und elektrische Steuerungs- und Antriebstechnik – ob in der Fabrik- oder der Prozessautomatisierung.

Bei dem Familienunternehmen ist Energieeffizienz seit vielen Jahren ein Thema – das gilt für die Beratung der Kunden genauso wie für die Produktion im eigenen Unternehmen. Festo bietet Produkte und Lösungen in der Automatisierung, die die Energie effizienter nutzen. In bestehenden Prozessen und Anlagen unterstützt das Unternehmen bei der Identifikation und Ausschöpfung von Einsparpotenzialen.

kaeser_kompressoren_logoDer Druckluftspezialist

Kaeser Kompressoren

Das Familienunternehmen ist einer der weltweit führenden Hersteller und Anbieter von Produkten und Dienstleistungen im Bereich Druckluft. Im Jahr 1919 als Maschinenbauwerkstatt gegründet, produziert Kaeser heute an drei Produktionsstandorten in Deutschland und Frankreich. Auf der ganzen Welt beschäftigt das Unternehmen über 5000 Mitarbeiter – davon rund 1900 in Deutschland.

Neben energieeffizienten Produkten bietet das Unternehmen auch Analysen für die energieeffiziente Auslegung der Druckluftversorgung sowie praxisorientierte Druckluft- und Gebläse-Seminare an.

DruckDer Pneumatiker

Aventics

Das Unternehmen ist ein weltweit agierender Hersteller von Pneumatikkomponenten und -systemen. Unter dem Namen Aventics ist die ehemalige Bosch-Rexroth-Tochter seit Anfang 2014 eigenständig am Markt vertreten. Das Unternehmen hat rund 2100 Mitarbeiter weltweit. In der Industriepneumatik ist Aventics Technologieführer beispielsweise bei der Integration von Elektronik in Pneumatikkomponenten.

Neben der Beratung vor Ort, können sich Kunden bereits vor dem Kauf von Komponenten via Online-Tool über deren Luftverbrauch und damit ihre Effizienz informieren.