Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 07/2016, 08.07.2016

Der Druckluftverschwendung den Kampf ansagen

Dass sich die intensive Beschäftigung mit Druckluft & Co. für Schweizer Industrieunternehmen lohnt, zeigt das Beispiel Cellpack AG: Unter anderem durch die Optimierung des Druckluftnetzes und Rückgewinnung von Kompressorabwärme konnte der Erdgasbedarf um satte 600 000 kWh/Jahr gesenkt werden. Damit hält das Unternehmen nicht nur die Energieeffizienzziele ein, die mit der Energie-Agentur der Wirtschaft vereinbart wurden, sondern reduziert auch die Produktionskosten.

Autor: Richard Phillips Bundesamt für Energie BFE, Ittigen

Die Senkung des Energiebedarfs ist in vielen mittleren und grossen Betrieben ein hochaktuelles Thema. Zum einen belasten CO2-Abgabe und Netzzuschläge insbesondere die energieintensiven Unternehmen. Daneben kennen die meisten Kantone einen sogenannten Grossverbraucherartikel. Dieser verlangt von Unternehmen mit hohem Energieverbrauch (jährlicher Wärmeverbrauch von mehr als 5 GWh oder Elektrizitätsverbrauch von mehr als 0,5 GWh pro Verbrauchsstätte), dass sie die Energie sparsamer einsetzen.

Auf der anderen Seite bewegen sich solche Unternehmen oft in einem internationalen Marktumfeld, in dem Frankenstärke sowie konstanter Konkurrenz- und Kostendruck eine starke Motivationsspritze sind für die Verbesserung der Energieeffizienz in der Produktion, für einen nachhaltigen Ressourceneinsatz und damit – nebst dem Anliegen für die Umwelt – für tiefe Betriebskosten.

Überall, wo in der Produktion Wärme ungenutzt verpufft, geht bares Geld verloren. Das gilt auch für die Abwärme von Druckluftkompressoren. Denn die Abwärme aus der Druckluft fällt mit einem für die Wärmeerzeugung attraktiven Temperaturniveau von 60 bis 90 °C an.

Die Druckluft ist aber auch darüber hinaus eine wertvolle Energieform: Über den gesamten Lebenszyklus betrachtet bestehen die Gesamtkosten einer Druckluftanlage zu 70 Prozent aus Energiekosten. Es lohnt sich daher, beim Ersatz der Druckluft eine Lösung zu wählen, die auf lange Sicht tiefe Kosten verspricht – auch wenn die Investitionen allenfalls etwas höher ausfallen.

Mit solchen Überlegungen ging die Cellpack AG – im Rahmen ihrer langfristigen Strategie zur Verminderung des Energiebedarfs – die Erneuerung der gesamten Druckluft- und Wärmeversorgung an. Das Unternehmen gehört zur Behr Bircher Cellpack (BBC)-Group und ist mit den beiden Geschäftsbereichen Cellpack Kunststofftechnik (Bearbeitung und Anwendung von technischen Kunststoffen) und Cellpack Packaging (Bedrucken, Kaschieren und Veredeln von flexiblen Verpackungsmaterialien) am Produktionsstandort in Villmergen einer der grossen Energieverbraucher im Kanton Aargau.

Im Zuge der Umsetzung des Grossverbraucherartikels schloss Cellpack eine Zielvereinbarung mit der Energie-Agentur der Wirtschaft (EnAW) ab. Diese ermöglicht Cellpack, sich von der CO2-Abgabe zu befreien, wenn entsprechende Massnahmen zur Reduktion des CO2-Ausstosses und zur Steigerung der Energieeffizienz realisiert werden.

Zuerst ermitteln und analysieren, dann optimieren

Im Bereich der Druckluft ermittelte man in einem ersten Schritt den bestehenden und künftigen Druckluftbedarf. Zusammen mit dem Kompressorlieferanten wurde während einer Woche der Druckluftverbrauch der Anlage gemessen und anschliessend analysiert. Es zeigte sich, dass die Bereiche Kunststofftechnik (6,8 bar) und Packaging (9 bar) unterschiedliche Druckanforderungen hatten. Das gesamte Druckluftsystem wurde jedoch mit 9 bar betrieben. Daher war das erklärte Ziel von Cellpack, die Senkung dieses Drucks.

Im Zuge dieser Anpassungen gelang es mit Modifikationen an einigen Druckmaschinen im Bereich Packaging – wie Einbau von Druckübersetzern, die den Druck auf den Bedarf der jeweiligen Maschinen anheben –, den Betriebsdruck im gesamten Druckluftsystem um 2 bar auf 7 bar zu reduzieren. Mit dieser Reduktion konnte der Energieverbrauch der Druckluftanlage um rund 14 Prozent gesenkt werden. Damit wurde eine Voraussetzung erfüllt, um die neue Druckluftanlage einen Viertel kleiner dimensionieren zu können. Nebst kleineren Kompressoren konnte auch eine kleinere Druckluftaufbereitung gewählt werden.

Neu stellen ein 55-kW-Grundlastkompressor und zwei drehzahlgeregelte Spitzenlastkompressoren mit je 75 kW Nennleistung die Druckluftversorgung sicher. Der kleinere Grundlastkompressor übernimmt 40 Prozent der erzeugten Druckluftmenge von durchschnittlich 350 000 m3/Monat, die beiden anderen Kompressoren je 20 Prozent. Der Grundlastkompressor läuft dabei rund 12 Stunden/Tag. Mit lediglich 6 Prozent Leerlaufzeit ist er zudem sehr effizient. Zum Vergleich: Die Leerlaufquote der alten Anlage lag bei 37 Prozent.

Mit der Optimierung der Druckluftversorgung kann die Abwärme der Kompressoren nun vollständig für die Wärmeerzeugung genutzt werden. Allein mit der Druckluftabwärme verringert Cellpack den Bezug von Erdgas für die Heizung um bis zu 140 000 kWh/Jahr. Zusammen mit dem Abwärmenutzungssystem der katalytischen Nachverbrennung von Lösungsmitteldämpfen kann Cellpack den Erdgasbedarf um satte 600 000 kWh/Jahr senken.

Mit der Erneuerung der Druckluft- und Wärmeversorgung erreicht Cellpack die Energieeffizienzziele im Rahmen der Zielvereinbarung. Das lohnt sich für die Umwelt und hilft dem Unternehmen, die Kosten am Produktionsstandort Schweiz so tief wie möglich zu halten.


Bundesamt für Energie BFE
3063 Ittigen, Tel. 058 462 56 11
www.energieschweiz.ch



Druckluft ist immer auch eine Sache der Technik: 70 bis 80 Prozent der Druckluftkosten sind Energiekosten – mit entsprechendem Einsparpotenzial. (Bild: Fotolia)


Ein 7000-Liter-Wärmespeicher speichert die Abwärme des Druckluftkompressors und aus der katalytischen Nachverbrennung. (Bild: EnergieSchweiz)

Am Rande bemerkt

Wie man Druckluft effizient nutzt

70 bis 80 Prozent der gesamten Druckluftkosten sind Energiekosten. Umso wichtiger ist es, dass bestehende Anlagen regelmässig kontrolliert und optimiert werden und bei einer Erneuerung auf energieeffiziente Lösungen geachtet wird. Ausführliche Informationen und Checklisten für den Neubau, die Erneuerung oder eine Optimierung der Druckluftversorgung finden Sie auf der Webseite der Kampagne effiziente Druckluft: www.druckluft.ch.

Auch das Druckluftförderprogramm «ProEDA» unterstützt die Betriebe bei der Abklärung des Effizienzpotenzials und fördert Investitionen in effiziente Anlagen mit bis zu 20 Prozent. Weitere Informationen unter www.druckluft.ch, dann auf «Finanzielle Förderung».