Energiesparen ist in der Industrie mit der völligen Transparenz aller Prozesse – von der Produktion bis zu den Abläufen im Werk und in den Büros – verbunden. Ohne Digitalisierung geht dabei nichts und weitere Themen wie Automatisierung und Effizienz prägten die Hannover Messe 2022, die Anfang Juni stattfand. Der Energie Report sprach dort mit Andreas Matthé, Chief Executive Officer für Electrical Products bei Siemens. 

Report: Herr Matthé, Electrical Products haben mit Energieverbrauch zu tun. Welche Rolle spielt dabei die Energieeffizienz?

Andreas Matthé: Unsere Produkte werden für eine sichere und effiziente elektrische Infrastruktur auf Mittel- und Niederspannungsebene in Gebäuden und industriellen Anlagen eingesetzt. Das Thema Energieeffizienz ist ein wichtiges Element davon, denn wir liefern auch die Komponenten zur Energieerfassung, sowohl Hardware als auch Software. Diese setzen unsere Kunden ein, um Transparenz in die Energieflüsse zu bekommen. Mit unserer Software »Power Manager« können zum Beispiel Energieflüsse optimiert und gesteuert werden.

Report: Wie finden Sie heraus, wo Energie gespart werden könnte?

Matthé: Durch die Erfassung der Energieflüsse und den Vergleich der Daten. Damit können wir erkennen, in welchen Funktionen und Prozessen der Energieeinsatz relativ hoch ist. Dann diskutieren wir mit dem Kunden und versuchen Lösungsansätze zu finden, wie man das optimieren kann. 

Report: Welche Möglichkeiten gibt es da?

Matthé: Ein Beispiel ist, Antriebe zu ersetzen, zu optimieren oder anders zu dimensionieren. Eine andere Möglichkeit ist, sich den gesamten Prozess anzusehen. Vielleicht lässt sich ein Fertigungsprozess in anderer Weise aufstellen, um den Energieeinsatz zu optimieren. 

Report: Wie viel an Energieeinsparung ist generell erzielbar, zum Beispiel in einer Fabrik?

Matthé: Das lässt sich pauschal nicht sagen, weil es davon abhängt, um was für eine Fabrik es sich handelt. Und auch davon, in welchem Grad man die Einsparmaßnahmen durchführt: eine komplett neue Fertigung oder das schrittweise Erneuern von einzelnen Elementen in einem laufenden Betrieb. Das kann ein längerer Prozess sein. Üblicherweise wird nicht alles auf einmal gemacht. Aber immer gilt: wenn etwa eine Maschine oder ein Ablauf neu aufgesetzt wird, kann man Energieeffizienz gleich mitdenken. Zusätzlich zum Optimierungsbedarf kommt immer häufiger der Wunsch nach Nachhaltigkeit dazu, also zum Beispiel den CO2-Footprint zu reduzieren. 

Report: Wo ist üblicherweise der Schwachpunkt beim Energieverbrauch?

Matthé: Die großen Energiekonsumenten sind immer Wärme, thermische Prozesse, Lüftung und Kühlung. Ebenso steht der komplette Themenbereich Antriebstechnik im Fokus. Im Wärmebereich haben wir Erfahrung mit Projekten gemacht, bei denen man bis zu zehn Prozent Energie relativ kurzfristig einsparen kann. Wenn man zusätzlich die gesamten Fertigungsprozesse ansieht und die Verbesserungen schrittweise umsetzt, kann man am Ende auch bis zu 30 Prozent der Energie einsparen.

Report: Bleiben wir bei der Wärme: Wie verringert ein Unternehmen hier seinen Verbrauch?

Matthé: Durch die Optimierung des Heizens: Heize ich die ganze Nacht? Wann sind die Mitarbeiter im Betrieb? Wann beschatte ich? Wie weit kühle ich runter? Dort liegen große Einsparungspotenziale. 

Report: Und dazu ist eine Digitalisierung aller Bereiche nötig?

Matthé: Das ist der Knackpunkt, denn wir brauchen eine Transparenz der Systeme. Dazu ist die Erfassung aller Daten über einen Zeitraum nötig, um Analysen erstellen zu können. Das geschieht mit Messgeräten, aber auch mit Schalt- und Schutzgeräten, die wir kommunikationsfähig gemacht haben. Zudem ist Digitalisierung für eine vorbeugende Wartung nützlich. Damit erkennt ein Anwender rasch, ob ein Bauteil defekt wird oder zu viel Strom verbraucht und kann entsprechend rechtzeitig agieren. Das vermeidet nicht nur unnötige Energiekosten, sondern auch ungeplante Ausfallzeiten.

Report: Welche Investitionen sind dafür nötig?

Matthé: Das kommt darauf an – ein Unternehmer muss vergleichen: Was ist günstiger? Ist es eine Beschattung oder eine Kühlung, die wiederum Energie benötigt? Ist es ein komplett neues Beleuchtungssystem oder kann man auch das bestehende gezielter einsetzen?

Report: Welche Lösungen braucht es in den Energiesystemen für die Reduktion des CO2-Footprints?

Matthé: Reduzieren des Verbrauchs an fossilen Brennstoffen ist die eine Seite. Und dann geht es natürlich um das Ersetzen dieser Energiequellen durch Solarenergie und Windkraft, auch unterstützt mit Speichern. Erneuerbare sind immer eine zusätzliche und auch wachsende Energiequelle, aber ein Industrieland wird aktuell nicht komplett auf Photovoltaik umsteigen können. Ich sehe für die nächsten Jahre am ehesten einen Mix aus konventionellen, erneuerbaren Energien und Speichern.

Report: Welche Effizienzmaßnahmen sind noch in den Fertigungsprozessen möglich?

Matthé: Ich gebe Ihnen ein Beispiel: ein Kunde, der Hausgeräte herstellt. Für dieses produzierende Unternehmen haben wir Energieeinsparungen von fast 30 Prozent erreichen können. Durch die Mischung aus einer Optimierung in der Fertigung und der verbesserten Nutzung von Elektrizität. Für eine effizientere Fertigung arbeiten wir heute mit digitalen Zwillingen, die eine exakte digitale Abbildung des Prozesses und dessen virtuelle Optimierung bieten. Das geht von der Planung über die Fertigung bis zum Produktdesign.

Report: Mit all dieser Transparenz und der Optimierung bleibt doch fossiler Energiebedarf übrig. Kann die Industrie davon ganz wegkommen?

Matthé: Wir werden sicherlich fossile Energieträger in den nächsten Jahren noch brauchen. Eine schnelle Abkehr davon ist schwierig. Aber ich denke, dass diese bedauerliche Situation, die wir jetzt haben, auch dazu beiträgt, dass die Transformation zu einem deutlich höheren Anteil an erneuerbaren Energien rascher vorankommt. Und ich bin davon überzeugt, dass aus dem Mix aus Wind, Solar und Speicher noch viel mehr gemacht werden kann. Digitalisierung ist da wieder ein großes Thema, damit auch die Energieversorger die Systeme steuern und darauf zugreifen können. 

Zur Person

Andreas Matthé ist CEO der Siemens Business Unit Electrical Products. Dieser Bereich bietet Produkte für eine sichere und effiziente elektrische Infrastruktur auf Mittel- und Niederspannungsebene in Gebäuden und der Industrie. Das sind zum Beispiel Sicherheits-, und Steuerungsprodukte, Mess- und Überwachungsgeräte, Schalter und Steckdosen. Hinzu kommen kommunikationsfähige Softwaretools, mit denen sich die Energieverteilung an die Gebäude- und Industrieautomation sowie an offene, cloudbasierte IoT-Systeme anbinden lässt. 

Gemüse aus Containerplantagen

Digitalisierung ermöglicht Landwirtschaft in Wüstenstaaten und Ländern mit extrem wenig Platz für Agrarflächen. Gemüse und Kräuter können dank Vollautomatisierung ohne Sonnenlicht und Erde gedeihen und sind – das behaupten Studien – sogar vitaminreich. Wie das funktioniert? »Hydroponik-System« lautet die Antwort. Die Wurzeln der Pflanzen stecken in Wasser, das mit den notwendigen Nährstoffen angereichert ist.

»Wir kontrollieren die Wasserzirkulation und die Konzentration der Nährstoffe digital«, erklärt Thomas Svoboda am Siemens-Stand bei der Hannover Messe. Eine Kamera kontrolliert permanent den Gesundheitszustand der Pflanzen. Mit künstlicher Beleuchtung wird zudem die exakte Wellenlänge des Lichts gesteuert und der Tag-Nacht-Rhythmus gesteuert. Damit kann sogar der Geschmack von Kräutern beeinflusst werden. Minze etwa kann – je nach Lichteinstrahlung – intensiver oder weniger intensiv schmecken.

Hydroponik Farms brauchen allerdings viel Energie. »Daher sind die Systeme für Länder mit viel Sonne besonders interessant. Sie können Solarenergie nutzen«, sagt Svoboda.

(Bilder: Siemens)