Energiemanagement für Nachhaltige Produktion

Umweltschutz tut Not: Die Frage, warum Nachhaltigkeit relevant ist, kann man heutzutage kaum mehr stellen, ohne nicht auf die Verantwortung hingewiesen zu werden, die wir alle gegenüber der Gesellschaft haben. Umso spannender ist es, was denn überhaupt mit Nachhaltigkeit gemeint ist – insbesondere mit Blick auf die Produktion und Trendthemen wie Industrie 4.0. Die Frage lautet also nicht “warum”, sondern vielmehr “wie”.

Ökologie und Umweltschutz

Fangen wir mal mit dem offensichtlichsten an, der Umwelt. Nachhaltigkeit bedeutet in diesem Umfeld, dass ich nur die Rohstoffe und Ressourcen verbrauche, die unbedingt nötig sind. Das gilt sowohl für Material und Maschinen als auch für Personal und Energie. Bei der Energie ist der Zusammenhang mit der Umwelt am deutlichsten, da die meisten Energieformen direkt eine Verschmutzung der Umwelt zur Folge haben – es entstehen Abgase oder zumindest CO2. Daher ruft die nachhaltige Produktion schnell das Energiemanagement auf den Plan. Energiemanagement bedeutet, dass man seine Energieverbräuche kennt und diese nach besten Möglichkeiten optimiert. Dazu gehören im Wesentlichen Maßnahmen zur Effizienzsteigerung.

Zum Beispiel kann man auf Basis der bekannten Verbräuche entscheiden, ein Produkt nur noch mit der Maschine zu produzieren, die am wenigsten Energie dafür benötigt. Eine andere Maßnahme besteht darin, den Ausschuss auf null zu reduzieren, damit keine unnötige Energie verbraucht wird. Auch gilt es Verluste beim Verteilen der Energie zu vermeiden; zum Beispiel überprüft man das Leitungssystem für Druckluft regelmäßig auf Leckagen.

Eine Energiemanagementsoftware unterstützt Fertigungsunternehmen dabei, alle Verbräuche systematisch zu erfassen und den jeweiligen Verbrauchern zuzuordnen. So können energiefressende Ressourcen aber auch Aufträge mit hohem Energiebedarf identifiziert werden. Dafür muss das Energiemanagement entweder in die Fertigungs-IT integriert sein oder zumindest auf auftragsbezogene Produktionsdaten zugreifen können. Bei MPDV ist das Energiemanagement ein Teil des Manufacturing Execution Systems (MES) HYDRA, kann aber auch stand-alone betrieben werden. Neben der Erfassung und Analyse von Energieverbräuchen steht hier insbesondere die Korrelation mit Auftragsdaten und Maschinenzuständen im Fokus. Zum Beispiel kann man feststellen, wie viel Energie ein bestimmter Auftrag verbraucht und daraus Kennzahlen berechnen, die angeben, wie viel Energie aufgewendet wurde, um einen einzelnen Artikel herzustellen. Die Korrelation mit Maschinenzuständen lässt Rückschlüsse auf mögliche Verschwendungen in nicht produktiven Zeiten zu. Möglicherweise können ausgewählte Maschinen oder zumindest Teile davon ausgeschaltet werden, wenn darauf nicht produziert wird. Zum Beispiel kann das Förderband, das fertige Teile abtransportiert, oder der Handling-Roboter, der die Teile aus dem Werkzeug entnimmt, zeitweise gestoppt werden.

Ökonomie und Wirtschaftlichkeit

Es liegt auf der Hand, dass ein geringerer Energieverbrauch die Umwelt schont. Genauso offensichtlich ist es, dass man auch Kosten sparen kann, wenn man weniger Energie verbraucht. Denn Energie kostet nicht nur Geld – in den letzten Jahren sind die Preise für Energie aller Art zudem enorm gestiegen – insbesondere in Deutschland. Nicht nur bei den Strompreisen ist Deutschland europaweit führend. Der zunehmende Wettbewerbsdruck in der Fertigungsindustrie führt dazu, dass den Unternehmen mittlerweile jedes Mittel recht ist, die Herstellungskosten zu senken. Neben dem schonenden Umgang mit Rohstoffen ist also die Steigerung der Energieeffizienz eine zweite Maßnahme mit hohem Erfolgspotenzial.

Auch hier zeigen sich Synergien zwischen dem Energiemanagement und anderen Funktionen der Fertigungs-IT. Ein weiterer spannender Aspekt ist in diesem Zusammenhang der Umgang mit Energiekontingenten. Kauft man bestimmte Kontingente günstig ein, so müssen diese in definierten Zeiträumen genutzt werden. Hierfür braucht es eine energieorientierte Fertigungsplanung. Gleichzeitig können mit der Planung auch Lastspitzen vermieden werden, die ebenfalls für zusätzliche Kosten bei der Energiebeschaffung sorgen.

Insbesondere in der energieintensiven Industrie sorgt eine Zertifizierung nach DIN EN ISO 50001 dafür, dass weitere Kostenvorteile bei der Energiebeschaffung gewährt werden. Klar, eine solche Zertifizierung ist erst einmal aufwendig – im Sinne von Zeit und Geld. Die gute Nachricht ist allerdings, dass insbesondere beim Einführen von Energiemanagementsoftware die Möglichkeit besteht, Fördermittel vom Staat zu bekommen. Hierzu führt das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) eine Liste förderfähiger Software, auf der das Energiemanagement von HYDRA aufgeführt ist. Fertigungsunternehmen sollten sich diese Chance nicht entgehen lassen – insbesondere dann, wenn sie aufgrund ihres hohen Energieverbrauchs dazu verpflichtet sind, ein Energiemanagementsystem gemäß DIN EN ISO 50001 zu etablieren und zu betreiben.

Langfristigkeit und kontinuierliche Verbesserung

Auch bei Maßnahmen zur Senkung des Energieverbrauchs gilt, dass eine langfristige und kontinuierliche Optimierung nachhaltiger ist als eine Einzelaktion. Die Energie erweitert den in den meisten Unternehmen ohnehin vorhandenen kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP) um einen weiteren Aspekt.

Abseits der unternehmensinternen KVP-Maßnahmen steht auch das sogenannte 1,5-Grad-Klimaziel im Raum. Demnach muss bis 2030 der Ausstoß von Treibhausgasen weltweit um 45 Prozent sinken. Da CO2 einen wesentlichen Beitrag dazu leistet und Produktionsunternehmen mit Ihrem Energieverbrauch einen wesentlichen Anteil daran haben, leisten die zuvor genannten Maßnahmen letztendlich auch langfristig einen Beitrag zum Klimaschutz.