Das Einsparpotenzial nutzen

Mit moderner Anlagentechnik und dem Umstieg auf alternative Energieträger kann man die Energiekosten mittelfristig erheblich reduzieren. Das Einsparpotenzial ist enorm. Experten gehen davon aus, dass 20 bis 25 % mehr Energie verbraucht wird, als wirtschaftlich vertretbar ist. Aus einer Studie der Energieagentur B.A.U.M geht hervor, dass in Handwerksbetrieben kurzfristig 10 % der Energiekosten ohne großen finanziellen Aufwand eingespart werden können.

Dazu ist es jedoch notwendig zu wissen, welches die größten Energiefresser im Unternehmen sind. In Schreinereien sind dies in erster Linie die Druckluftanlage, die Späneabsaugung, die Beleuchtung sowie die Wärmeerzeugung.

Druckluft wird in Schreinereien in erster Linie für den Betrieb von Maschinen, Schraubwerkzeugen und die Oberflächenbeschichtung eingesetzt. Sie ist die teuerste Energie im Betrieb, da nur etwa 10 % der im Kompressor eingesetzten elektrischen Energie beim jeweiligen Verbraucher ankommt. Das bedeutet, dass Druckluftenergie etwa den zehnfachen Preis von elektrischer Energie hat. Dabei lassen sich gerade bei der Drucklufterzeugung die Energiekosten relativ schnell und kostengünstig reduzieren. Die Ursachen für zu hohen Druckluftverbrauch sind vielfältig, in der Hauptsache sind es jedoch:

Heute bieten die meisten Druckluftanlagenhersteller kostenlose Energie-Bilanz-Systeme (EBS) zur Analyse der Kompressorstationen an. Aus einer solchen Verbrauchswerte-Messung lassen sich u. a. Aussagen über die Leckagemenge, den Druckluftbedarf als Tages- und Wochenprofil sowie den Energieverbrauch der Kompressorenstation ableiten. Diese Daten dienen dann wiederum als Grundlage für eine Optimierung der Anlage.

Bei einer Druckluftanlage geht die meiste Energie durch den Verlust von Luft über Leckagen verloren. Die Leckagenverluste können bis zu 70 % der mittleren Bedarfsmenge erreichen. Meist liegt die Ursache an vielfachen Undichtigkeiten, vor allem beim Luftleitungszubehör, an den Werkzeugen und im Netz. Leckage wird durch undichte Schlauchstellen, Kupplungen, Absperrventile, Wartungseinheiten, Filter und gealterte Schläuche verursacht. Die Werkzeuge selbst verlieren Luft oftmals über verschlissene Dichtungen. Jedes Zisch- und Pfeifgeräuch ist ein Indiz für Luftverlust. Hörbare Leckage „kostet“ mindestens 0,1 m³/min Druckluft. Erfahrungsgemäß entstehen im letzten Drittel der Druckluftverteilung die meisten Leckagen.

Leckagen lassen sich durch Lecksuchmittel (z. B Wasser mit Spülmittel in einer Sprühflasche), Geräuschentwicklung, Leckagespray oder durch Ultraschallmessgeräte recht gut ermitteln. Die Leckage sollte bei kleineren Netzen unter 5 %, bei sehr großen Netzen unter 15 % liegen.

In vielen Betrieben werden Anlagen immer noch mit einem zu hohen Druck betrieben. Druckluftwerkzeuge arbeiten in der Regel mit 6 bar wirtschaftlich und Spezialmaschinen garantieren bei rund 7 bis 8 bar einen störungsfreien Betrieb. Es ist daher nicht notwendig, einen Kompressor auf 10 oder sogar 12 bar einzustellen. Jedes bar weniger Druck reduziert die Energieaufnahme des Kompressors um 6 bis 10 %. Darüber hinaus bedeutet 1 bar Druckreduzierung ca. 10 % Leckagereduzierung.

Bei der Drucklufterzeugung entsteht Abwärme, die in Nutzwärme umgewandelt werden kann. 94 % der in einem Kompressor eingesetzten Energie können zu Heizzwecken verwendet werden. Es ist also sinnvoll zu prüfen, wo im Unternehmen Heizbedarf besteht und wie die Abwärme dafür genutzt werden kann. Die einfachste Variante ist die Warmluftheizung. Die vom Kompressor erwärmte Luft wird hierfür über Luftschächte in die Werkstatt geleitet. Bei größerer Distanz zwischen Kompressorraum und des zu heizenden Raumes muss gegebenenfalls ein Stützventilator eingesetzt werden.

Praxistipp: Gehen Sie nach Feierabend einmal durch den Betrieb und stellen Sie fest, an welchen Stellen Druckluft aus dem Rohrleitungsnetz entweicht. Leckagen verursachen erhebliche Energieverluste. Der Austausch eines defekten Kopplungsventils kostet nur wenige Euro, spart aber erhebliche Stromkosten.

Die Späneabsaugung ist mit ca. 40 % des Gesamtenergieverbrauchs der größte Energiefresser in Schreinereien. In vielen Betrieben stehen noch alte rohgasseitige Absauganlagen, bei denen die Späne durch den Ventilator gefördert werden. Diese Anlagen erreichen konstruktionsbedingt Wirkungsgrade von nur 50 bis 78 %. Neue Anlagen mit reingasseitiger Ventilatoranordnung erreichen dagegen Wirkungsgrade von 78 bis 87 %.

Bei einer Absauganlage mit einem Volumenstrom von 12 000 m³ und einer Druckdifferenz von 2500 Pa kann ein verbesserter Wirkungsgrad eine Verringerung des Energiebedarfs um rund 3,5 bis 4,0 kW bedeuten. Je nach Laufzeit der Anlage können so Energiekosten von 700 bis 800 Euro pro Jahr eingespart werden.

Gerade bei Veränderungen im Maschinenpark, sollte darauf geachtet werden, dass die Rohleitungen von der Absaugstelle bis zur Filteranlage möglichst gerade und auf kürzestem Weg verlegt werden. Zu lange Absaugrohre, zusätzliche Bögen und Krümmungen erhöhen die Leitungswiderstände und führen zu Druckverlusten. Werden 10 % Druckdifferenz nicht benötigt, so sinken der Kraftbedarf und damit die Betriebskosten auch um 10 %. Besonders negativ wirken sich so genannte Flexschläuche auf die Druckverluste innerhalb des Absaugsystems aus.

Jede Maschine benötigt einen Volumenstrom zur Absaugung. Wird abgesaugt, entstehen Kosten, jeder m³ Luft kostet Geld. Daher sollte jede Holzbearbeitungsmaschine mit einem intelligent gesteuerten elektropneumatischen Automatikschieber versehen sein. Intelligent bedeutet, dass der Schieber öffnet, wenn an der Maschine gearbeitet wird und während Stillstandzeiten wieder schließt.

Einsparpotenziale liegen auch in der Steuerung. Ein Ventilator startet immer unter Last, d. h. mit der ersten Umdrehung wird Luft gefördert. Startet der Ventilator im Direktanlauf, so kann während der Hochlaufphase mehr als das 8-fache des Motornennstroms aufgenommen werden. Das sind kritische Stromspitzen, die durch Sanftanläufe oder Frequenzumrichter vermieden werden können. Beide Systeme begrenzen die Stromaufnahme auf den Motornennstrom. Der Einsatz von Frequenzregelungen ist insbesondere dann interessant, wenn eine Absauganlage im Unterdruck betrieben wird und über eine hohe Luftleistung verfügt, die nur selten voll genutzt wird.

Frequenzumrichter sind generell auch nachrüstbar, aber bei Ventilatoren auf der Rohgasseite mit Unterdrucksensor oftmals weniger effektiv als bei entsprechenden Reingasanlagen. Zur Vermeidung von Stromspitzen sind Sanftanläufer immer einsetzbar, eine Drehzahlregelung ist damit jedoch nicht möglich.

Ein weiterer Punkt der Energieeinsparung betrifft die Absaugung indirekt – es ist die Rückführung der gereinigten Absaugluft. Wenn die abgesaugte Luftmenge einem beheizten Raum entnommen wird, so sollte diese erwärmte Luft auch zurückgeführt werden. Geht sie nach draußen, so muss die Luft durch Frischluft ersetzt werden, die zusätzlich aufgeheizt werden muss. Das kostet Brennstoff, bei Öl oder Gas sicher teuer, bei Holzabfällen aus der eigenen Fertigung zumindest noch die Mehrleistung und den zusätzlichen Verschleiß. Schon aus Gründen der Luftmengenbilanz sollte die Luft immer zurückgeführt werden, Unterdruck im Arbeitsraum und Zugerscheinungen werden damit vermieden.

Praxistipp: Verzichten Sie beim Anschluss der Maschinen an das Absaugnetz so weit als möglich auf flexible Kunststoffschläuche. Flexschläuche haben einen bis zu 7-fach höheren Rohleitungswiderstand als normale Rohre.

Nach Angaben der Deutschen Energieagentur (DENA) werden durchschnittlich 22 % der Stromkosten in gewerblichen Gebäuden für die Beleuchtung aufgewendet. Ein Großteil dieser Kosten wird durch völlig veraltete Beleuchtungsanlagen aus den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts verursacht. Verschmutzte oder nicht vorhandene Lichtlenker, ausgediente elektrische Kontaktierungen sowie überalterte Leuchtmittel erhöhen die Stromrechnung überproportional.

In vielen Betrieben werden für die Beleuchtung immer noch Leuchtstoffröhren mit konventionellen Vorschaltgeräten (KVG) eingesetzt. Beim Einsatz einer 58 W-Röhre fordert allein das konventionelle Vorschaltgerät eine Leistung von 13 Watt. Elektronische Vorschaltgeräte (EVG) ermöglichen eine 10 % höhere Lichtausbeute bei einer bis zu 50 % höheren Lampenlebensdauer (Warmstart-EVG). Sie haben eine geringere Anschlussleistung und verbrauchen dadurch bis zu 23 % weniger Strom. Darüber hinaus ist das Licht flackerfrei und es entsteht, was gerade bei Maschinenarbeiten von Bedeutung ist, kein stroboskopischer Effekt.

Eine neue Generation von Leuchtmittel, so genannte energieeffiziente Leuchtstofflampen, können die Energieersparnis gegenüber einer modernen T5-Lampe mit EVG nochmals um 10 % steigern. Über die Lebensdauer von 5 Jahren lassen sich so pro Röhre ca. 8 Euro einsparen. Berücksichtigt man den Mehrpreis von 3 Euro gegenüber einer T5-Lampe, so bleiben immerhin noch 5 Euro pro Lichtpunkt.

Gerade während der Winterzeit wird in den Betrieben bei Arbeitsbeginn die gesamte Beleuchtung eingeschaltet. Oftmals wird jedoch versäumt, bei entsprechendem Tageslicht die Beleuchtung wieder auszuschalten.

Mit einer Präsenzregelung oder einem Bewegungsmelder wird die Beleuchtung nur dann eingeschaltet, wenn der jeweilige Bereich tatsächlich genutzt wird. Zeitschaltuhren schalten die Beleuchtung automatisch nach einer vorgegebenen Brenndauer ab. Mit einer Tageslichtregelung mittels Lichtsensoren wird die Beleuchtung abgeschaltet, wenn genügend Tageslicht zur Verfügung steht. Solch eine Regelung ist beispielsweise für Räume mit großen Fensterflächen oder für die Außenbeleuchtung geeignet. Der Einsatz von Regelungstechnik rechnet sich aufgrund der geringen Investitionen schon nach relativ kurzer Zeit.

Ein professionelles Lichtkonzept wirkt sich nicht nur positiv auf die Stromrechnung aus. Eine höhere Beleuchtungsstärke steigert einer Studie zufolge die Arbeitsleistung und senkt die Fehlerquote und Unfallrate.

Praxistipp: Durch die Schaltung von Leuchten und Leuchtengruppen mit Zeitschaltern, Bewegungsmeldern und Tageslichtsensoren lässt sich der Energieverbrauch zusätzlich reduzieren.

Die Verbrennung der im Betrieb anfallenden Holzreste in einer eigenen Festbrennstoffanlage ist nicht nur ökologisch sinnvoll, sondern aus heutiger Sicht auch aus Kostengründen zu empfehlen. Bedenkt man, dass 1 m³ gemischte Holzabfälle ca. 80 – 90 Liter Heizöl ersetzen, lässt sich leicht ausrechnen, welche Summen eingespart werden können, wenn man nicht auf teures Öl oder Gas angewiesen ist.

In vielen Betrieben reichen jedoch die eigenen Restholzmengen zur Abdeckung des Wärmeenergiebedarfs nicht mehr aus. In solchen Fällen können die vorhandenen Reste entweder durch Hackschnitzel oder durch Holzpellets ergänzt werden. Holzpellets verbrennen schwefeldioxydfrei und sind CO2-neutral. Der Brennstoff ist bundesweit verfügbar und die Lieferkapazitäten sind bei weitem noch nicht ausgeschöpft. Der Heizwert entspricht etwa 5 kWh/kg. Zum Vergleich: Heizöl hat einen Heizwert von ca. 10 kWh/Liter, Erdgas ca. 10 kWh/m³. Mit 2 kg Pellets können somit etwa ein Liter Heizöl bzw. ein Kubikmeter Erdgas ersetzt werden.

Der aktuelle Pelletspreis beträgt 200 Euro/Tonne inkl. MwSt. (bei einer Mindestabnahme von 5 Tonnen). Danach rechnet sich die Verbrennung von Pellets bereits ab einem Ölpreis von mehr als 0,40 Euro/Liter.

Praxistipp: Heizungsanlagen haben einen vergleichsweise hohen Stromverbrauch. Daran sind die Tag und Nacht laufenden Umwälzpumpen schuld. Diese sind meist um ganze Faktoren zu groß ausgelegt. Als Richtwert sollte die Pumpleistung etwa einem Promille der Heizleistung entsprechen. Für eine 100 kW-Heizung genügt also eine 100 Watt-Pumpe.

In Schreinereien gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Steigerung der Energieeffizienz. Alle genannten Maßnahmen werden als Einzelmaßnahme eine verhältnismäßig geringe Kostenreduzierung zur Folge haben. Als Gesamtmaßnahme werden sie jedoch dazu beitragen, den Energieverbrauch, und somit die Energiekosten erheblich zu reduzieren. Selbst wenn es nur gelingt, die Energiekosten um jährlich 2000 Euro zu reduzieren so bedeutet das 2000 Euro mehr Gewinn. Deutlicher wird dies noch, wenn man sich bewusst macht, um wie viel Prozent der Umsatz gesteigert werden muss, um diese 2000 Euro mehr Gewinn zu erwirtschaften. ■