EUROMAP Studie belegt: Produktivität und Energieeffizienz gehen Hand in Hand

30.11.2011

Energieeffizienz und Produktivität hängen nach Einschätzung von Dr. Urbanek, Ersteller der EUROMAP Studie „Energy Efficiency: European Plastics and Rubber Machines Well Placed“ eng zusammen. Eine Investition in höhere Produktivität bedeutet im Allgemeinen auch eine Investition in Energieeffizienz.

In der Studie betrachtet wurden die Hauptvertreter der Kunststoff und Gummi verarbeitenden Technologien, nämlich Spritzgießen, Extrusion, Blasformen und Thermoformen, welche für rund 90% des gesamten Verarbeitungsvolumen stehen.

Rückblick: Produktionsleistung in 20 Jahren nahezu verdoppelt /spezifischer Energieverbrauch bei Kunststoffmaschinen minus 30 Prozent

In den vergangenen 20 Jahren konnte die Produktionsleistung von Spritzgießmaschinen etwa verdoppelt werden. Maschinen vergleichbarer Größe ermöglichen heute einen Produktionsausstoß, für den früher die doppelte Maschinenanzahl erforderlich gewesen wäre. Dank verfahrenstechnischer Entwicklungen wurden die Maschinen deutlich schneller. Die Herausforderungen an die Hydraulik führten zu besserer Leistung und haben den Energieverbrauch von Spritzgießmaschinen um etwa 40 Prozent verringert.

Bei Extrusionsmaschinen konnte im selben Zeitraum der Materialdurchsatz ebenfalls verdoppelt werden. Der maschinenspezifische Energieverbrauch reduzierte sich um etwa 20%. Gleiches gilt im Bereich des Compoundierens: eine Verdoppelung des verarbeiteten Materials bei gleichzeitiger Reduktion des maschinenspezifischen Energieverbrauchs um 20%.

Servo-Antriebe auf dem Vormarsch

Servo-Antriebe werden seit einigen Jahren vermehrt in zyklischen Prozessen wie der Spritzgieß-, Blasform- sowie in der Tiefziehtechnologie eingesetzt. Mit ihnen kann der Energieaufwand für Bewegungen halbiert werden. Anlagen mit konventioneller, zentraler Antriebsquelle und systembedingten Leitungs- und Regelverlusten werden zunehmend ersetzt. In Hochleistungsbereichen, wie bei Verpackungen und in der Medizintechnik hat die Servotechnik längst den Durchbruch geschafft. Inzwischen bieten Servo-Antriebe auch einfache Lösungen für die Energierückgewinnung. Beispielsweise werden im Spritzgussverfahren bei raschen Bewegungen der Schließeinheiten die Antriebe während des Bremsvorgangs als Generatoren genutzt und Energie gewonnen. Dieses Konzept kommt auch bei rasch operierenden Schließeinheiten von Blasformmaschinen sowie an Thermoformmaschinen zur Anwendung.

Ausblick: Effizienzgewinne plus 50 Prozent bei weiterer Leistungssteigerung

Der Blick in die Zukunft macht deutlich, dass durch den Einsatz von energiesparenden und hochdynamischen Komponenten in den nächsten zehn Jahren Energie noch wesentlich besser genutzt werden kann. Der verstärkte Einsatz vollelektrischer Antriebe und servohydraulischer Konzepte statt konventioneller Technik macht weitere Effizienzgewinne möglich - im Einzelfall durchaus bis zu 50 Prozent.

Verfahrenstechnik und Integration setzen entscheidende Impulse

Die wichtigste Rolle bei der Verbesserung der Maschinen spielt die Entwicklung der Verfahrenstechnik: Fortschritte in der Schneckentechnologie haben eine deutliche Erhöhung der Durchsätze bei verbesserter Schmelzequalität ermöglicht. So konnten Extruder und die Spritzaggregate an Spritzgießmaschinen bei gleicher Leistung kleiner und besser werden. Bei den Thermoformmaschinen liegt großes Potenzial im Bereich der Heizstrahler - Systeme.

Aber auch die Zusammenführung mehrerer Prozesse bietet hohes Potenzial: Dies ist speziell dann interessant, wenn die Restwärme eines vorangegangenen Verfahrensschritts in einem nachfolgenden verwertet werden kann und neuerliche Heizvorgänge komplett entfallen.

Neue Technologien zahlen sich doppelt aus

Als Schlussfolgerung kann festgehalten werden: wenn bei den Kunststoff-Verarbeitern in Europa auch künftig die Steigerung der Produktivität an zentraler Stelle der Investitionsentscheidungen steht, wird dies die Energieeffizienz begünstigen.

Energie-Monitoring lohnt sich

Darüber hinaus lassen sich noch deutliche Einsparungen realisieren, wenn die Verarbeiter eine klare Vorstellung über die Stellschrauben beim Energieverbrauch entwickeln. Einen Beitrag leistet eine Überwachung des Energieflusses in den Maschinen, den Anlagen und im Betrieb. Der Energiebedarf wird dadurch transparent und das hilft, den Energieverbrauch bedarfsgerecht zu steuern. Letztlich werden die Betriebskosten gesenkt und ganz nebenbei die Energieziele der EU Kommission – 20 Prozent weniger Energieverbrauch bis zum Jahr 2020 - erfüllt.

Weitere Informationen:
Thorsten Kühmann, Generalsekretär, EUROMAP
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