Energiemanagement in Fabrikation und Instandhaltung - Michael Wiesel

Michael Wiesel

Michelin Reifenwerke Bad Kreuznach

Energiemanagement in

Fabrikation und

Instandhaltung

Praktische

Anwendungen im

Rahmen unseres

Energiemanagements

2Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016

Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 20163

Das EEG-Gesetz

Die Kosten der Energiewende und

die Befreiung von der Umlage durch

die Härtefallregelung


1.Jan. 2013 Einführung der EEG Umlage

Privathaushalte sowie kleinere und mittlere Betriebe

zahlen 5,28 cent/kWh mehr.

Kalkulierte Mehrkosten je Haushalt ~ 219 €/Jahr

Mehrkosten für 200.000 Industriebetriebe ca. 4 Milliarde

€/Jahr

734 Unternehmen sind durch eine Härtefallregelung von

der EEG-Umlage befreit (Stand bei Einführung)

Bedingung für die Umlagen-Befreiung

* Stromkostenanteil min 14% der Bruttowertschöpfung

* Jährlicher Stromverbrauch > 1 GWh

ca. 30 €/Jahr könnte jeder Privathaushalt sparen, gäbe es

die Umlagen-Befreiung nicht.

EEG – kurzer Rückblick

Quelle: Öffentlicher Anzeiger Ausgabe vom 20.11.2012

Wer als produzierendes Gewerbe ab 2013 von der Entlastung

nach Energiesteuergesetz und Stromsteuergesetz profitieren

wollte, hätte folgendes umsetzen müssen.

2013:

Einführung eines Energiemanagements nach ISO 50001

2014:

Zertifizierung des Energiemanagementsystems nach

ISO 50001

2015:

Jährliche Energieeinsparung von (1,6 % – 2,1%) 1,9%

Energiesteuergesetz EnStG

Stromsteuergesetz StromStG



EEG – Umlage

Lästige Auflagen oder auch

Anreiz für den Ausbau eines

geeigneten

Energiemanagementsystems

unabhängig vom EEG-Gesetz?


Die Basisressourcen für unser

Energiemanagement

Technische Maßnahmen

Unter-nehmensLeitung

Mitarbeiter

Energiemanagement

Zertifizierung

Subventionen

PrämiensystemeEnergiebewusstsein

Energiespar-

potentiale

Energiemessungen

Energieerzeugung

KVP-Prozesse

… und

vieles mehr

Die Elemente unseres

innerbetrieblichen

Energiemanagements

9Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016 9

DIN EN ISO 50001

Unsere Zertifizierung

Der Standort Bad Kreuznach

ist nach ISO 50001 zertifiziert.

KVP-Prozesse

schaffen

Internes Audit

Das

Basismanagement

Verbrauchsanalysen


Innerbetriebliches Energiemanagement

Die Menschen hinter dem

Energiemanagement

Einbeziehung der Mitarbeiter

Aufbau eines neuen

Energiebewusstseins


Energiebewusstsein nachhaltig etablieren

Energiethemen sind

allgegenwärtig

Energiemanagementthemen

laufen im internen Infokanal

in allen Team- und

Aufenthaltsräumen

Energiemanagementthemen

im Intranet

Aufbau eines neuen Energiebewußtseins

Die Einbeziehung der

Mitarbeiter eröffnet neue

Sparpotentiale


Gute Sparpotentiale werden

offen gewürdigt

Anreize schaffen


InstandhaltungProduktion

20%30% 30% 20%

Individueller Indikator

InstandhaltungsIndikator

Energie-indikator

Produktivität

Gleiche Indikatoren für Produktion und

Instandhaltung ermöglichen weitere Leistungsanreize über Patenschaftssyteme

20%30%20%

Individueller Indikator Energie-

indikatorProduktivität

30%

Qualität

Leistungsanreize für nachhaltiges Energiebewusstsein

Energieverbräuche als Indikatoren

im Leistungsprämiensystem

Leistungsmanagementsysteme

Unserer

Managementwerkzeug

Energieverbräuche im Leistungsmanagementsystem

offenlegen

Der dreistufige Ansatz

Energieverbrauchsindikatoren auswerten

Sofortmaßnahmen: Energieverschwendung beseitigen

Verlustquellen analysieren

Beispiel: Reduzierung von

energieintensiven

Probekochungen



Energieverlustquelle beseitigen

Energieverbräuche werden täglich von Instandhaltern auf der Säule dokumentiert

Die Energiezentrale liefert täglich

aktuelle Energieverbräuche

Indikator Energieverbrauch

Energieverlustquelle aufspüren

Maßnahmen

definieren

Leistungsmanagementsysteme können

Energieverbräuche transparent machen

Analysemethoden

Verbrauchsmessungen

schaffen Klarheit

Verbrauchsmessungen

dem Endverbraucher

zuordnen


Analysemethoden

Stromverbräuche den

Endverbrauchern zuordnen

Energiemessmodule übertragen

Stromverbräuche über

Ethernetverbindungen an

Zentralrechner

Messwandlereinbau in

bestehende Anlagen


Druckluftmessungen

Verbräuche den


Luftdruckverbrauchsmessungen

benötigen besondere

Beruhigungsstrecken


Unsere Messsysteme

Druckluftmessungen

Modulares Messsystem

ermöglicht hochflexiblen Einsatz

unserer Messfühler


Dampfverbrauchsmessungen

Verbräuche den


Blick auf den

Messfühler

Volumenstrommessung nach dem

Wirbelzählerprinzip

22


Optische Messverfahren sollten vorwiegend vergleichend genutzt werden

Analysemöglichkeiten

Thermographie

Auch Kälteverluste können

sichtbar gemacht werden

Thermische Verluste

dokumentieren

Energiesparpotentiale

Verbräuche

reduzieren


Energiesparmaßnahmen in Nebenprozessen

Prozessabläufe ändern

Energiegesteuerte Prozesse in zeitgesteuerte Prozesse umwandeln.

Nur bei zeitunkritischen Abläufen anwendbar

Chiffrierbare Ergebnisse

Trennmittelansatz: 4 x täglich 30min mit 35°C warmen, dampf-beheiztem Wasser erzielt das gleiche Resultat wie Leitungswasser (17°C). Dadurch verlängert sich die Ansatzzeit auf 60 min.

z.B. Ansatz von

Antiklebemitteln

Langsam rotierende, saugende Rührwerke

sparen Energie

Es gibt keine Viskositätsänderungen oder

ungewollten Lufteintrag

HerausforderungTrennmittel die sich absetzen

Energiesparendes Aufrühren statt Aufwirbeln mit teurer Pressluft

Prozessoptimierung


Klimatisierung

Torluftschleieranlage

Vor Inbetriebnahme

Nach Inbetriebnahme

Filme

Heißwassereinspeisung


Klimatisierung

Torluftschleieranlage


Bei einer Betrachtung von 7 LKW Rampen sparen wir durch die Torluftschleieranlage trotz Erhöhung der Raumtemperatur pro Heizperiode ca. 70.000,- €

Raumtemperaturfühler

Wärmetauscher

Dampf/Heißwasser mit

Kondensatrückführung


Kosten für Kühlung optimieren

Pulverisation: Nutzung von

Verdampfungswärme

Der Regelkreis

Kühlung mit

vernebeltem Wasser

nutzt die

Wärmeabfuhr durch

Verdampfung

Kühlung optimieren

Nutzung von

Verdampfungswärme

Zuführung

Kühlwasser

Regelung der Steuerluft

sichert die

Durchflussmenge

Prozessluft zerstäubt

das Kühlwasser am

Sprühdüsenkopf



~ 50 - 60 l/h vernebeltes Kühlwasser reichen, um 1,8 t Produkt um 20°C abzukühlen. Achtung: Prozessluftverbrauch mitbetrachten.


Luftleckagen

Leckagesuche nach der

Ultraschallmethode

Erzeugung von

Pressluft kostet ca.

10x so viel, wie der

gleichwertige Bezug

elektrischer Energie

Luftleckagen erzeugen Töne im

44kHz Bereich.

Alle anderen „hörbaren“

Frequenzen werden ausgefiltert.


Luftleckagen-Suche nach der

Ultraschallmethode


Bei Kosten von 1 – 2 Cent pro m³ Pressluft und einem Verbrauchsvolumen von 3 – 4 Mio m³ pro Monat könnten sich bei 30% Leckageverlusten > 150.000,- € pro Jahr sparen lassen.


Frequenzumrichtergesteuerte

Pumpen

Durch Anpassung der Durchflussmengen von Heiz/Kühlmitteln auf den realen Bedarf werden 50-70% Stromkosten gespart und ermöglichen eine Amortisationszeit der Anlage von ~ 1 Jahr.

Hohe Leistungsaufnahme

im Dauerbetrieb

Die neuinstallierte Pumpe

läuft mit halbierter

Leistungsaufnahme und nur

noch im Bedarfsfall

Frequenzumrichtergesteuerte

Pumpen


Früher 11kW Dauerpumpleistung für Walzwerkstemperierung.

Heute 5,5kW (Anpassung an Realbedarf) bei 85% Einschaltdauer und 65% Nutzungsdauer spart bei 11 Pumpen 50.600€/Jahr.

Amortisation ~ 1 Jahr



Auch ungewöhnliche Methoden bekommen eine

Chance

Sonolyser-App

Die Abweichung zum Realwert liegt bei 5 - 10%

Messwerte und

Belastungskurve

Energiesparpotenial:

Ungünstiger

Betriebspunkt 35

36

Konditherm®, Abwärme des

Fertigungsprozesses wiederverwerten

2012

Die Zeiten, da Dampfschwaden

das Erscheinungsbild unserer

Firma prägten, sind vorbei

Bis zum Herbst 2007

Brüdendämpfe der Vulkanisation

entweichen über die Dächer


Konditherm®, Dampfrückgewinnung senkt

Primärenergiekosten um mehr als 10%

Eiswassererzeugung

aus Prozesswärme

Kondensierter Dampf wird im

Winter zum Heizen und im

Sommer zum Kühlen genutzt


Konditherm®, Energierückgewinnung im

geschlossenen Kreislauf

Rückführung des

heißen Kondensates

zur erneuten

Dampferzeugung

2007 erhält Michelin für die

Errichtung der Kondithermanlage

den Umweltpreis des Landes

Rheinland-Pfalz


Konditherm®, Energierückgewinnung im

geschlossenen Kreislauf

P

BrüdengebläseAbdampf der

Produktion

Heizung FernwärmeProzesswasserKälte

P

P

P

Kondensation im

Reaktor

Rückführung von

überschüssigem

Kondensat

95°C

75°C

Wassereinspritzung

3 Wege

Mischventil

Ausblasung

Das

Kondithermprinzip

Quelle: igs Büro für Energie und Umwelttechnik


Eingespartes CO² 3800t/Jahr

Nutzenergie für Heizen: 14,2 GWh/Jahr Nutzenergie für Kühlen: 15,3 GWh/Jahr

Gesparter Wasserverbrauch 41.000m³ / Jahr

Praxisbeispiel für das Umsetzen

eines Energiesparkonzeptes

Intelligente

Beleuchtung

Funktionsweise Intelligente

Beleuchtungssysteme

Präsenz- und Tageslichteinfluss

100%

50%

t41Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016

Sparpotential

„Intelligente Beleuchtung“

Un

ser

Sp

arp

ote

nti

al

42

Leuchten mit Eigenintelligenz

T8 durch T5 ersetzen

Wird die Beleuchtungsstärke neuer Leuchtstofflampen auf „Nennwert“ abgedimmt, erhöht sich die Lebensdauer bei sinkendem Stromverbrauch.

Präsenz und

Helligkeitsmelder in jeder

Lampe

IP 65 für den Einsatz

im Rußbereich





Präsenz und


Lampe


im Rußbereich


Heute ersetzen wir fast ausschließlich durch LED



Sparpotential LED

Die Lampen sind

individuell

programmierbar

LED eröffnet weitere

Sparpotentiale.


Amortisationsvorteile LED

Verlängerung der Gewährleistung für LEDs macht Montagen in Grenzbereichen bezahlbar

Gerüstbau für

Montagen in

unerreichbaren

Hallenbereichen




Präsenz und


Lampe


im Rußbereich


Heute ersetzen wir fast ausschließlich durch LED

Intelligente Beleuchtung

Prozessorgesteuerte Dali-

BussystemeAlle Lampen, Sensoren und Schaltelemente werden über ein Bussystem auf einen Controller geführt.

Differenzierte Anwendungen

erfordern unterschiedliche

Sensortypen

Das Bussystem ist in die

Tragschiene integriert


Mit Hilfe einer Software kann jede Lampe einzeln oder in Gruppen bezüglich Präsenz und Helligkeit angesprochen werden.

Hochflexible

Programmierung ermöglicht

individuelle Zuordnungen

Intelligente Beleuchtung:

Dali-Bussysteme


Hausforderung:Umrüstung von Lichtanlagen

mit hohem Installationsaufwand auf


Aufbau eines LED-Beleuchtungskonzeptes auf

Funkbasis:

• Jede Lampe ist Sensor, Sender und

Empfänger und Teil des Gesamtkonzeptes

• Bei Nichtpräsenz von Personen –

abgedimmte Beleuchtung von Zugängen

• Bei Personenerkennung werden Zugänge und

genutzte Bereiche voll beleuchtet.

• Installationsvorteil: Die vorhandenen Kabel

können weiter genutzt werden

Funkgesteuerte


Dipl. Ing. Michael Wiesel Strategische Unternehmensprojekte Michelin Reifenwerke Bad Kreuznach 51

Intelligente Beleuchtung: Lampen-Eigenintelligenz oder Dali-Konzept

Projektierungsanalyse

Amortisationsabschätzung für Projekte mittels "Intelligenter Beleuchtung"

Sparpotential Präsenz /

Außenlichtanteil

1-10

Anlagenzustand

1-10

Technische

Umsetzungsmöglichkeit

1-10

Multiplikation:

Projektgewinn-

abschätzung

LKW- Entladung 7 3 7 147

Vorproduktlager 5 10 6 300

Produktbereitstellung 7 7 8 392

Brecherbereich 1 3 7 3 63

Brecherbereich 2 1 7 3 21

Mischbereich 1 10 5 50

Extruderlinien 3 10 3 90

Kalanderbereich 3 3 3 27

Kühlbereich 5 5 7 175

Einrollung 3 5 5 75

Zwischenproduktlager 7 7 10 490

Staplerwerkstatt 10 3 10 300

Wiederaufbereitung 7 10 10 700

Sparpotential:

Energiekosten

Sparpotential:

Wartungsaufwand

Sparpotential:

Projektkosten

Projekt: Neue Beleuchtung im

Kernbereich der Produktion


Michael Wiesel TEC-SF / BKR Projektmanagement 53

Individuelle Anforderungen respektieren

Vermeidung von Überbeleuchtung

In Hallen ohne

besondere

Anforderungen

reichen

Beleuchtungsstärken

von 150 lx


Projektpriorisierung in Abhängigkeit

von den Zugänglichkeiten .

Bereich 1Gefahrlose Installation bei laufendem Betrieb.

Bereich 2Installation nur bei

Stillstand.

Bereich 3Installation nur mit Gerüsten möglich

55Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016 55

Projektpriorisierung in Abhängigkeit vom

Tageslichteinfall und Personenpräsenz.

Reinigung der Fensterfront unterstützt den

Tageslichteinfluss.

Automatisierte Anlagen mit geringer Personenpräsenz.


Intelligente Beleuchtung:

Grenzbereichsbetrachtungen

Funktionsumkehr: Beim Einsatz in Heizbereichenwerden „kalte Personen“ als

bewegte Objekte erkannt und aktivieren die Beleuchtung. Herstellerspezifikationen beachten

Aber:Temperierte Produkte, die z.B. über Förderbänder im Referenzraum transportiert

werden, aktivieren die intelligente Beleuchtung,

auch wenn keine Personen anwesend sind!

Synergien nutzen

Ressource

Energieerzeugung

Gebäude, Räume,

Flächen und

Außenanlagen

Symbiosen durch Gebäude und

Flächennutzung (im Handout)


Dachsanierung gegen

Solarparkfläche

Kraft-Wärme Kopplung

Der externe

Energieerzeuger im

eigenen Unternehmen

Die Symbiose: Dachsanierung

gegen Solarparkfläche

117.400 m² Dach- und Carportfläche haben wir für ein Photovoltaikkraftwerk zur Verfügung gestellt.

Als Gegenleistung wurden unsere Michelindächer vom Betreiber der Anlage der Voltwerk AG kostengünstig saniert. 59Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016

Fabrikationshallen

Carports für

Mitarbeiterparkplätze

Dipl. Ing. Michael Wiesel Strategische Unternehmensprojekte Michelin Reifenwerke Bad Kreuznach 60

Einspeisung von 5 MWp(Megawatt-Peak) in das

öffentliche Netz.

Die Anlage kann umgerechnet Strom für 1770 Haushalte liefern.

Dächer als Solarparkfläche

Im Sommer 2012 wurde die Anlage durch

photovoltaikbestückte Carports ergänzt


Zusätzlicher Gewinn:

Geringerer CO² Ausstoß und damit

indirekter Gewinn über CO²Zertifikate

Kraft-Wärme-Kopplung


Energieersparnis 1,6 Millionen €/Jahr CO² Verminderung 7000t/Jahr

Investition: ca. 10 Millionen €

Quelle: www.steag-saarenergie.de


Energiesparmaßnahmen

Umstellung

Außenbeleuchtung auf LED

LED-

Straßenbeleuchtung

Intelligente

Außenbeleuchtung

in weniger

frequentierten

Bereichen

Wärmerückgewinnung der

Prozessabwärme unterstützt

die Hallenbeheizung im

Winter

Zukunftsausblick

Wärmerückgewinnung

Herausforderung:Energieverluste über die

Absaugung warmer Prozessluft

Kosten- und

Amortisations-

betrachtungen


Die Amortisationsrechnung

vereinfachte Darstellung

120000

100000

80000

60000

40000

20000

0

-20000

-40000

-60000

-80000

-100000

Jan

Feb

Mrz

Apr

Mai

Jun

Jul

Aug

Sep

Okt

Nov

Dez Jan

Feb

Mrz

Apr

Mai

Jun

Jul

Aug

Sep

Okt

Nov

Dez Jan

Feb

Mrz

Apr

Mai

Jun

Jul

Aug

Sep

Okt

Nov

Dez Jan

Feb

Mrz

Apr

Mai

Jun

Jul

Aug

Sep

Pro

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Pro

jekte

nde

Projektkosten

Bre

ak e

ven

Amortisationsdauer

€


Vielen Dank

für Ihr

Interesse


Business

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