Steigende Energiepreise belasten insbesondere produzierende Unternehmen. Maschinen, Druckluftanlagen, Absaugungen, Kühlung und weitere technische Systeme verursachen häufig einen erheblichen Teil der laufenden Betriebskosten. Gleichzeitig bestehen in vielen Betrieben Einsparpotenziale, die ohne vollständigen Austausch des Maschinenparks erschlossen werden können.
Die folgende Fallstudie zeigt anhand eines fiktiven mittelständischen Produktionsunternehmens, wie sich der Energieverbrauch durch eine systematische Analyse und einen effizienteren Maschinenbetrieb deutlich reduzieren ließ.
Ausgangssituation: Hoher Verbrauch trotz moderner Maschinen
Das betrachtete Unternehmen produziert technische Bauteile an einem Standort mit rund 45 Beschäftigten. Der Maschinenpark besteht aus mehreren CNC-Bearbeitungszentren, Kompressoren, Absauganlagen sowie Kühl- und Nebenaggregaten.
Obwohl ein Teil der Maschinen erst wenige Jahre alt war, stiegen die Stromkosten innerhalb von zwei Jahren deutlich an. Die Geschäftsführung vermutete die Ursache zunächst ausschließlich in den höheren Energiepreisen.
Eine genauere Betrachtung zeigte jedoch, dass auch der Stromverbrauch selbst kontinuierlich zugenommen hatte.
Die wichtigsten Auffälligkeiten waren:
- Maschinen liefen auch während längerer Produktionspausen im Bereitschaftsbetrieb.
- Absaug- und Kühlsysteme arbeiteten unabhängig von der tatsächlichen Maschinenauslastung.
- Druckluftverluste wurden nicht regelmäßig kontrolliert.
- Produktionsaufträge wurden ohne Berücksichtigung von Lastspitzen geplant.
- Verbrauchsdaten lagen nur für den gesamten Standort vor.
- Zuständigkeiten für Energiefragen waren nicht eindeutig geregelt.
Der jährliche Stromverbrauch des Betriebs lag bei rund 620.000 Kilowattstunden. Eine Zuordnung zu einzelnen Maschinen oder Produktionsbereichen war zunächst nicht möglich.
Erster Schritt: Energieverbrauch sichtbar machen
Vor der Umsetzung einzelner Maßnahmen wurde eine betriebliche Energie-Schnellanalyse durchgeführt. Dabei wurden Maschinenlaufzeiten, Produktionsmengen, Schichtzeiten und Stromverbräuche miteinander verglichen.
Zusätzlich installierte das Unternehmen temporäre Messgeräte an ausgewählten Hauptverbrauchern. Dadurch wurde sichtbar, welche Anlagen besonders viel Energie benötigten und wann unnötige Verbräuche entstanden.
Die Analyse zeigte drei zentrale Einsparbereiche:
- unnötige Leerlauf- und Bereitschaftszeiten,
- ineffizient gesteuerte Nebenanlagen,
- hohe Druckluft- und Lastspitzenverluste.
Besonders auffällig war, dass einzelne Maschinen auch außerhalb der produktiven Bearbeitungszeit zwischen 20 und 35 Prozent ihrer regulären Leistungsaufnahme benötigten.
Die umgesetzten Maßnahmen
Das Unternehmen entschied sich zunächst bewusst gegen einen umfangreichen Austausch des Maschinenparks. Stattdessen wurden organisatorische und technische Optimierungen kombiniert.
1. Verbindliche Abschaltregeln
Für jede Maschine wurde definiert, wann sie vollständig abgeschaltet, in einen Energiesparmodus versetzt oder betriebsbereit gehalten werden muss.
Bei Pausen von mehr als 30 Minuten wurden Maschinen und Nebenaggregate konsequent heruntergefahren. Die Regeln wurden direkt an den Arbeitsplätzen dokumentiert und mit den Beschäftigten abgestimmt.
2. Anpassung der Maschinenparameter
Gemeinsam mit den Maschinenherstellern wurden vorhandene Energiesparfunktionen aktiviert. Dazu gehörten automatische Stand-by-Zeiten, reduzierte Kühlleistungen während Produktionsunterbrechungen und optimierte Start- und Abschaltsequenzen.
3. Bedarfsabhängige Steuerung der Nebenanlagen
Absaugungen, Pumpen und Kühlsysteme liefen zuvor teilweise unabhängig von der tatsächlichen Maschinennutzung.
Durch einfache Steuerungsanpassungen wurden diese Anlagen an den realen Produktionsbedarf gekoppelt. Einzelne Aggregate wurden nur noch dann aktiviert, wenn die zugehörige Maschine tatsächlich produzierte.
4. Druckluftsystem optimieren
Bei einer Begehung außerhalb der Produktionszeiten wurden mehrere Druckluftleckagen festgestellt. Zusätzlich war der Betriebsdruck höher eingestellt als für die meisten Anwendungen erforderlich.
Die Leckagen wurden beseitigt und der Netzdruck schrittweise abgesenkt. Gleichzeitig führte das Unternehmen eine regelmäßige Kontrolle des Druckluftsystems ein.
5. Lastspitzen reduzieren
Mehrere energieintensive Maschinen starteten regelmäßig gleichzeitig zu Schichtbeginn. Dadurch entstanden hohe elektrische Lastspitzen und zusätzliche Netzkosten.
Die Startzeiten wurden zeitlich versetzt. Produktionsaufträge mit besonders hohem Energiebedarf wurden besser auf den Tagesverlauf verteilt.
6. Energiekennzahlen eingeführt
Der Gesamtverbrauch wurde künftig monatlich dokumentiert und auf die produzierte Stückzahl bezogen.
Als zentrale Kennzahl führte das Unternehmen den Stromverbrauch je produziertem Bauteil ein. Dadurch konnten Verbrauchsänderungen unabhängig von schwankenden Produktionsmengen bewertet werden.
Das Ergebnis nach zwölf Monaten
Bereits innerhalb der ersten drei Monate ging der Stromverbrauch sichtbar zurück. Nach einem vollständigen Betriebsjahr konnten die Ergebnisse belastbar mit dem Vorjahreszeitraum verglichen werden.
Der jährliche Stromverbrauch sank von rund 620.000 auf 527.000 Kilowattstunden. Dies entspricht einer Einsparung von etwa 93.000 Kilowattstunden beziehungsweise 15 Prozent.
Bei einem durchschnittlichen Strompreis von 0,25 Euro pro Kilowattstunde reduzierte das Unternehmen seine jährlichen Energiekosten um rund 23.250 Euro.
Zusätzlich wurden die Lastspitzen gesenkt. Dadurch konnten weitere Kosten beim Leistungspreis vermieden werden.
| Kennzahl | Vorher | Nachher | Veränderung |
|---|---|---|---|
| Stromverbrauch | 620.000 kWh/Jahr | 527.000 kWh/Jahr | −15 % |
| Stromkosten | 155.000 €/Jahr | 131.750 €/Jahr | −23.250 € |
| Verbrauch je Bauteil | 12,4 kWh | 10,5 kWh | −15,3 % |
| Elektrische Lastspitze | 310 kW | 270 kW | −12,9 % |
Die für Messungen, Steuerungsanpassungen und kleinere technische Optimierungen aufgewendeten Investitionen lagen bei rund 18.000 Euro. Damit amortisierten sich die Maßnahmen innerhalb von weniger als einem Jahr.
Vorher und nachher im direkten Vergleich
Vor der Optimierung wurde Energie überwiegend als unvermeidbarer Betriebskostenblock betrachtet. Verbrauchsdaten wurden nur anhand der Jahresabrechnung ausgewertet. Maschinen liefen nach individuellen Gewohnheiten, und Nebenanlagen wurden kaum an die tatsächliche Produktion angepasst.
Nach der Umsetzung verfügte der Betrieb über klare Abschaltregeln, monatliche Kennzahlen und eindeutig definierte Verantwortlichkeiten. Energieverbrauch wurde zu einer messbaren betrieblichen Steuerungsgröße.
Der entscheidende Unterschied lag nicht in einer einzelnen technischen Maßnahme. Die Einsparung entstand durch das Zusammenspiel aus Transparenz, optimierten Betriebszeiten, technischen Anpassungen und der Beteiligung der Beschäftigten.
Die wichtigsten Erkenntnisse
Die Fallstudie zeigt, dass auch moderne Maschinen nicht automatisch energieeffizient betrieben werden. Entscheidend sind ihre Einstellungen, Laufzeiten und die Abstimmung mit den zugehörigen Nebenanlagen.
Für andere Produktionsunternehmen lassen sich insbesondere folgende Erkenntnisse ableiten:
- Leerlaufzeiten sollten genauso untersucht werden wie die produktive Maschinenlaufzeit.
- Nebenanlagen können einen erheblichen Anteil des Gesamtverbrauchs verursachen.
- Druckluftverluste bleiben ohne regelmäßige Kontrolle häufig unentdeckt.
- Energiekennzahlen müssen auf Produktionsmengen oder Betriebszeiten bezogen werden.
- Beschäftigte sollten Abschalt- und Betriebsregeln mitentwickeln.
- Messungen müssen nicht sofort flächendeckend erfolgen. Temporäre Messungen an Hauptverbrauchern liefern häufig bereits belastbare Erkenntnisse.
- Kleine organisatorische Maßnahmen können wirtschaftlicher sein als ein sofortiger Maschinenaustausch.
Fazit
Energieeffizienz in der Produktion beginnt nicht zwingend mit großen Investitionen. Bereits durch einen systematischeren Maschinenbetrieb, reduzierte Leerlaufzeiten und bedarfsgerecht gesteuerte Nebenanlagen können erhebliche Einsparungen erzielt werden.
Das Beispiel zeigt: Wer Energieverbräuche sichtbar macht, Verantwortlichkeiten festlegt und Maßnahmen konsequent nachverfolgt, kann sowohl den Energieverbrauch als auch die laufenden Produktionskosten spürbar senken.
Eine kompakte Energieanalyse bietet dafür einen geeigneten Einstieg. Sie identifiziert die größten Verbraucher, macht vermeidbare Verluste sichtbar und schafft eine belastbare Grundlage für weitere technische und organisatorische Maßnahmen.