Energieeffiziente Kunststoffverarbeitung Erkenntnisse aus ...€¦ · Illustrations: BASF...

Dr. Otto Urbanek

Energieeffiziente Kunststoffverarbeitung –

Erkenntnisse aus der EUROMAP Studie

Wien, 10. Juni 2014

2© Dr. Urbanek Technologie Management GmbH, 4910 Ried, Austria

Agenda

Urbanek Innovation Consulting

Spezialisiertes Consulting

für den Maschinenbau und die Kunststoffverarbeitung

Die EUROMAP Studie

Zahlen – Daten – Fakten

Das “schwarze Loch”

Produktbezogenes Prozess Monitoring

Wegbereiter für das energieeffiziente Unternehmen

Zusammenfassung:

Energieeffizienz - eine lohnende Wettbewerbsdisziplin


Der Auslöser für die Euromap-Studie:“20-20-20” Ziele der EU

EUROMAP

Der Europäische Dachverband der Hersteller von Gummi- und Kunststoff

verarbeitenden Maschinen

Europäische Kommission:

Verabschiedete 2007 Ziele zur Einsparung von Energie…

"20-20-20" goal

Treibhausgas-Emissionen um

20% bis 2020 reduzieren

Senkung des

Energieverbrauchs um 20%

20% Anteil von erneuerbarer

Energie


EUROMAP beauftragt Studie bei Urbanek Innovation Consulting

Das Ziel:

Daten, Fakten, Handlungsempfehlungen

Daraus entstanden eine Fülle von Fragenfür die Maschinenindustrie und die verarbeitende Industrie!

Wie betrifft dieses Ziel die eigene Industrie? (Maschinenindustrie, verarbeitende Betriebe)

Sind diese Ziele realisierbar?

Wo stehen wir heute?

Welche Effizienz-Potentiale gibt es überhaupt?

Wird es zu neuen Gesetzen kommen?

Wie werden diese aussehen?

Führt die Forderung nach Energieeffizienz zu höheren Kosten?

Auswirkungen auf die internationale Wettbewerbsfähigkeit?


Bewertung von Energieeffizienz und Potenzialen..

Illustrations: BASF (granulate), greiner bio-one (preanalytics product)

1 kg Produkt

Material

Energy supply

converting machines

enterprise

infrastructure

other

processes

preheating

conveyingdrying

curing

trimming

painting

assembly

cooling

… macht klare Definitionen

erforderlich!


Der Maschinenhersteller denkt im M-SEC [kWh/kg](machine – specific energy consumption)


1 kg Produkt

Material

Energy supply

converting machines

enterprise

infrastructure

other

processes

preheating

conveyingdrying

curing

trimming

painting

assembly

cooling

M-SEC

der M-SEC beinhaltet:

Wärmeeintrag in das Material

Maschinenbewegungen (Schnecke, Schließeinheit, Auswerfer,..)


Der Unternehmer spürt den S-SEC(site – specific energy consumption)

… einfach zu ermitteln

1 kg Produkt

Material

Energy supply

converting machines

enterprise

infrastructure

other

processes

preheating

conveyingdrying

curing

trimming

painting

assembly

cooling

S-SEC


Der S-SEC beinhaltet:

Jeglichen Energieverbrauch innerhalb der Fabrik


Feststellung:Weitgehend unbekannt ist derP-SEC (produktbezogener SEC)

1 kg Produkt

Material

Energy supply

converting machines

enterprise

infrastructure

other

processes

preheating

conveyingdrying

curing

trimming

painting

assembly

cooling

P-SEC


Der P-SEC beinhaltet:

Alle Energieverbrauche, die für die Herstellung eines Produkts erforderlich sind

Damit relevant für Herstellkosten!


Europaweite Markt – Technologie – Analysehier am Beispiel der Spritzgießmaschinen

time

Technology

(share)

average machine lifetime 18 years, continuous renewal of machines (1:1)

Efficiency numbers of single technologies according to received information and countercheck with

measurement data; special high speed machinery for packaging not particularly considered

100%

1990 2000 2010 2020

Hydraulic variable

displacement pump

Constant

pump Electric variable

displacement pumpHydraulic pump

with variable

motor

Electric machine

Estimation for 2020:

85% of population <400t

(50% el. machine, 50% hydr.

pump with variable motor)

15% ≥ 400t

(100% hydraulic pump with

variable motor.)


Istbefund heute:Die Europäische Maschinenpopulation M-SEC von 0,48 kWh/kg

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Durchschnitt

Spritzguss

Extrusion

Blasformen

Thermoformen

M-SEC

0,48 kWh/kg

Die Durchsatz-Mengenanteile

der Verarbeitungstechnologien

Mengen 2008, Werte gerundet;

Plastics Europe, UIC Interviews und Berechnungen

28

50

15

7


Istbefund heute:Die spezifischen Energieverbrauche der Fabriken (S-SEC) in Europa

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Spritzguss Extrusion Blasformen Thermoformen Durchschnitt

Maschinen

Fabrik

…zeigen ebenfalls deutliche Unterschiede zwischen den Technologien

Quelle: Internetbefragung nach Jahresverbräuchen elektrische Energie und Kunststoff

( Urbanek Innovation Consulting )


Jedoch:Überraschend große Differenzen zwischen Maschine und Fabrik!

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Spritzguss Extrusion Blasformen Thermoformen Durchschnitt

Maschinen

Fabrik

M-SEC versus S-SEC

Im Durchschnitt etwa Faktor 1:3


Potenzial bei Maschinen!Deutliche Steigerungen bei Maschineneffizienz, auch zukünftig!

Organically

renewed

Population

2020

Population 2010

-14%

Additional potential

-21%

0,4

8

0,4

1

- 0,03 kWh/kg

Die unten angeführten Zahlen

berücksichtigen die Technologie-

Martentwicklung für Spritzgießen,

Extrusion, Blasformen, Tiefziehen

14

Potenzial Fabrik?Maschinen leisten nur geringen Teil!

SE

C [

kW

h/k

g]

SEC gain by machine

renewal, expected

technology changes

included!

Additional SEC

potential, which

can be reasonably

influenced

Minimum energy for

transformation incl.

energy losses

- 50%

Commitment

Plast Voltage

Infrastructure,

Building

0,48

1,41

- 14%0,41

0,17

?


„Das schwarze Loch“:? wo mit Maßnahmen ansetzen ?

22,8 TWh

66,5 TWh

8,0 TWh

??

9 : 3 : 1

Angaben beziehen sich auf EU27 (2008)

gemäß EUROMAP Studie der Urbanek Consulting


Allgemeiner Befund:Prozessbezogener Energieverbrauch

= Nicht bekannt

Nicht bekannt:

wo wird wieviel Energie im Prozess wirklich verbraucht ???

produktbezogene Energiekosten ???

??

P-SEC


Systemverständnis entwickeln!

Die Energieverbräuche aller erforderlichen Produktionselemente online detailliert erfassen und monitoren…

… und Entscheidungen treffen!

Druckluft3

Kühlung

Das Erfolgsrezept:Gesamtheitliches Prozess Monitoringschafft Systemverständnis


Produktbezogenes Energiemontoring wird zum Erfolgsmotor!Warum?

Energiekosten am Produkt und die Einflussparameter werden transparent

Energie-Verbrauchsoptimierungund Ressourceneffizienz erfolgt ganzheitlich

Echtes Benchmarking zwischen Anlagen wird möglich

Gezielte Maßnahmen möglich (Prozessführung, Investitionen) und in ihrer Wirkung (Rentabilität) überprüfbar

Sensibilität für TCO wird wachsen, Kenntnis des ROI für Energieeffizienz steigernde Maßnahmen wird Erneuerungsprozess beschleunigen

Wissensvorsprung wird zum Wettbewerbsvorteil

Wachsender wirtschaftlicher Nutzen über die Abschreibung hinaus!

Analyse Maßnahmen Umsetzung Kostenreduktion und Wettbewerbsvorteil


Zusammenfassung:

Energieeffizienz –Eine lohnende Wettbewerbsdisziplin

1. Energieeffizienz

= erfolgsstärkende Disziplin mit

wirtschaftlicher Langzeitwirkung

2. TCO bei Einzelinvestitionen als

Entscheidungskriterium einführen!

3. Systemverständnis erarbeiten (z.B. Monitoring):

Der höchste Nutzen liegt dann vor,

wenn das Systemoptimum erreicht ist

4. Mein Grundsatz:

a. Vordenken: Wie kann ich Verluste vermeiden?

b. Nachdenken über Energie-Rückgewinnung


Dr. Urbanek Technologie Management GmbH

Technologiezentrum Ried

Molkereistraße 4

4910 Ried im Innkreis

Austria

Telefon +43 676 520 7100

[email protected]

www.urbanek-consulting.com

Das spezialisierte Consulting - Unternehmen für

Maschinenbau und Kunststoffverarbeitung

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