01.12.2011
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Euromap: Produktivität und Energieeffizienz gehen Hand in Hand
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 bedeute im Allgemeinen auch eine Investition in Energieeffizienz.
In der Studie wurden die Hauptvertreter der Kunststoff und Gummi verarbeitenden Technologien betrachtet, nämlich Spritzgießen, Extrusion, Blasformen und Thermoformen, welche für rund 90% des gesamten Verarbeitungsvolumen stehen.
Rückblick: Produktionsleistung in 20 Jahren nahezu verdoppelt /spezifischer Energieverbrauch minus 30 Prozent
In den vergangenen 20 Jahren konnte der Studie zufolge die Produktionsleistung von Spritzgießmaschinen etwa verdoppelt werden. Maschinen vergleichbarer Größe ermöglichen demzufolge 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
Wie die Studie weiter ausführt, werden seit einigen Jahren vermehrt Servo-Antriebe in zyklischen Prozessen wie der Spritzgieß-, Blasform- sowie in der Tiefziehtechnologie eingesetzt. Mit ihnen könne der Energieaufwand für Bewegungen halbiert werden. Anlagen mit konventioneller, zentraler Antriebsquelle und systembedingten Leitungs- und Regelverlusten würden zunehmend ersetzt. In Hochleistungsbereichen, wie bei Verpackungen und in der Medizintechnik habe die Servotechnik längst den Durchbruch geschafft. Inzwischen sollen Servo-Antriebe auch einfache Lösungen für die Energierückgewinnung bieten. Beispielsweise können im Spritzgussverfahren bei raschen Bewegungen der Schließeinheiten die Antriebe während des Bremsvorgangs als Generatoren genutzt und Energie gewonnen werden. Dieses Konzept komme 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 mache 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 mache weitere Effizienzgewinne möglich - im Einzelfall durchaus bis zu 50 Prozent.
Verfahrenstechnik und Integration setzen entscheidende Impulse
Die wichtigste Rolle bei der Verbesserung der Maschinen spiele die Entwicklung der Verfahrenstechnik: Fortschritte in der Schneckentechnologie hätten eine deutliche Erhöhung der Durchsätze bei verbesserter Schmelzequalität ermöglicht. So seien Extruder und die Spritzaggregate an Spritzgießmaschinen bei gleicher Leistung kleiner und besser geworden. Bei den Thermoformmaschinen liege großes Potenzial im Bereich der Heizstrahler-Systeme.
Aber auch die Zusammenführung mehrerer Prozesse biete hohes Potenzial: Dies sei 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 könne festgehalten werden: wenn bei den Kunststoff-Verarbeitern in Europa auch künftig die Steigerung der Produktivität an zentraler Stelle der Investitionsentscheidungen stehe, werde dies die Energieeffizienz begünstigen.
Energie-Monitoring lohnt sich
Darüber hinaus sollen sich noch deutliche Einsparungen realisieren lassen, wenn die Verarbeiter eine klare Vorstellung über die Stellschrauben beim Energieverbrauch entwickeln. Einen Beitrag könne eine Überwachung des Energieflusses in den Maschinen, den Anlagen und im Betrieb leisten. Der Energiebedarf werde dadurch transparent und das helfe, den Energieverbrauch bedarfsgerecht zu steuern. Letztlich würden die Betriebskosten gesenkt und ganz nebenbei die Energieziele der EU Kommission - 20 Prozent weniger Energieverbrauch bis zum Jahr 2020 - erfüllt.
In der Studie wurden die Hauptvertreter der Kunststoff und Gummi verarbeitenden Technologien betrachtet, nämlich Spritzgießen, Extrusion, Blasformen und Thermoformen, welche für rund 90% des gesamten Verarbeitungsvolumen stehen.
Rückblick: Produktionsleistung in 20 Jahren nahezu verdoppelt /spezifischer Energieverbrauch minus 30 Prozent
In den vergangenen 20 Jahren konnte der Studie zufolge die Produktionsleistung von Spritzgießmaschinen etwa verdoppelt werden. Maschinen vergleichbarer Größe ermöglichen demzufolge 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
Wie die Studie weiter ausführt, werden seit einigen Jahren vermehrt Servo-Antriebe in zyklischen Prozessen wie der Spritzgieß-, Blasform- sowie in der Tiefziehtechnologie eingesetzt. Mit ihnen könne der Energieaufwand für Bewegungen halbiert werden. Anlagen mit konventioneller, zentraler Antriebsquelle und systembedingten Leitungs- und Regelverlusten würden zunehmend ersetzt. In Hochleistungsbereichen, wie bei Verpackungen und in der Medizintechnik habe die Servotechnik längst den Durchbruch geschafft. Inzwischen sollen Servo-Antriebe auch einfache Lösungen für die Energierückgewinnung bieten. Beispielsweise können im Spritzgussverfahren bei raschen Bewegungen der Schließeinheiten die Antriebe während des Bremsvorgangs als Generatoren genutzt und Energie gewonnen werden. Dieses Konzept komme 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 mache 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 mache weitere Effizienzgewinne möglich - im Einzelfall durchaus bis zu 50 Prozent.
Verfahrenstechnik und Integration setzen entscheidende Impulse
Die wichtigste Rolle bei der Verbesserung der Maschinen spiele die Entwicklung der Verfahrenstechnik: Fortschritte in der Schneckentechnologie hätten eine deutliche Erhöhung der Durchsätze bei verbesserter Schmelzequalität ermöglicht. So seien Extruder und die Spritzaggregate an Spritzgießmaschinen bei gleicher Leistung kleiner und besser geworden. Bei den Thermoformmaschinen liege großes Potenzial im Bereich der Heizstrahler-Systeme.
Aber auch die Zusammenführung mehrerer Prozesse biete hohes Potenzial: Dies sei 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 könne festgehalten werden: wenn bei den Kunststoff-Verarbeitern in Europa auch künftig die Steigerung der Produktivität an zentraler Stelle der Investitionsentscheidungen stehe, werde dies die Energieeffizienz begünstigen.
Energie-Monitoring lohnt sich
Darüber hinaus sollen sich noch deutliche Einsparungen realisieren lassen, wenn die Verarbeiter eine klare Vorstellung über die Stellschrauben beim Energieverbrauch entwickeln. Einen Beitrag könne eine Überwachung des Energieflusses in den Maschinen, den Anlagen und im Betrieb leisten. Der Energiebedarf werde dadurch transparent und das helfe, den Energieverbrauch bedarfsgerecht zu steuern. Letztlich würden die Betriebskosten gesenkt und ganz nebenbei die Energieziele der EU Kommission - 20 Prozent weniger Energieverbrauch bis zum Jahr 2020 - erfüllt.