Projekt 28777/01

Entwicklung eines Systemhardwaremoduls Compressed-Air-Efficiency-Manager zur dauerhaften Senkung des Energieeinsatzes bei der Druckluftnutzung über Monitoring und leicht interpretierbares/nutzerfreundliches Nutzer-Feedback

Projektträger

Postberg + Co. Druckluft-Controlling GmbH
Emilienstr. 37
34121 Kassel
Telefon: +49 561 506309-70

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Bei industriellen Druckluftsystemen gibt es im Mittel eine Effizienzsteigerung von 33% und eine Effektivitätserhöhung von 25%. Viele klein- und mittelständische Unternehmen haben keine Transparenz dieses Potentials, so dass eine nachhaltige Kosteneinsparung (ca. 100 Mio. €) bisher nicht möglich war.
Hauptziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Systemhardwaremoduls zur nachhaltigen Sicherstellung der Energieeffizienz von Druckluftsystemen. Der sogenannte Compressed Air-Efficiency-Manager (kurz CAE-Manager) soll auf Basis von rückführbaren Messdaten die Systemeffizienz ermit-teln und dem Nutzer von Druckluft (Schwerpunkt KMU) ein regelmäßiges Feedback geben.
Im Rahmen des universitären Umfeldes wird eine KWK-Druckluft+ Anlage mit CAE-Manager zu Forschungs-, Demonstrations- und Schulungszwecken aufgebaut. Dieses Druckluftsystem unterscheidet sich von bisherigen Druckluftsystemen durch die Druckluftführung in geschlossenen Kreisen (E.A.R.S) und der Drucklufterzeugung aus Erdgas oder Diesel. Der CAE-Manager übernimmt hier das System Monitoring und die Sicherstellung der Systemeffizienz.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Vorhaben gliedert sich in vier wesentliche Arbeitsschritte:
Arbeitsschritt 1: Beschreibung der ökologischen und energetischen Effizienzkennzahlen (Ampelklassifizierung), Ermittlung von Randbedingungen für Druckluftnutzung, Gesamtbetrachtung von Effizienz, Ökologie und Kosten mittels anwenderorientierten Bilanzierungsmodellen (Bsp. Output-Methode).
Arbeitsschritt 2: Bau und Installation einer KWK-Druckluft+ Anlage in der DeMoTec-Halle der Universität Kassel/ Fraunhofer IWES.
Arbeitsschritt 3: Entwicklung, Fertigung und Patentierung des CAE-Managers. Entwicklung und Fertigung von Prototypen und Installation bei zwei bis drei Leuchtturmprojekten.
Arbeitsschritt 4: Publikation der Ergebnisse und Schreiben eines Schulungshandbuches im Rahmen der universitären Weiterbildung für Techniker und Ingenieure.


Ergebnisse und Diskussion

Die von der Universität Kassel gewählte Output-Methode hat sich in diesem Projekt mit 16 Varianten zum energetischen Vergleich von Druckluftsystem bewährt. Das Ergebnis zeigt, dass bis zu 2/3 an Primärenergie bei der Drucklufterzeugung, -verteilung und -nutzung eingespart werden kann.

Im universitären Umfeld wurde ein komplettes Druckluftsystem in der DeMoTec-Halle aufgebaut. Studenten und Ingenieure haben hierdurch die Möglichkeit bekommen, diese Energieströme transparent zu machen indem eine zukunftsweisende Messtechnik installiert wurde. Durch den Kontakt zum Dekan des Fachbereichs der Universität muss eine Übergangslösung gefunden werden, bis die offenen Stellen durch das Ausscheiden vom Projektpartner Dr.-Ing. Sievers und Prof. J. Schmidt wieder besetzt sind.

Für Postberg + Co. als Kleinunternehmen mit 13 Mitarbeitern wurde es möglich im vorindustriellen Umfeld der Hochschule die Messkette von Mechanik, Sensorik, Datenloggertechnik und Visualisierungssoftware als Prototypen zu testen und alle technischen Fehler zu eliminieren. Knowhow sollte von dem Unternehmen zur Universität und zurückgetragen werden. Leider ist dies nur teilweise und nicht nachhaltig gelungen.

Durch Kundenbefragungen wurde das Pflichtenheft für den CAE-Manager erfolgreich definiert und mit eigenen und Mitteln der DBU zwei Hardware Prototypen aufgebaut. Dabei konnte auf jedes kleinste Detail eingegangen werden (Gehäusedesign, Skalierbarkeit, Fehlerbeseitigung etc.).
Die Basis für den CAE-Manager wurde mit der Abgabe des Gebrauchsmusters am 4.06.2012 dokumentiert. Es wurden Lieferanten und Partner gewonnen, die die offenen Punkte des Projektes in einem Folgeprojekt (Bsp. ZIM-KOOP) gemeinsam lösen können. Die Fertigstellung aller als offen definierter Punkte des CAE-Managers sollen in 1-3 Jahren gelöst werden.

Es wurde auch über den Tellerrand geschaut und gesellschaftliche Verantwortung für den Umweltschutz übernommen. Der Bau der KWK-Druckluft+ Anlage mit der Firma Hübner in der Referenzanwendung ermöglicht das im Antrag beschriebene Leuchtturm Projekt sicherzustellen. Unternehmen wie EON und Viessmann haben gespürt, dass der Wille zum Erfolg vorhanden ist und ansteckend sein kann. Diese Unternehmen haben ihr Interesse an dem Projekt bereits durch die Vorstände bekundet.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Zwei Veranstaltungen als Tag der offenen Tür in 2011 und 2012 wurden im Projekt-Kontext organisiert und erfolgreich dokumentiert. Zahlreiche Fachartikel und Zeitungsartikel wurden in dieser Zeit zum DBU-Projekt geschrieben und veröffentlicht.
Der Höhepunkt des DBU-Projektes war eindeutig die Woche der Umwelt 2012 im Schlossgarten Bellevue. Die Kontakte zur Bundespolitik, renommierten Wissenschaftlern, interessierten und ökologisch Motivierten hat ein Wir-Gefühl ausgelöst. Das gesamte Postberg + Co.-Team wurde davon ergriffen und es gab einen spürbaren Rückenwind. Vier von sieben Referenten auf dem Tag der offenen Tür in Kassel wurden durch die neuen Kontakte bei der WdU kennengelernt. Eine DVD wurde erstellt, die allen Besuchern der 2-tägigen Hausmesse am 22./23. August 2012 vorgestellt wurde. Auch auf der Internetseite www.postberg.com wurden alle im Projekt entwickelten Lösungen vorgestellt, so dass jeder auch nach der Woche der Umwelt die Informationen erhalten kann.

Ein Schulungskonzept für das Thema Drucklufteffizienz wird in 2013 als 2-tägiges Seminar angeboten, das geplant 100 Fachingenieure und Techniker erreichen wird. Erste Rahmenverträge für die Mechanik des CAE-Managers lassen großes erwarten, dass auch das Produkt in der Breite in die Anwendung kommen wird.


Fazit

Es gilt 24 PJ an Primärenergie in den nächsten 8 Jahren einzusparen! Im Wettbewerb der Ideen hat Postberg den Horizont über das Tagesgeschäft setzen können. Die DBU war dabei ein starker Partner, der den Rücken frei hielt und Lösungen bei Problemen anbot. Gestärkt durch die Woche der Umwelt und der Schulung von neuen Außendienstmitarbeitern gilt es, das Potential der Drucklufteffizienz zu ernten. Der Energiebaum, in der Woche der Umwelt entwickelt, soll gesellschaftspolitisch genutzt werden, um für die Gleichberechtigung der Energieeffizienz einzustehen. Einsparen, bzw. Steigerung der Effizienz, ist wirtschaftlich und vernünftig - jetzt muss es noch zur Emotion werden!