Verpasste Chancen?

Die Reduktion des Primärenergieverbrauchs um 50% gegenüber 2008 ist eine der Säulen des Energiekonzeptes 2050 der Bundesregierung Deutschland.

Die Bundesregierung hat sich ambitionierte Ziele zur Steigerung der Energieeffizienz gesetzt. Diese wurden mit der Verabschiedung des Nationalen Aktionsplans Energieeffizienz (NAPE) bekräftigt. Um diese Ziele zu erreichen, hat sie einen Energieeffizienzfonds zur Förderung der rationellen und sparsamen Energieverwendung aufgelegt, auf dessen Grundlage unter anderem die Förderung hocheffizienter Querschnittstechnologien vorgesehen ist. Mit ihrer Hilfe sollen die bestehenden Einsparpotentiale erschlossen und Ressourcen eingespart werden.

Die aktuelle Richtlinie zum Einsatz hocheffizienter Querschnittstechnologien wurde am 10. Mai 2016 im Bundesanzeiger veröffentlicht. Das Förderprogramm wird bis Ende 2019 fortgeführt. (Quelle BAFA)

Nach oben beschriebenem Förderprogramm werden u.a. die Querschnittstechnologien Ventilatorsysteme, also Ventilatoren und Antriebssysteme bei der Umrüstung auf neue, effizientere Systeme gefördert. Siehe hierzu die BAFA Publikationen unter den Merkblättern Einzelmaßnahmen und Optimierung technischer Systeme.  Leider nehmen die Betreiber von Anlagen mit Prozeß-Ventilatoren dies kaum in Anspruch.

Unter der HBC Horst Benderoth Consulting berate ich Anlagenbetreiber bei der Umrüstung der Prozeß-Ventilatoren auf hocheffiziente CFS (Complete Fan System). D.h. Ventilatorensyteme mit PDS (Power Drive System), sprich hocheffiziente neue Motoren mit Drehzahlregelung mittels Frequenzumrichter CDM (Complete Drive Modul). Bei der Umsetzung spüre ich jedoch Zurückhaltung. Dies ist mir ein Rätzel. Denn in fast allen Fällen liegt die zu erzielende Energieeinsparung bei 30% und mehr.  Mir sind Fälle unter gekommen, wo in der Kombination der Fehler sowohl des Regelungskonzeptes als auch der verfahrenstechnischen Einbindung sich nach Auswertung der Daten im Jahresmittel Energie-Einsparungen von 68% nach einer Umrüstung ergeben hätten. Mir sind aber auch Aussagen im Gedächtnis geblieben, bei denen mir Betreiber trotz Amortisationszeiten von <= 2 Jahren unter vorgehaltener Hand vorgerechnet haben, daß meine Rechnung so nicht stimme, wenn ich den Nachteil bei der EEG-Umlagenbefreiung, der sich durch derart hohe Energie-Einsparungen ergeben würde, gegen rechne.

Soll also wirklich Energie-Einsparung gefördert werden? Oder ist die Zielsetzung bei dem Energiekonzept 2050, bei dem unter anderem eine Reduktion des Primärenergieverbrauchs um 50%  gegenüber 2008 deklariert wird, nur eine schön klingende Aussage. Bzw. sind Passagen der EEG-Umlagenbefreiung kontraproduktiv zum Ziel der Energie-Einsparung?

Ventilatorenbauer und elektrische Antriebstechnik vereint der Systemgedanke

Ausgangsbasis, Antriebskraft und Zielsetzung der EU-Richtlinien ist die Forderung nach Energieeffizienz.

Sowohl die Verordnung (EU) Nr. 327/2011 zur Durchführung der Richtlinie 2009/125/EG des Europäischen Parlaments und des Rates im Hinblick auf die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Ventilatoren, die durch Motoren mit einer elektrischen Eingangsleistung zwischen 125 W und 500 kW angetrieben werden, als auch die auf die elektrischen Antriebe bezogene EN 50598 kommen zu der Einsicht, dass nicht Komponenten Energie einsparen sondern komplette Systeme in den tatsächlichen Anwendungen.

So wurden erstmals in der EU-Verordnung Nr. 327/2011 bei der Mindesteffizienz-Anforderung an Ventilatoren die Wirkungsgrad- bzw. Verlustbetrachtungen nicht nur für das Produkt Ventilator, sondern für das Gesamtsystem Ventilator, inkl. Gehäuse, Moment übertragende Komponenten, Antriebsmotor und Regelung deklariert. Bei der Regelung werden hier allerdings nicht so deutlich wie interessanterweise bei der Antriebstechnik verschiedene Lastpunkte festgeschrieben. Dies kann bei der reinen Betrachtung im Auslegungspunkt zu der kuriosen Situation führen, dass hier ein im Auslegungspunkt offenes Regelorgan Klappe bzw. Drallregler weniger Verluste aufweist als ein CDM (Complete Drive Module = Frequenzumrichter). Was ganz anders aussieht, wenn mehrere Lastfälle betrachtet werden.

Bei der Norm zur Ökodesignanforderung für elektrische Antriebssysteme im Niederspannungsbereich EN 50598 hingegen wird die Verlustbestimmung sowohl der Antriebskomponenten Motor, als auch CDM in 8 verschiedenen Auslastungspunkten vorgegeben. Diese Einzelverluste werden dann zu den Power-Drive-System- / Motorensystemverlusten addiert. Erwähnt wird hier bereits auch der Energieeffizienindex (EEI) einer elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschine. Wobei hier lediglich der Hinweis erfolgt, dass zur Ermittlung des EEI die Verluste des eingesetzten Motorsystems vorliegen müssen um dann die Verluste der Arbeitsmaschine inklusiv der Moment übertragenden Module hinzu zu addieren.

Beides die Arbeitmaschine (in unserem Fall der Ventilator) und das Motorsystem (PDS) bilden das Erweiterte Produkt bzw. in unserem Fall das Ventilatorsystem. Obgleich ja gerne alle Abkürzungen aus den englischen Begriffen hergeleitet werden, habe ich für das Ventilatorsystem noch nichts passendes gefunden. Vorschlag nennen wir es doch einfach CFS (Complete Fan System).

Da aber der entscheidende Ansatz der Verlustvermeidung bei der Wahl des Regelkonzeptes zu den verfahrenstechnischen Anforderungen des Kundenprozesses bestimmt wird, sollte also auch logischerweise die konzeptionelle Gestaltung, Lieferung und damit Verantwortung des erweiterten Produktes Ventilatorsystem in einer Hand bei dem Ventilatorlieferanten angesiedelt sein. Nur er kann bei den vom Verfahrentechniker vorgegebenen Lastpunkten einer Anlage die mit der Ventilatorkennlinie und dem entsprechend gewählten Regelungskonzept sich ergebenden Arbeitspunkte und damit den Energieeffizienzindex (EEI) des kompletten Ventilatorsystems (CFS) bestimmen. Eine strickte Trennung von Maschinenbau und Antriebstechnik muss dem Energieeffizienzgedanken weichen. Deshalb plädiere ich dafür, das CFS als Einheit zu betrachten und die Konzeptionierung und Lieferung in einer Hand zu belassen.