Da steckt noch Potenzial drin

Burghardt (Danfoss): Im Gegenteil, Energieeffizienz rechnet sich oft. Das klassische Beispiel sind Pumpen und Lüfter, mit einer Drehzahlregelung amortisiert sich eine Nachrüstung schnell: 20 Prozent weniger Drehzahl bedeuten 50 Prozent weniger Energieverbrauch. Betrachtet man nur den Motor, fällt die Einsparung wesentlich geringer aus, aber auch dann rechnen sich die Motoren oft nach ein bis zwei Jahren – abhängig von Leistung, Stromkosten und hauptsächlich der Betriebsdauer. Letzteres könnte einer der Gründe sein, warum sich energieeffiziente Antriebstechnik nur schleppend durchsetzt: Viele Anwendungen laufen nicht rund um die Uhr, was die Amortisationszeit verlängert und somit die Rechnung für die Anwender etwas erschwert. Ein Problem ist aber stets: Geld, das in bessere Motoren investiert wird, kann nicht an anderer Stelle investiert werden. Zudem benötigt der Anwender etwas Know-how zu den unterschiedlichen Motorentechnologien, um zu wissen, wann welche für seine Anwendung geeignet ist.

Frank (Bosch Rexroth): Die Anwender zögern, in bestehenden Anlagen die Antriebstechnik zu verändern, weil das Auswirkungen auf Leistung und Verfügbarkeit haben kann. Wir unterstützen sie deshalb mit einer Energieeffizienzberatung, die solche Auswirkungen bewertet. Mit modernen Analysetools berechnen wir vorab den Gesamtverbrauch, die möglichen Einsparungen und den Return on Investment. Je größer die Einsparung, desto schneller amortisiert sich der Einsatz energieeffizienterer Antriebe, die Amortisationsdauer sollte idealerweise bei maximal drei Jahren liegen.

Gontermann (KSB): Die Veränderung einer Anlage, die seit Jahren gut funktioniert, stellt aus Sicht des Betreibers immer ein Risiko dar, das ohne Zwang durch den Gesetzgeber oder das Top-Management häufig als unnötig angesehen wird. Die Maßnahmen zur Effizienzsteigerung konkurrieren in den Listen mit Instandhaltungsmaßnahmen auch mit undichten Dächern und leckenden Rohrleitungen. Diese Maßnahmen werden häufig vom gleichen Budget bestritten und haben naturgemäß eine höhere Priorität. Eine mit starken Kompetenzen ausgestattete Energiemanagement-Abteilung trifft man noch eher selten an.

Hassmann (Siemens): Im Dauerbetrieb liegt die Amortisationszeit für die Mehrkosten der höheren Effizienz meist bei weniger als einem Jahr. In eine laufende Produktion einzugreifen, um effizientere Motoren einzubauen, ist eine Entscheidung, die der Betreiber abwägen muss. Um den Austausch zu erleichtern, bieten wir in vielen Leistungsbereichen die Motoren mindestens von IE1 bis IE3 mit den gleichen mechanischen Abmessungen an. Insgesamt gibt es keinen Zweifel, dass sich die Umstellung auf höhere Energieeffizienz rechnet und sich somit hocheffiziente Motoren auch in der Breite im Markt durchsetzen. Den bisherigen Hochlauf ihrer Marktanteile werten wir durchaus als Erfolg und wir werden dieses Thema weiter konsequent vorantreiben.

Schwerd (ABB): Es ist bekannt, dass drehzahlgeregelte elektrische Antriebe durch ihr hohes Energieeinsparpotenzial sehr wirtschaftlich sind. In der Vergangenheit konnten die Hersteller von Strom-sparenden Antrieben aber mit dem Thema Energieeffizienz bei den Industriekunden nicht richtig durchdringen. Ein wichtiger Grund ist hier sicher, dass insbesondere Einkäufer vorrangig die Anschaffungskosten im Blick haben und nicht die sogenannten Life-Cycle-Kosten, also die Kosten, die über die gesamte Lebensdauer der Maschine anfallen – Energiekosten machen aber einen Großteil der Gesamtkosten aus. Ein weiterer Punkt ist, dass energieintensive Nebenprozesse wie Pumpenapplikationen oft nicht die nötige Aufmerksamkeit bekommen. Wir gehen davon aus, dass der Markt das Ganze regelt. Wir stellen fest, dass das Interesse stark steigt. Durch auf lange Sicht hohe Strompreise, aber auch in Zusammenhang mit der Klimadiskussion, werden unsere energieeffizienten Antriebe für die Industrie hochinteressant.

Sirrenberg (WEG): Auch wir beobachten einen ähnlich verhaltenen Trend in Bezug auf Austauschmotoren. Viele Betreiber scheuen immer noch die Initialkosten für die Anschaffung eines neuen – wenn auch energieeffizienten – Motors. Meiner Ansicht nach liegt dies vor allem daran, dass bei den Betreibern bis vor kurzem noch ein deutliches Informationsdefizit herrschte. Anlagenbauer und OEMs hingegen sind bereits seit langem stark sensibilisiert. Viele unserer Kunden im OEM-Segment investieren in energieeffiziente Antriebe, um sich einen Wettbewerbsvorteil zu verschaffen. Vielfach werden hier keine IE2-, sondern gleich IE3-Motoren in neue Anlagen verbaut. Den Anteil der IE3-Motoren am Neugeschäft schätzen wir bei uns derzeit auf zirka 40 Prozent. Im Austauschmarkt bemerken wir allerdings seit rund einem Jahr auch ein Umdenken. Wir sprechen mit einigen großen Anlagenbetreibern, die beginnen, die Vorteile zu realisieren, die energieeffiziente Antriebssysteme bringen können. Denn auch sie machen sich zunehmend Gedanken, was sie als Unternehmen zum Thema Energieeinsparung und CO2-Reduzierung beitragen können. Zudem: Energie bleibt in Deutschland voraussichtlich teuer und bei der Berechnung der Lebenszykluskosten von Antrieben spielen Anschaffungskosten nur eine untergeordnete Rolle – ausschlaggebend sind die Betriebskosten. Unsere Antriebslösungen können sich bei entsprechender Dimensionierung bereits innerhalb des ersten Jahres amortisieren. Dies trifft insbesondere auf Anwendungen zu, bei denen pro Tag viele Betriebsstunden zu leisten sind – wie es etwa in der Fördertechnik der Fall ist.

Steinmann (Lenze): Bestehende, gut funktionierende Maschinen allein aufgrund der Energieeinsparung auf energieeffiziente Antriebe umzustellen, ist oft ein relativ teures Unterfangen. Der Wert des bislang eingesetzten Motors würde vernichtet werden. Daher wird ein Energiesparmotor vornehmlich in neuen oder turnusgemäß zu überholenden Maschinen eingesetzt. Hier rechnet sich die Energieeffizienz sehr schnell.

Wieder (SEW): Die Einsicht, dass energieeffiziente Antriebe ein großes Potenzial zur Energie- und somit zu Kosteneinsparung darstellen, ist bei den deutschen Maschinen- und Anlagenbauern vorhanden. Bei allen Neuplanungen für Maschinen und Anlagen werden über eine detaillierte Betriebskostenanalyse die Wirtschaftlichkeit und auch die Energiesparmöglichkeiten ermittelt. Bei den meisten Anwendungen ergeben sich hierbei klare Einsparpotenziale, die dann auch über den Einsatz von energieeffizienten Antriebslösungen – Motor, Getriebe, Antriebselektronik und Steuerungstechnik – umgesetzt werden. Bei der Umrüstung bestehender Anlagen ist auch eine deutliche Steigerung der Umstellungsbereitschaft bei Endanwendern zu verzeichnen. Bei einem Austausch der alten Antriebe durch hocheffiziente Antriebslösungen ist die Wirtschaftlichkeit jedoch nicht in allen Anwendungsfällen gegeben. Die bereits beschlossenen Fördermaßnahmen des Bundeswirtschaftsministeriums – Investitionszuschüsse – für den Einsatz von IE2-/IE3-Motoren oder Frequenzumrichtern bei Bestandsanlagen bringen einen weiteren Anreiz für den Einsatz energieeffizienter Antriebslösungen.

Burghardt (Danfoss): Für die Beurteilung, ob sich der Austausch beziehungsweise die Erneuerung von Antrieben rechnet, ist eine Erfassung des Verbrauchs unerlässlich. Sie ist nicht nur zur Identifizierung von geeigneten Maßnahmen sondern auch zur Kontrolle notwendig, ob die geplanten Einsparungen erreicht werden. Sind keine Messwerte vorhanden, müssen Verbrauchswerte gegebenenfalls gemessen werden. Der Zeitraum, über den die Messungen stattfinden, sollte die typischen Produktionszyklen widerspiegeln. Wichtig ist, dass man sich nicht auf die Verbesserung des Wirkungsgrads einer Komponente fixieren darf. Ein Beispiel für die Wechselwirkung zwischen den einzelnen Komponenten sind kompakte Radialventilatoren mit EC-Motoren. Diese effizienten IE3- oder IE4-Motoren werden als Außenläufer ausgeführt und bilden die Lüfternabe. Durch die Positionierung des Motors als sehr große Lüfternabe entstehen aber im Vergleich zu kleineren Naben hohe aerodynamische Verluste, durch die sich der Wirkungsgrad der Lüfterlösung insgesamt verschlechtert. Deswegen denken wir applikationsorientiert und unterstützen den Kunden bei der Lösungsfindung. Ein Hilfsmittel dafür ist die kostenfrei bei Danfoss downloadbare Software Energybox: Das Programm bietet Unterstützung bei der Berechnung des Energiebedarfs von Pumpen und Lüftern, vom Vergleich zu anderen Regelungen wie etwa der Drosselregelung bis hin zum Vergleich von Motoren gegen PM-Motoren.

Frank (Bosch Rexroth): Rexroth 4EE ist eine universelle Systematik, die sämtliche Potenziale für eine höhere Energieeffizienz ausschöpft. Sie nutzt vier Hebel: Energy Efficient Components, Energy Recovery, Energy on Demand und Energy System Design. Geschulte Spezialisten analysieren mit diesem Gerüst Maschinen und Anlagen und decken Einsparpotenziale auf. Simulationstools zeigen die möglichen Einsparungen durch energieeffizientere Antriebe, Energierückspeisung sowie drehzahlvariable Pumpenantriebe der Sytronix-Familie auf und berechnen die Amortisationsdauer. Dabei verringern standardisierte Umbau-Kits für drehzahlvariable Pumpenantriebe den Modernisierungsaufwand. Durch Energieeinsparungen zwischen 30 und 70 Prozent erzielen Anwender einen Return on Invest meist in weniger als 18 Monaten.

Gontermann (KSB): Wir liefern Antriebstechnik, Kreiselpumpe und Armaturen aus einer Hand. Die notwendige Systemkompetenz von der Netzdrossel vor dem Umrichter bis zum Rohrleitungssystem und dem Verhalten der Verbraucher, ist bei uns im Verkauf und beim Service selbstverständlich. Optimierungsprojekte umfassen daher bei uns die Analyse des gesamten Systems – nötigenfalls mit entsprechenden Messungen –, die passgenaue Auslegung von effizienten Pumpen, elektrischen Antrieben und Armaturen ohne unnötige Reserven und die Sicherstellung einer bedarfsgerechten Fahrweise durch geeignete Regelsysteme. Mit diesem umfassenden Ansatz erreichen wir für unsere Kunden regelmäßig Einsparungen jenseits der 60-Prozent-Marke.

Hassmann (Siemens): Siemens fasst das Angebot sogar noch weiter: Wir bieten Hilfe für jeden Prozessschritt von der Produktionsplanung über das Engineering bis hin zum Service. Die Durchgängigkeit von der Automatisierung bis in die Produktebene ist dabei eines unserer wichtigsten Anliegen – zusammengefasst unter ‚Totally Integrated Automation‘. Speziell in der Antriebstechnik geht der Trend hin zu Antriebssystemen, bei denen die Antriebskomponenten vom Umrichter bis zum Getriebe exakt aufeinander abgestimmt sind. Hier liegt gerade im Umrichterbetrieb in vielen Anwendungen das größte Einsparpotenzial. Für Pumpen-, Lüfter- und Turbokompressoranwendungen im Bereich von einem Kilowatt bis hinauf zu 2,6 Megawatt haben wir zudem einen Systemkonfigurator entwickelt, der an Hand von anlagenspezifischen Parametern ein aufeinander abgestimmtes Antriebssystem auslegt. Das webbasierte Tool ist frei zugänglich und steht unter siemens.de/dt-konfigurator zur Verfügung.

Schwerd (ABB): Fakt ist, dass Elektromotoren gut 65 Prozent der elektrischen Energie in Industrieanlagen verbrauchen und damit natürlich im Fokus stehen, wenn es um Energieeinsparung geht. Will man Energiekosten in Industrieanlagen deutlich senken, gilt es zuvor unnötige Verbraucher zu identifizieren und gegen energieeffiziente Lösungen auszutauschen. ABB hat ein sehr einfaches Verfahren dafür entwickelt. Der methodische Prozess zeigt dem Anlagenbetreiber klare Fakten über das Energieeinsparpotenzial auf. Dazu werden einige Schlüsselanwendungen identifiziert, die sofort vom Einsatz von Frequenzumrichtern und Elektromotoren profitieren können. Spezialisten von ABB oder einem Vertriebspartner identifizieren vor Ort die relevanten Anwendungen für eine Energieeinsparung und geben dem Anlagenbetreiber Informationen an die Hand, wie er maximale Einsparungen erzielen kann.

Sirrenberg (WEG): Wir glauben, dass die individuelle Beratung und die detaillierte fachkundige Analyse der jeweiligen Anwendung und Anlage die beste Möglichkeit bietet, um eine optimale Antriebslösung zu kreieren oder auch zu bestimmen, in welchem Umfang eine Modernisierung Sinn macht. Dabei verfügen wir über Kompetenz für den gesamten Antriebsstrang. Somit sind wir hervorragend positioniert, um unseren Kunden nicht nur Komponenten zu verkaufen, sondern um für sie Gesamtlösungen zu konzipieren. Hier ist es von Vorteil, dass WEG selbst nicht nur Motoren, sondern auch Frequenzumrichter und Getriebe entwickelt, fertigt und prüft. Zudem bieten wir zum Beispiel mit Online-Werkzeugen – wie Energiekostenrechner und Pay-Back-Tool – unseren Kunden Möglichkeiten, einfach und schnell Amortisationszeiten zu berechnen.

Steinmann (Lenze): Bei Austausch- und Modernisierungsprojekten ist man im Vergleich zu Neukonstruktionen im Vorteil, da man mit einer Ist-Analyse eine realistische Datenbasis schaffen kann. Kennt man den genauen Prozessbedarf und den heutigen Energieverbrauch, kann man gezielter optimieren. Bei der Entwicklung eines energieeffizienten Gesamtsystems unterstützen wir zum Beispiel durch den Drive Solution Designer – kurz DSD. Hiermit können komplette Antriebssysteme selbst mit komplexen Lastprofilen hinsichtlich der Energieeffizienz simuliert und optimiert werden. Dabei werden auch die gegenseitigen Einflüsse unterschiedlicher Komponenten berücksichtigt.

Wieder (SEW): Bei energieeffizienten Antriebslösungen umfasst unser Blick schon immer den gesamten Antriebsstrang – bestehend aus Getriebe, Elektromotor, Antriebselektronik und Steuerungstechnik. Der Einsatz eines hocheffizienten Elektromotors bringt in den meisten Anwendungsfällen nur eine geringe Energie- beziehungsweise Kosteneinsparung. Für ein optimales Ergebnis empfehlen wir unseren Kunden eine strukturierte Energieberatung, bezogen auf die vollständige Anwendung. Mit Hilfe unseres gestuften Energieberatungskonzepts EffiDrive können wir klar die Einsparpotenziale über alle Antriebskomponenten ermitteln und Lösungsvorschläge unterbreiten. Über unsere Projektierungstools und Energiespar-Berechnungsprogramme können wir dann auch verschiedene Lösungsansätze vergleichen und einen optimalen Lösungsansatz für das Gesamtsystem unterbreiten. Die Wirtschaftlichkeit der Lösungsvorschläge wird über den gesamten Lebenszyklus dargestellt und bietet somit eine aussagekräftige Entscheidungsbasis. Aus unserer Erfahrung ist es wichtig, dass die Energieberatung für eine Anwendung mit möglichst detaillierten und anwendungsrelevanten Daten durchgeführt wird. Nur dann ist ein optimaler Lösungsansatz für die Gesamtapplikation möglich.

Burghardt (Danfoss): Als Hersteller von Frequenzumrichtern unterstützen wir den Anwender bei der Umsetzung von Lösungen mit IE2 Motor plus Drehzahlregelung sowie dem Betrieb von Motoren mit höheren IE-Klassen. Bei unseren eigenen Produkten kann man die Motor-Umrichterkombinationen nennen: Der FCM 300 mit einer Leistung bis 7,5 Kilowatt ist mit einem IE2-Motor verfügbar. Damit erfüllen wir bereits die Anforderungen, die erst ab 2017 gelten. Gleiches gilt für den neuen VLT DriveMotor FCM 106, der bei einem Leistungsspektrum bis 22 Kilowatt ebenfalls mit IE2-Motor verfügbar sein wird. Zusätzlich werden wir den FCM 106 mit einem PM-Motor liefern, der IE4 einhält.

Frank (Bosch Rexroth): Wir erfüllen die Anforderungen der Zukunft schon heute und bieten Synchronservomotoren der Energieeffizienzklasse IE4 und IE3-Asynchronservomotoren bereits im aktuellen Produktportfolio an. Je nach Dynamikanforderungen kombinieren wir anwendungsbezogen auch IE2 Motoren mit einer Drehzahlregelung für Pumpen und Hydraulikaggregate.

Gontermann (KSB): Die Marke KSB ist in erster Linie für ihre effizienten Pumpen und Armaturen bekannt. Tatsächlich waren wir im Rahmen der Hannover Messe 2009 aber auch das erste Unternehmen, das eine Antriebslösung der Effizienzklasse IE4 gemäß IEC/CD 60034-30 Ed. 2 vorgestellt hat. Damals mussten wir in der Broschüre zur Efficiency Arena von ZVEI und VDMA nach einem Gerichtsbeschluss noch die Passagen schwärzen, die unseren Antrieb als ‚IE4-Lösung‘ beschrieben haben. Das war eine große Aufregung. Inzwischen sind unsere magnetfreien Synchron-Reluktanzmotoren ein Standardprodukt und immer noch die effizientesten magnetfreien Pumpenantriebe. Die Besonderheit von Synchronmotoren besteht darin, dass der Wirkungsgrad nicht nur am Nominalpunkt hoch ist, sondern auch bei Teillast kaum nachlässt – dort, wo die Pumpen mittels Drehzahlregelung tatsächlich meistens laufen.

Hassmann (Siemens): Das Portfolio an IE3-Standardmotoren ist vollständig ab 750 Watt verfügbar, so dass unsere Kunden bereits jetzt ihr Angebot mit Premium-effizienten Motoren ausstatten können. Wir werden unsere Kunden bei der Umstellung auf IE3 wieder unterstützen – wie bei der Einführung von IE2 als Mindestwirkungsgrad. Bei den Asynchronmotoren mit IE4-Wirkungsgrad beginnen wir bereits jetzt mit kundenspezifischen Angeboten für die jeweilige Anwendung und werden auf Basis dieser Erfahrungen im nächsten Schritt unser Katalogspektrum gestalten.

Schwerd (ABB): In unserem Sortiment von Niederspannungsmotoren bieten wir bereits eine große Auswahl von Motoren mit Premium-Effizienz IE3 und sogar Super-Premium-Effizienz IE4 an. Zudem haben wir letztes Jahr das weltweit erste Programm an IE4-Motoren auf den Markt gebracht. Die Motoren für sichere und explosionsgefährdete Bereiche basieren auf unserer robusten und bewährten Asynchronmotoren-Plattform. Mit unseren neuen Antriebspaketen, bestehend aus einem Synchronreluktanzmotor und dem passenden Frequenzumrichter, werden in der Version HO – das heißt High Output – ebenfalls schon heute mit Frequenzumrichtern die Anforderungen der IE3 und mit der Version SPE – das heißt Super Premium Efficiency – die Anforderungen der IE4 erfüllt. Die außergewöhnlich hohe Energieeffizienz dieser Motor-Antriebs-Pakete ergibt sich aus der weitgehenden Beseitigung der Rotorverluste und der optimierten Rotorstruktur der Synchronreluktanzmotoren sowie der optimierten Antriebssteuerung.

Sirrenberg (WEG): Wir waren der erste Anbieter am Markt, der eine komplette IE3-Motorenreihe anbieten konnte. Zudem gehören wir mit den gerade auf der SPS IPC Drives 2012 in Nürnberg vorgestellten W22-Super-Premium-Antrieben – für Nennleistungen von 3 bis 355 Kilowatt – zu den ersten Herstellern, die eine komplette Motorenserie anbieten, die bereits heute den noch nicht verabschiedeten IE4-Vorschriften entspricht. Wichtig ist hier noch anzumerken, dass es sich dabei um Standardmotoren mit Alu-Läufern handelt, bei denen keine Seltenen-Erden-Materialien beziehungsweise Permanentmagnete zum Einsatz kommen. Damit sind unsere Motoren auch im Anschaffungspreis sehr attraktiv.

Steinmann (Lenze): Schon heute werden vielfach Lenze-Antriebssysteme, bestehend aus einem IE2-Motor und einem Frequenzumrichter, eingesetzt. Diese Kombination ist sowohl energieeffizient als auch zukunftssicher, da die kommenden Vorgaben der Effizienzrichtlinie schon jetzt erfüllt werden. Rechtzeitig vor dem Stichtag 1. Januar 2015 werden auch klassische IE3-Motoren von Lenze verfügbar sein.

Wieder (SEW): Bei der Entwicklung unseres neuen DR-Motorenbaukastens waren die hocheffizienten Elektromotoren der Energieeffizienzklassen IE2 und IE3 ein Hauptziel. Seit Januar 2008 bieten wir somit das vollständige DR-Motorenspektrum über alle Energieeffizienzklassen von IE1 bis IE3 an. Auch für die Energieeffizienzklasse IE4 bieten wir bereits seit mehreren Jahren unser mechatronisches System Movigear weltweit an. Bei diesem innovativen Gesamtsystem haben wir Motor, Getriebe und Antriebselektronik in einer mechatronischen Einheit zusammengefasst. Durch den Wegfall der üblichen Standardschnittstellen zwischen den einzelnen Komponenten erreichen wir die Energieeffizienzklasse IE4. Bei Movigear setzen wir einen permanenterregten Synchronmotor ein. Ergänzt wird die Technologie durch unseren Elektronikmotor DRC. Dieser IE4-Motor mit integrierter Elektronik hat eine universelle Getriebeanbau-Schnittstelle für den Einsatz der SEW-Standardgetriebe. Außerdem können wir im Rahmen des DR-Motorenbaukastens noch einen weiteren IE4-Antrieb anbieten: Die DRU-Motoren mit der Energieeffizienzklasse IE4 basieren auf der LSPM-Technologie – Line Start Permanentmagnet Motor – und können direkt am Drehstromnetz betrieben werden. All diese IE4-Antriebe liefern wir heute als Serienprodukte.

Burghardt (Danfoss): Die Nachfrage nach diesen Werkstoffen wird steigen, weil sie eine immer breitere Verwendung finden, angefangen von Halbleitern bis hin zu Windkraftanlagen. Das Thema wird noch schwieriger, wenn die E-Mobility an Fahrt gewinnt. Die Hauptprobleme liegen aktuell darin, dass der überwiegende Teil des Bedarfs von China gedeckt wird und dass Umweltstandards bei der Gewinnung oft nicht eingehalten werden. Da aber ständig weitere Vorkommen entdeckt und Minen eröffnet werden, wird sich auf längere Sicht die Lage entspannen. Als Alternativen zu den Motoren mit Seltenen-Erden-Anteilen kommen derzeit verschiedene neue und altbekannte Motorenkonzepte auf den Markt. Interessant sind zum Beispiel Ferrite als Magnetwerkstoff oder Kupferrotoren. Allerdings hat jede Technologie ihre Vor- und Nachteile. Vor allem die Nachteile sind oft nicht sofort ersichtlich – sicher auch ein Grund für die Zurückhaltung der Endverbraucher, wie in der ersten Frage erwähnt. Wir haben uns auf die Fahne geschrieben, alle wichtigen Technologien betreiben zu können, denn als Komponentenhersteller sind wir darauf spezialisiert, die gängigsten Motoren energieeffizient antreiben zu können.

Frank (Bosch Rexroth): Auch in Zukunft benötigen hochdynamische Servoantriebs-Anwendungen Seltene Erden. Wir verbessern aber unsere Motoren durch entsprechende Simulation und Konstruktion auf den minimalsten Einsatz von Magnetmaterial. Dennoch hat die zurückliegende Phase der stark gestiegenen Rohstoffpreise die Suche nach alternativen Motorkonzepten forciert. In Anwendungen, in denen nicht die höchste Dynamik und Drehmomentdichte gefordert ist, kommen zunehmend Asynchron- oder zukünftig auch Reluktanzmotoren zum Einsatz.

Gontermann (KSB): Es ist ja nicht nur die viel diskutierte Verfügbarkeit und das damit einhergehende schwer kalkulierbare Preisniveau bei den Seltenen Erden. Die Gewinnung der Ausgangsprodukte stellt in den Ursprungsländern bis heute eine enorme Umweltbelastung dar. Bei Motoren mit einer Leistung von einigen Kilowatt mag dies unkritisch sein, bei einem 15- oder gar 45-Kilowatt-Antrieb ist der Ressourcenverbrauch aber kaum akzeptabel. Zum anderen ist heute nicht abschätzbar, welches Entsorgungsproblem zu lösen ist, wenn der Konsum von Seltenen Erden in der Industrie weiter ansteigt. Kürzlich hat ein Forscherteam der Uni Bremen erneut auf die inzwischen deutlich erhöhten Mengen dieser Stoffe im Rheinwasser hingewiesen. Niemand kann heute mit Bestimmtheit sagen, welche Auswirkungen dies auf die menschliche Gesundheit hat. Und Fakt ist: Für hocheffiziente regelbare Motoren für Pumpen, Lüfter oder Kompressoren braucht man weder mehr Kupfer noch Seltene Erden. Wir sind froh, mit dem Synchron-Reluktanzmotor eine Alternative gefunden zu haben, die auch bei der Produktion ressourcenschonend ist.

Hassmann (Siemens): Wir wollen im Standardmotorenbereich weitgehend unabhängig von Seltenen Erden bleiben. Deshalb legen wir bei den IE4-Motoren den Fokus auf Asynchrontechnik und andere Konzepte, die ohne Seltene Erden – die für Permanentmagnete gebraucht werden – auskommen. Im Bereich Synchronmotoren, dort wo die Magnetwerkstoffe zum Einsatz kommen, haben wir eine Reihe verschiedener Aktivitäten eingeleitet. Es werden alternative Bezugsquellen für die Sicherstellung der Versorgung mit Seltenen Erden erschlossen und genutzt. Bei der Nutzung der Magnete in den Motoren sind wir auf zwei Wegen aktiv: Einmal bei der Untersuchung der Magneteigenschaften – mit dem Ziel der Reduzierung von Seltenen Erden – und zum Anderen bei der Bewertung alternativer Magnetmaterialien.

Schwerd (ABB): Seltene-Erden-Werkstoffe werden für Permanentmagnete benötigt. Das Problem ist, dass die Seltenen Erden relativ teuer sind. Aufgrund der geografischen Konzentration der Lieferanten auf einigen Märkten stehen sie möglicherweise auch nur beschränkt zur Verfügung. Für die Herstellung unseres neuen Synchronreluktanzmotors werden keine Seltenen Erden benötigt, denn sein Rotor verfügt weder über einen Kurzschlusskäfig wie beim Asynchronmotor noch über Permanentmagnete oder eine Felderregerwicklung. ABB kann dadurch die Forderung nach energieeffizienten Antrieben unabhängig von der schwierigen und kostenintensiven Beschaffung der Seltenen Erden zu jeder Zeit erfüllen.

Sirrenberg (WEG): Die Kosten für Seltene Erden sind derzeit nicht kalkulierbar. Zudem geht es darum, mit den Ressourcen auf unserem Planeten verantwortlich umzugehen. Wir sind daher froh, dass wir mit unseren hocheffizienten Motoren heute eine umweltfreundliche und gleichzeitig preislich günstige Alternative anbieten können. Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit spielen auch innerhalb des WEG-Konzerns eine entscheidende Rolle. In Brasilien haben wir einen eigenen Wald auf einer Fläche von über 175 Quadratkilometer angelegt. Alle Maßnahmen, die wir ergreifen, um Nachhaltigkeit zu gewährleisten, machen uns sozusagen zu einem CO2-neutralen und ‚grünen‘ Hersteller.

Steinmann (Lenze): Obwohl sich das Kostenniveau der Selten-Erden-Magnete in den letzten Monaten stabilisiert hat, sind die Preise der entsprechenden Motoren immer noch so hoch, dass sie sich allein aufgrund der Energieeinsparung erst spät amortisieren. Außerdem bleibt das Risiko einer erneuten Rohstoffverknappung bestehen, was zu einem erneuten Preisanstieg führen würde. Motoren mit Seltenen-Erden-Magneten werden somit nicht das langfristige Mittel sein, um die Energieeffizienz in der Antriebstechnik zu steigern. Es werden alternative Technologien benötigt. Gleichzeitig ist es aber zu eng gefasst, wenn man die Energieeffizienz von Antriebssystemen ausschließlich auf Motoren reduziert. Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, die unabhängig von der Motorentechnologie viel größeres Einsparpotenzial bieten, etwa die energieeffiziente Bewegungsführung, die bedarfsgerechte Dimensionierung oder der Einsatz effizienter Kegelrad- anstelle ineffizienter Schneckengetriebe.

Wieder (SEW): Die Ressourcenverfügbarkeit und auch die Kostenentwicklung der letzten Jahre haben den Einsatz von Seltenen Erden bei Magnetwerkstoffen in eine vielfältige Diskussion gebracht. Bei den permanenterregten Synchronmotoren werden diese Magnetwerkstoffe noch weiterhin zum Einsatz kommen. Wir gehen davon aus, dass sich die Ressourcenverfügbarkeit und die Kostensituation in einem stabilen Zustand eingeschwungen haben. Mittelfristig forschen wir jedoch auch an Lösungen, die den Einsatz von Seltenen Erden stark reduzieren beziehungsweise mit denen auch auf andere ‚Ersatzstoffe‘ ausgewichen werden kann. Bei unserem IE4-DRU-Motor, der wie weiter oben beschrieben auf der LSPM-Technologie beruht, kommt zum Beispiel deutlich weniger Magnetmaterial zum Einsatz. Auch weitere Motorentechnologien wie der Reluktanzmotor können gegebenenfalls alternative Lösungsansätze darstellen.

Burghardt (Danfoss): Die Aktivitäten zur Unterstützung der Anwender sind sehr vielfältig. Sie reichen von der Bereitstellung verschiedenster Informationsschriften bis zur Unterstützung durch unsere erfahrenen Applikationsingenieure, die gemeinsam mit den Kunden die Anwendung analysieren und bei der Auswahl der besten Lösung technologieneutral in Bezug auf den Motor beraten. Für Anwender, die selbst tiefer in das Thema einsteigen wollen, zeigen wir in der Broschüre ‚Clever sparen in der Automation‘ viele generelle Ansatzpunkte auf, durch die bei Antriebssystemen gespart werden kann. Die konkreten Vorteile durch Drehzahlregelung inklusive Energieeinsparung, aber auch was grundlegend bei der Planung und Inbetriebnahme von Umrichtern beachtet werden muss, zeigen wir in unseren Planerfibeln auf. Sie sind mit Fokus auf die Bereiche Wasser, HVAC und Chemie verfügbar – sind aber auch für andere Anwendungen einsetzbar. Wichtig für Konstrukteure ist vor allem das Thema Auslegung: Der Antrieb muss von der Anwendung her ausgelegt und möglichst genau maßgeschneidert werden, um weder über- noch unterdimensioniert zu sein. Als Partner unserer Kunden bringen wir hier gern unser Know-how ein.

Frank (Bosch Rexroth): Rexroth 4EE eignet sich auch sehr gut, um die Energieeffizienz neuer Maschinenkonzepte systematisch zu optimieren. Wir unterstützen dazu Maschinenhersteller bereits ab der Konzeptphase mit technologischem Support. Dabei ist der ganzheitliche Blick auf das Gesamtsystem entscheidend. Schon vor dem Bau der Maschinen trifft Rexroth mit umfassenden Energie-Simulationen Aussagen über den Energieverbrauch verschiedener Konfigurationen. Dabei werden etwa optimale Antriebsauslegungen mit entsprechenden Regelungsstrategien verknüpft oder kaskadierte Stand-by-Strategien mit den Energiemanagement-Bausteinen in der Steuerungstechnik festgelegt. Damit wird eine höhere Energieeffizienz bei mindestens gewohnter Produktivität erreicht.

Gontermann (KSB): Wir bieten interessierten Unternehmen gern an, unseren Erfolg mit der Synchron-Reluktanztechnologie aus dem Kreiselpumpenmarkt in andere Anwendungsbereiche zu übertragen. Es ist vieles denkbar. Unser Tochterunternehmen REEL S.r.l. kann in diesem Zusammenhang auch Erfahrungen im Bereich Motion Control einbringen. Denn auch als geberloser Positionierantrieb ist der Synchron-Reluktanzmotor mit seinem geringen Trägheitsmoment hervorragend geeignet.

Hassmann (Siemens): An erster Stelle stehen hier unsere Ansprechpartner in den Regionen, die unseren Kunden mit Rat und Tat zur Seite stehen. Auch das Beratungs- und Service-Angebot ist umfangreich. Für verschiedene Anwendungen stehen Planungs-, Auslegungs- und Engineering-Tools zur Verfügung.

Schwerd (ABB): Die Kunden suchen und fragen nach Lösungen im Bereich der Antriebstechnik, weil sie sich auf ihre Kernkompetenzen konzentrieren wollen. Deshalb hat ABB für sie im letzten Jahr ein Team aus Vertriebsspezialisten zusammengestellt, die von einem Competence Center und einem Sales Support unterstützt werden. Diese Mitarbeiter arbeiten für ausgewählte Zielbranchen, wie etwa den Kranbau oder den Extrusionsbereich sowie etliche weitere Branchen – und betreuen und beraten die Kunden sehr kompetent. Die Kunden bewegen sich so stets auf der ihnen vertrauten Ebene der Verfahrenstechnik und müssen sich nicht intensiv mit der Antriebstechnik beschäftigen.

Sirrenberg (WEG): Motoren sind für über 40 Prozent des weltweiten Gesamtenergieverbrauchs verantwortlich. Auf sie entfallen 70 Prozent des Energieverbrauchs der Industrie. Daher ist es entscheidend, den richtigen Motor auch hinsichtlich der energiesparenden Eigenschaften und Wirkungsgradklasse sorgfältig auszuwählen. Bei all den Diskussionen um die Effizienzklassen für Elektromotoren gerät aber leicht die Tatsache in Vergessenheit, dass es darum geht, den Wirkungsgrad des gesamten Antriebsstrangs inklusive der mechanischen Komponenten zu optimieren. Eine entscheidende Rolle spielt hier auch die richtige Wahl und Auslegung der Getriebe. Ein ineffizientes Getriebe im Zusammenspiel mit einem hocheffizienten Motor kann die erhofften Einsparungen schnell zunichte machen. So ist zum Beispiel beim Einsatz von Winkelgetrieben das Kegelradgetriebe gegenüber dem Schneckengetriebe hinsichtlich des Wirkungsgrades zu bevorzugen. Wirkungsgrade von Kegelradgetrieben liegen typischerweise zwischen 90 und 96 Prozent, Schneckengetriebe erreichen hingegen nur 50 bis 90 Prozent. Entscheidend ist es auch, bei der Auslegung die benötigte mechanische Leistung korrekt zu bestimmen und den Motor auf den Punkt genau zu dimensionieren. Über- oder Unterdimensionierung von Motoren kann zu vorzeitigem Verschleiß des Antriebs sowie ineffizientem Betrieb führen.

Steinmann (Lenze): Mit über 65 Jahren Erfahrung in der Antriebstechnik kennen wir eine Vielzahl von Anwendungen und Maschinentypen – und können deswegen schon bei der Konzeptionierung der Maschine kompetent beraten. Hinsichtlich der Energieeffizienz werden unsere Berater dabei vom Drive Solution Designer unterstützt, der den Energieverbrauch von kompletten Antriebssträngen simulieren und so zur Optimierung beitragen kann. Dabei stützt sich der DSD auf unsere breite Produktpalette, die für jede Maschine die passende Lösung bereitstellt.

Wieder (SEW): Zu unserem flächendeckenden und kostenlosen Dienstleistungsangebot gehören die fachliche Beratung, Planung und Projektierung aller Antriebsaufgaben im industriellen Umfeld. Unsere 29 Technischen Büros in Deutschland bieten diese technische Beratung über alle Komponenten des SEW-Produktportfolios an, das heißt vom Großgetriebe über Getriebemotoren bis zur Steuerungstechnik einschließlich Motion Control. Unsere Mitarbeiter besitzen ein technisches Know-how, das es ihnen erlaubt, für nahezu jede Antriebsaufgabe eine passende Lösung zu bieten. Unseren Kunden in den Konstruktions- und Planungsabteilungen können wir immer wieder nur raten, möglichst frühzeitig auf dieses Angebot zurückzugreifen. Besonders in der Konzeptphase für eine neue Maschine oder Anlage können unsere Experten innovative Lösungsansätze aufzeigen, die die Ausgangsbasis für innovative und energieeffiziente Anwendungen bilden. In unseren DTCs – Drive Technology Centern – bieten wir zusätzliche Dienstleistungen im Bereich des Engineerings und der Systemintegration an. co

Zahlreiche Praxisbeispiele, wie sich die Energieeffizienz in der Produktion steigern lässt, liefert die elektro Automation im ‚Themenspecial Energieeffizienz‘, das der Juni-Ausgabe der elektro Automation beiliegt und am 12. Juni erscheint. www.wirautomatisierer.de