Energieeffiziente Druckluft aus dem Container

Der amerikanische Automobilzulieferer Cooper Standard Automotive GmbH produziert an seinem deutschen Standort in Schelklingen Brems- und Kraftstoffleitungen. Für die Metallbearbeitung und die Biegeautomation ist Druckluft ein unerlässlicher Energieträger und kommt in entsprechend großen Mengen zum Einsatz. Bis zum Jahr 2016 erfolgte die Druckluftversorgung im Rahmen eines Contractingmodells eines Kompressorenherstellers. Den auslaufenden Contractingvertrag nahm das Unternehmen zum Anlass, die bisherige Druckluftversorgung auf den Prüfstand zu stellen.

Zur Planung und Umsetzung eines neuen Druckluftkonzepts entschied sich Cooper für eine Zusammenarbeit mit der Mader GmbH & Co. KG. Der Leinfeldener Druckluft- und Pneumatikspezialist befasst sich seit mehr als 80 Jahren mit dem Energieträger Druckluft und seiner optimalen Erzeugung und Nutzung. Dabei liegt der Fokus auf dem Aspekt der Energieeffizienz für den gesamten Druckluftprozess und maßgeschneiderten Druckluftlösungen.

Mit dem neuen Druckluftkonzept sollten bei Cooper folgende Ziele erreicht werden: Die Energieeffizienz sollte im gesamten Druckluftprozess verbessert werden, um damit Kosten einzusparen. Schließlich sollte das neue Konzept eine hohe Versorgungssicherheit garantieren und ein attraktives Finanzierungsmodell zur Sicherung der Liquidität umfassen.

Um die Energieeffizienz des gesamten Druckluftprozesses bei Cooper Standard Automotive zu maximieren, sollte Mader ein komplett neues, maßgeschneidertes Druckluftkonzept erarbeiten. Es sollte ausschließlich auf praktisch gemessenen Werten, wie z. B. dem reellen Druckluftverbrauch und dem Stromverbrauch der Kompressoren, basieren. Die Werte wurden im Rahmen der Energieeffizienzanalyse entsprechend den Anforderungen der internationalen Norm nach DIN EN ISO 11011 ermittelt. Im zweiten Schritt sollten Druckluftleckagen ermittelt und beseitigt werden. Ein individuelles Finanzierungsmodell sollte die Investitionskosten reduzieren und die Kosten planbar machen.

Entsprechend des erarbeiteten Druckluftkonzepts lieferte und installierte Mader einen schlüsselfertigen, voll ausgestatteten Druckluftcontainer, der neben den vier Kompressoren die gesamte zentrale Aufbereitungstechnik sowie Klimaanlage, Heizung, Zu- / Abluftsystem und Beleuchtung enthält.

Die neue Druckluftstation hat eine Gesamtleistung von 260 kW und liegt damit 115 kW unter der Gesamtleistung der alten Station. Damit deckt die Druckluftstation nicht nur effektiv den gesamten Druckluftbedarf des Unternehmens ab, es ist auch genügend Redundanz und damit Versorgungssicherheit bei Ausfällen oder Wartungen vorhanden. Eine übergeordnete Steuerung sichert jederzeit die bedarfsgerechte, effiziente Drucklufterzeugung.

Zur Finanzierung wurde ein Mietmodell vereinbart. Die Investitionskosten sind damit gering und die Druckluftkosten sicher kalkulierbar, da auch Service- und Wartungskosten im Mietpreis enthalten sind.

In einem weiteren Schritt erfolgte die Leckageortung und anschließende Beseitigung der Druckluftleckagen durch Mader. Der gesamte Prozess wurde mit der Mader Leckage-App dokumentiert. Über das Leckage-Online-Portal hatten die Verantwortlichen bei Cooper Standard Automotive jederzeit Einblick über den aktuellen Stand der Ortung und Beseitigung inklusive der bereits realisierten Einsparungen in Euro sowie CO2-Emissionen.

Die beschriebenen Maßnahmen führten zu einer Reduktion der durch die Druckluftversorgung verursachten CO2-Emissionen um 53,1 %. Sie betragen nunmehr jährlich noch 217,9 t. Dementsprechend hat sich auch der jährliche Stromverbrauch mehr als halbiert.

Die Lösung rechnet sich jedoch nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch. Die Mietkosten verringerten sich, es waren keine hohen Investitionskosten notwendig und zudem entstehen keine zusätzlichen Wartungskosten. Die optimal auf den Bedarf zugeschnittene Druckluftstation sowie die kontinuierliche Überwachung von Druckluftleckagen mit der Leckage-App und dem OnlinePortal führen zu Stromeinsparungen und damit zu einer Reduktion der Kosten. Die Amortisationszeit aller Maßnahmen beläuft sich auf weniger als ein Jahr.

Der Fall zeigt, dass es sich rechnet, zu Beginn eines Druckluftprojekts eine ausführliche Evaluierung des vorhandenen Druckluftsystems sowie der allgemeinen Rahmenbedingungen und Anforderungen durchzuführen. Das gesamte Druckluftsystem sollte dementsprechend ganzheitlich betrachtet werden. Auf Basis der Energieeffizienzanalyse, die, anders als oftmals üblich, auf tatsächlichen und nicht auf theoretischen Messwerten basierte, konnte ein hocheffizientes, nachhaltiges Druckluftkonzept individuell erarbeitet und umgesetzt werden. Der zunächst höhere zeitliche und monetäre Aufwand zahlt sich vielfach aus. Allein das neue Kompressorenkonzept brachte erhebliche Einsparungen. Weitere effizienzsteigernde Maßnahmen, wie die Absenkung des Betriebsdrucks und die Beseitigung der Druckluftleckagen, trugen zusätzlich zur Verbesserung der Energieeffizienz bei.

Um den erzielten Effizienzgrad nachhaltig zu sichern, entschied man sich bei Cooper Standard Automotive dazu, ein eigenes Ultraschallmessgerät anzuschaffen und regelmäßige Leckageortungen durchzuführen. Für die Dokumentation der detektierten und beseitigten Druckluftleckagen nutzt das Unternehmen weiterhin die Mader Leckage-App und das dazugehörige Online-Portal, das auch eine entsprechende Dokumentation für das Energiemanagementsystem automatisiert zur Verfügung stellt.

Darüber hinaus arbeitet Cooper Standard Automotive gemeinsam mit der Mader GmbH & Co. KG in einem Pilotprojekt (Druckluft 4.0) an der kontinuierlichen Überwachung des Druckluftsystems mittels moderner Sensorik und Internet-of-Things-Technologie. Ziel ist die Erfassung relevanter Zustandsdaten wie Stromaufnahme, Druckluftverbrauch, Störungssignalen etc., um so eine vorausschauende Instandhaltung zu ermöglichen. Diese soll nicht nur die Druckluftversorgung sichern; im Fokus steht auch die Sicherung und stetige Verbesserung der Energieeffizienz des Druckluftsystems, beispielsweise durch sofortige Behebung der Ursachen von Druckabfällen und Leckagen.

Die Cooper Standard Automotive GmbH ist US-amerikanischer Automobilzulieferer mit Sitz in Novi (Michigan). Im Werk Schelklingen, mit 220 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, werden Brems- und Kraftstoffleitungen sowie Kühler und Abgasrückführungssysteme entwickelt und hergestellt. An 123 Standorten weltweit hat der Konzern rund 30.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter.

Die Mader GmbH & Co. KG mit Sitz in Leinfelden-Echterdingen wurde 1935 gegründet und beschäftigt heute 85 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Zum Leistungsportfolio gehören Produkte und Dienstleistungen rund um das Medium Druckluft. Erklärtes Unternehmensziel ist die ökologische und ökonomische Optimierung des gesamten Druckluftprozesses von der Drucklufterzeugung im Kompressor bis zur Druckluftanwendung (Pneumatik).