Post on 22-Jan-2018
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
Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 20164
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
5Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
6Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
EEG – Umlage
Lästige Auflagen oder auch
Anreiz für den Ausbau eines
geeigneten
Energiemanagementsystems
unabhängig vom EEG-Gesetz?
7Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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
10Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Innerbetriebliches Energiemanagement
Die Menschen hinter dem
Energiemanagement
Einbeziehung der Mitarbeiter
Aufbau eines neuen
Energiebewusstseins
12Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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
13Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Gute Sparpotentiale werden
offen gewürdigt
Anreize schaffen
14Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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
16Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
17Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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
Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 201619
Analysemethoden
Stromverbräuche den
Endverbrauchern zuordnen
Energiemessmodule übertragen
Stromverbräuche über
Ethernetverbindungen an
Zentralrechner
Messwandlereinbau in
bestehende Anlagen
20Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Druckluftmessungen
Verbräuche den
Endverbrauchern zuordnen
Luftdruckverbrauchsmessungen
benötigen besondere
Beruhigungsstrecken
21Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Unsere Messsysteme
Druckluftmessungen
Modulares Messsystem
ermöglicht hochflexiblen Einsatz
unserer Messfühler
Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Dampfverbrauchsmessungen
Verbräuche den
Endverbrauchern zuordnen
Blick auf den
Messfühler
Volumenstrommessung nach dem
Wirbelzählerprinzip
22
23Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Optische Messverfahren sollten vorwiegend vergleichend genutzt werden
Analysemöglichkeiten
Thermographie
Auch Kälteverluste können
sichtbar gemacht werden
Thermische Verluste
dokumentieren
Energiesparpotentiale
Verbräuche
reduzieren
25Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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
27Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Klimatisierung
Torluftschleieranlage
Vor Inbetriebnahme
Nach Inbetriebnahme
Filme
Heißwassereinspeisung
28Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Klimatisierung
Torluftschleieranlage
Chiffrierbare Ergebnisse
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
29Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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
30Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Chiffrierbare Ergebnisse
~ 50 - 60 l/h vernebeltes Kühlwasser reichen, um 1,8 t Produkt um 20°C abzukühlen. Achtung: Prozessluftverbrauch mitbetrachten.
31Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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.
32Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Luftleckagen-Suche nach der
Ultraschallmethode
Chiffrierbare Ergebnisse
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.
33Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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
Chiffrierbare Ergebnisse
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
34Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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
37Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Konditherm®, Dampfrückgewinnung senkt
Primärenergiekosten um mehr als 10%
Eiswassererzeugung
aus Prozesswärme
Kondensierter Dampf wird im
Winter zum Heizen und im
Sommer zum Kühlen genutzt
38Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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
39Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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
Chiffrierbare Ergebnisse
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
43Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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
44Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Heute ersetzen wir fast ausschließlich durch LED
45Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Leuchten mit Eigenintelligenz
Sparpotential LED
Die Lampen sind
individuell
programmierbar
LED eröffnet weitere
Sparpotentiale.
46Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Amortisationsvorteile LED
Verlängerung der Gewährleistung für LEDs macht Montagen in Grenzbereichen bezahlbar
Gerüstbau für
Montagen in
unerreichbaren
Hallenbereichen
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
47Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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
48Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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
49Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Hausforderung:Umrüstung von Lichtanlagen
mit hohem Installationsaufwand auf
Intelligente Beleuchtung
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
Intelligente Beleuchtung
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
52Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Michael Wiesel TEC-SF / BKR Projektmanagement 53
Individuelle Anforderungen respektieren
Vermeidung von Überbeleuchtung
In Hallen ohne
besondere
Anforderungen
reichen
Beleuchtungsstärken
von 150 lx
54Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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.
56Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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)
58Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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
61Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Zusätzlicher Gewinn:
Geringerer CO² Ausstoß und damit
indirekter Gewinn über CO²Zertifikate
Kraft-Wärme-Kopplung
Chiffrierbare Ergebnisse
Energieersparnis 1,6 Millionen €/Jahr CO² Verminderung 7000t/Jahr
Investition: ca. 10 Millionen €
Quelle: www.steag-saarenergie.de
62Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
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
Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 201665
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
jekts
tart
Pro
jekte
nde
Projektkosten
Bre
ak e
ven
Amortisationsdauer
€
Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Vielen Dank
für Ihr
Interesse
66Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016