Blick in eine Produktionshalle mit Maschinen und Rohrleitungen

Energiekosten in der Industrie senken: 8 wirksame Hebel

Ein mittelständisches Unternehmen aus Baden-Württemberg zahlte 2023 rund 640.000 Euro Energiekosten für Strom und Gas. Der Geschäftsführer beauftragte daraufhin eine Verbrauchsmessung, ohne konkrete Erwartung. Das Ergebnis: 38 Prozent des Energieverbrauchs entfielen auf Zeiten, in denen nicht produziert wurde.

Solche Zahlen sind keine Ausnahme. In den meisten Unternehmen der Industrie lassen sich 10 bis 20 Prozent der Energiekosten senken, ohne große Investitionen. Wer in Effizienz investiert, kann die Energiekosten um 30 bis 40 Prozent senken. Diese acht Maßnahmen liefern den größten Anteil davon.

1. Den Nachtverbrauch reduzieren

Die schnellste Maßnahme überhaupt und die, die am wenigsten kostet. Messen Sie den Energieverbrauch zwischen 22 und 5 Uhr an einem produktionsfreien Wochenende. Alles, was dann noch läuft, ist Grundlast.

Typische Verursacher sind Kompressoren im Leerlauf, Absauganlagen, Beleuchtung in Nebenräumen, Klimatisierung von Serverräumen ohne Bedarfssteuerung und Maschinen im Standby.

Aufwand: eine Messung plus Abschaltkonzept Einsparung: 5 bis 15 Prozent des Stromverbrauchs Amortisation: sofort bis wenige Monate

In vielen Unternehmen genügt eine Zeitschaltung an drei bis fünf Verbrauchern, um die Energiekosten spürbar zu senken. Das Problem ist selten technisch, sondern organisatorisch: Niemand fühlt sich zuständig für das, was nachts läuft.

2. Druckluftleckagen beheben

Druckluft ist die teuerste Energieform in der Industrie, weil der Wirkungsgrad bei etwa 10 Prozent liegt. Neun von zehn eingesetzten Kilowattstunden Energie werden zu Wärme.

In ungewarteten Anlagen gehen 20 bis 40 Prozent der erzeugten Druckluft durch Leckagen verloren. Ein einzelnes Loch von drei Millimetern bei 7 bar kostet über ein Jahr rund 3.000 Euro.

Aufwand: Leckageortung mit Ultraschallgerät, ein bis zwei Tage Einsparung: 10 bis 25 Prozent der Druckluftkosten Amortisation: meist unter sechs Monaten

Zusätzlich lohnt die Prüfung des Netzdrucks. Jedes Bar weniger senkt den Energieverbrauch um etwa 7 Prozent. Viele Anlagen in der Industrie laufen mit 8 bar, obwohl 6 bar ausreichen würden.

3. Lastspitzen kappen

Der Strompreis für Unternehmen in der Industrie besteht aus Arbeitspreis und Leistungspreis. Der Leistungspreis richtet sich nach der höchsten Viertelstundenleistung des Jahres. Eine einzige Spitze bestimmt damit die Energiekosten für zwölf Monate.

Ein Lastmanagementsystem verschiebt schaltbare Verbraucher automatisch, wenn eine Spitze droht. Kandidaten sind Kühlanlagen, Lüftung, Ladeinfrastruktur und Prozesse mit Pufferzeiten.

Aufwand: Messtechnik plus Steuerung, 15.000 bis 60.000 Euro Einsparung: 5 bis 15 Prozent der Netzentgelte Amortisation: zwei bis vier Jahre

4. Motoren und Antriebe modernisieren

Elektromotoren verursachen 60 bis 70 Prozent des Stromverbrauchs in der Industrie. Investitionen in einen Motor der Klasse IE3 oder IE4 senken den Energieverbrauch um 3 bis 8 Prozent je Antrieb.

Der größere Hebel liegt allerdings in der Regelung. Pumpen und Ventilatoren, die über Drosselklappen geregelt werden, laufen dauerhaft auf voller Leistung. Ein Frequenzumrichter passt die Drehzahl an den Bedarf an und senkt den Verbrauch bei Teillast um 30 bis 50 Prozent.

Prüfen Sie in dieser Reihenfolge:

  • Läuft der Motor überhaupt bedarfsgerecht oder dauerhaft?
  • Ist die Anlage überdimensioniert?
  • Wird über Drosselung geregelt statt über Drehzahl?
  • Ist der Motor älter als 15 Jahre?

Erst danach lohnt der Austausch. Ein neuer Motor an einer falsch ausgelegten Pumpe spart wenig.

5. Abwärme nutzen

In vielen Unternehmen geht ein erheblicher Teil der eingesetzten Energie als Abwärme über Dach und Abluft verloren. Kompressoren, Öfen, Spritzgussmaschinen und Kühlanlagen liefern Abwärme auf einem Temperaturniveau, das sich nutzen lässt.

Typische Anwendungen für Abwärme sind Hallenheizung, Warmwasser für Reinigungsprozesse und Vorwärmung von Prozesswasser. Bei einem Schraubenkompressor lassen sich bis zu 75 Prozent der aufgenommenen Energie als Abwärme zurückgewinnen.

Aufwand: 10.000 bis 80.000 Euro je nach Anlage Einsparung: 10 bis 30 Prozent der Wärmekosten Amortisation: zwei bis fünf Jahre

Beim Gas lohnt parallel der Blick auf die Beschaffungsseite, denn auch dort lassen sich Energiekosten senken, ohne eine Anlage anzufassen. Zwischen dem Grundversorgungstarif und dem günstigsten Anbieter liegen im Gewerbebereich mehrere Cent pro Kilowattstunde; wer die Gaspreise transparent vergleichen lässt, hat den Abstand für den eigenen Standort in wenigen Minuten vor sich. Bei 400.000 Kilowattstunden Gas im Jahr sind zwei Cent Unterschied bereits 8.000 Euro.

6. Prozesswärme optimieren

Prozesswärme ist in vielen Branchen der Industrie der größte Einzelposten bei den Energiekosten. Vier Maßnahmen wirken zuverlässig:

Isolierung prüfen. Ungedämmte Flansche, Ventile und Rohrbögen sind der Klassiker. Ein einzelner ungedämmter DN-100-Flansch bei 150 Grad kostet rund 400 Euro im Jahr.

Temperaturniveau senken. Viele Prozesse laufen mit Sicherheitsaufschlägen, die nie überprüft wurden. Zehn Grad weniger senken den Wärmebedarf spürbar.

Öfen bedarfsgerecht fahren. Aufheizen erst, wenn der Auftrag ansteht, statt durchgehend auf Temperatur zu halten.

Kondensat zurückführen. Bei Dampfanlagen enthält das Kondensat noch erhebliche Energie.

7. Beleuchtung umstellen

Die Maßnahme mit dem geringsten Planungsaufwand. LED-Hallenleuchten verbrauchen 50 bis 70 Prozent weniger Energie als Leuchtstoff- oder Quecksilberdampflampen und halten drei- bis viermal länger.

Aufwand: 80 bis 250 Euro pro Leuchtstelle Einsparung: 50 bis 70 Prozent der Beleuchtungskosten Amortisation: zwei bis vier Jahre

Kombiniert mit Präsenzmeldern in Lager- und Nebenbereichen steigt der Effekt weiter. In Hallen, die nur zeitweise begangen werden, sinkt der Verbrauch um bis zu 80 Prozent.

8. Energiemanagement einführen

Alle vorherigen Maßnahmen laufen ins Leere, wenn niemand den Energieverbrauch misst. Ein digitales Energiemanagement schafft Transparenz über Verbrauch und Energiekosten und macht Einsparungen nachweisbar.

Konkret bedeutet das:

  • Unterzähler an den größten Verbrauchern statt eines einzigen Hauptzählers
  • Verbrauchsdaten in Viertelstundenwerten
  • Zuordnung des Verbrauchs zu Produkten oder Aufträgen
  • Regelmäßige Auswertung mit klaren Zuständigkeiten

Ein Energiemanagementsystem nach ISO 50001 ist zusätzlich Voraussetzung für bestimmte Entlastungen bei Steuern und Umlagen. Der Aufwand für Einführung und Zertifizierung liegt je nach Betriebsgröße bei 15.000 bis 60.000 Euro.

Unterstützung und Förderprogramme für solche Vorhaben bündelt die Deutsche Energie-Agentur.

Die Hebel im Überblick

Maßnahme Investition Einsparung Amortisation
Nachtverbrauch senken gering 5 bis 15 % Strom sofort
Druckluftleckagen gering 10 bis 25 % Druckluft unter 6 Monate
Beleuchtung auf LED mittel 50 bis 70 % Licht 2 bis 4 Jahre
Motoren und Antriebe mittel bis hoch 3 bis 50 % je Antrieb 2 bis 6 Jahre
Abwärmenutzung mittel bis hoch 10 bis 30 % Wärme 2 bis 5 Jahre
Lastspitzenmanagement mittel 5 bis 15 % Netzentgelte 2 bis 4 Jahre
Prozesswärme optimieren gering bis mittel 5 bis 20 % Wärme 1 bis 3 Jahre
Energiemanagement mittel Voraussetzung für alles 1 bis 3 Jahre

Die ersten beiden Zeilen liefern in fast jedem Betrieb sofort Ergebnisse.

Die Reihenfolge der Maßnahmen ist wichtiger als die Auswahl. Wer mit der Photovoltaikanlage beginnt, bevor er die Grundlast kennt, dimensioniert falsch. Wer zuerst misst und dann die günstigen Maßnahmen abarbeitet, finanziert die großen Investitionen aus den Einsparungen.

Dieses Vorgehen entspricht dem, was in der Produktion ohnehin üblich sein sollte. Die Prinzipien der schlanken Produktion zielen auf denselben Punkt: Verschwendung sichtbar machen, bevor man optimiert. Energie ist dabei nur eine weitere Ressource, die im Prozess verloren geht, und die Vorteile eines schlanken Ansatzes gelten hier unverändert.

Das Unternehmen aus dem Eingangsbeispiel hat übrigens zuerst die Grundlast angegangen. Abschaltkonzept, Leckageortung, LED in zwei Hallen. Investitionen von 41.000 Euro, Einsparungen im ersten vollen Jahr 94.000 Euro.