Michael Wiesel, Projektleiter technische Großprojekte & Ausbilder für Instandhaltungsverantwortliche, Michelin Reifenwerke AG & Co. KGaA Speaker presentation for the Process Manufacturing Gipfel 2017

1. Michael Wiesel
Michelin Reifenwerke Bad Kreuznach
Energiemanagement in
Fabrikation und
Instandhaltung

2. Praktische
Anwendungen im
Rahmen unseres
Energiemanagements
2Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016

3. Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
3
Das EEG-Gesetz
Die Kosten der Energiewende und
die Befreiung von der Umlage durch
die Härtefallregelung

4. Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
4
 1.Jan. 2013 Einführung der EEG Umlage
 Privathaushalte sowie kleinere und mittlere Betriebe
zahlen 5,28 cent/kWh mehr.
 Kalkulierte Mehrkosten je Haushalt ~ 219 €/Jahr
 Mehrkosten für 200.000 Industriebetriebe ca. 4 Milliarde
€/Jahr
 734 Unternehmen sind durch eine Härtefallregelung von
der EEG-Umlage befreit (Stand bei Einführung)
 Bedingung für die Umlagen-Befreiung
* Stromkostenanteil min 14% der Bruttowertschöpfung
* Jährlicher Stromverbrauch > 1 GWh
 ca. 30 €/Jahr könnte jeder Privathaushalt sparen, gäbe es
die Umlagen-Befreiung nicht.
EEG – kurzer Rückblick
Quelle: Öffentlicher Anzeiger
Ausgabe vom 20.11.2012

5. Wer als produzierendes Gewerbe ab 2013 von der Entlastung
nach Energiesteuergesetz und Stromsteuergesetz profitieren
wollte, hätte folgendes umsetzen müssen.
 2013:
Einführung eines Energiemanagements nach ISO 50001
 2014:
Zertifizierung des Energiemanagementsystems nach
ISO 50001
 2015:
Jährliche Energieeinsparung von (1,6 % – 2,1%) 1,9%
Energiesteuergesetz EnStG
Stromsteuergesetz StromStG
5Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016

6. 6Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
EEG – Umlage
Lästige Auflagen oder auch
Anreiz für den Ausbau eines
geeigneten
Energiemanagementsystems
unabhängig vom EEG-Gesetz?

7. 7Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Die Basisressourcen für unser
Energiemanagement
Technische Maßnahmen
Unter-
nehmens
Leitung
Mitarbeiter
Energiemanagement
Zertifizierung
Subventionen
PrämiensystemeEnergiebewusstsein
Energiespar-
potentiale
Energiemessungen
Energieerzeugung
KVP-Prozesse
… und
vieles mehr

8. Die Elemente unseres
innerbetrieblichen
Energiemanagements

9. 9Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016 9
DIN EN ISO 50001
Unsere Zertifizierung
Der Standort Bad Kreuznach
ist nach ISO 50001 zertifiziert.
KVP-Prozesse
schaffen
Internes Audit
Das
Basismanagement
Verbrauchsanalysen

10. 10Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Innerbetriebliches Energiemanagement
Die Menschen hinter dem
Energiemanagement

11. Einbeziehung der Mitarbeiter
Aufbau eines neuen
Energiebewusstseins

12. 12Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Energiebewusstsein nachhaltig etablieren
Energiethemen sind
allgegenwärtig
Energiemanagementthemen
laufen im internen Infokanal
in allen Team- und
Aufenthaltsräumen
Energiemanagementthemen
im Intranet

13. Aufbau eines neuen Energiebewußtseins
Die Einbeziehung der
Mitarbeiter eröffnet neue
Sparpotentiale
13Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Gute Sparpotentiale werden
offen gewürdigt
Anreize schaffen

14. 14Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
InstandhaltungProduktion
20%30% 30% 20%
Individueller
Indikator
Instandhaltungs
Indikator
Energie-
indikator
Produktivität
Gleiche Indikatoren für
Produktion und
Instandhaltung ermöglichen
weitere Leistungsanreize
über Patenschaftssyteme
20%30%20%
Individueller
Indikator Energie-
indikator
Produktivität
30%
Qualität
Leistungsanreize für nachhaltiges Energiebewusstsein
Energieverbräuche als Indikatoren
im Leistungsprämiensystem

15. Leistungsmanagementsysteme
Unserer
Managementwerkzeug

16. Energieverbräuche im Leistungsmanagementsystem
offenlegen
Der dreistufige Ansatz
Energieverbrauchsindikatoren
auswerten
Sofortmaßnahmen:
Energieverschwendung beseitigen
Verlustquellen analysieren
Beispiel: Reduzierung von
energieintensiven
Probekochungen
16Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016

17. 17Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Energieverlustquelle
beseitigen
Energieverbräuche werden
täglich von Instandhaltern
auf der Säule dokumentiert
Die Energiezentrale
liefert täglich
aktuelle
Energieverbräuche
Indikator
Energieverbrauch
Energieverlustquelle
aufspüren
Maßnahmen
definieren
Leistungsmanagementsysteme können
Energieverbräuche transparent machen

18. Analysemethoden
Verbrauchsmessungen
schaffen Klarheit
Verbrauchsmessungen
dem Endverbraucher
zuordnen

19. Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
19
Analysemethoden
Stromverbräuche den
Endverbrauchern zuordnen
Energiemessmodule übertragen
Stromverbräuche über
Ethernetverbindungen an
Zentralrechner
Messwandlereinbau in
bestehende Anlagen

20. 20Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Druckluftmessungen
Verbräuche den
Endverbrauchern zuordnen
Luftdruckverbrauchsmessungen
benötigen besondere
Beruhigungsstrecken

21. 21Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Unsere Messsysteme
Druckluftmessungen
Modulares Messsystem
ermöglicht hochflexiblen Einsatz
unserer Messfühler

22. Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Dampfverbrauchsmessungen
Verbräuche den
Endverbrauchern zuordnen
Blick auf den
Messfühler
Volumenstrommessung nach dem
Wirbelzählerprinzip
22

23. 23Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Optische Messverfahren sollten
vorwiegend vergleichend genutzt
werden
Analysemöglichkeiten
Thermographie
Auch Kälteverluste können
sichtbar gemacht werden
Thermische Verluste
dokumentieren

24. Energiesparpotentiale
Verbräuche
reduzieren

25. 25Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Energiesparmaßnahmen in Nebenprozessen
Prozessabläufe ändern
Energiegesteuerte Prozesse in
zeitgesteuerte Prozesse
umwandeln.
Nur bei zeitunkritischen
Abläufen anwendbar
Chiffrierbare Ergebnisse
Trennmittelansatz: 4 x täglich 30min mit 35°C warmen, dampf-
beheiztem Wasser erzielt das gleiche Resultat wie Leitungswasser
(17°C). Dadurch verlängert sich die Ansatzzeit auf 60 min.
z.B. Ansatz von
Antiklebemitteln

26. Langsam rotierende, saugende
Rührwerke
sparen Energie
Es gibt keine
Viskositätsänderungen oder
ungewollten Lufteintrag
Herausforderung
Trennmittel die sich absetzen
Energiesparendes Aufrühren statt
Aufwirbeln mit teurer Pressluft
Prozessoptimierung

27. 27Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Klimatisierung
Torluftschleieranlage
Vor Inbetriebnahme
Nach Inbetriebnahme
Filme
Heißwassereinspeisung

28. 28Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Klimatisierung
Torluftschleieranlage
Chiffrierbare Ergebnisse
Bei einer Betrachtung von 7 LKW Rampen sparen wir durch die
Torluftschleieranlage trotz Erhöhung der Raumtemperatur pro
Heizperiode ca. 70.000,- €
Raumtemperaturfühler
Wärmetauscher
Dampf/Heißwasser mit
Kondensatrückführung

29. 29Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Kosten für Kühlung optimieren
Pulverisation: Nutzung von
Verdampfungswärme
Der Regelkreis
Kühlung mit
vernebeltem Wasser
nutzt die
Wärmeabfuhr durch
Verdampfung

30. Kühlung optimieren
Nutzung von
Verdampfungswärme
Zuführung
Kühlwasser
Regelung der Steuerluft
sichert die
Durchflussmenge
Prozessluft zerstäubt
das Kühlwasser am
Sprühdüsenkopf
30Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Chiffrierbare Ergebnisse
~ 50 - 60 l/h vernebeltes Kühlwasser reichen, um 1,8 t Produkt um 20°C
abzukühlen. Achtung: Prozessluftverbrauch mitbetrachten.

31. 31Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Luftleckagen
Leckagesuche nach der
Ultraschallmethode
Erzeugung von
Pressluft kostet ca.
10x so viel, wie der
gleichwertige Bezug
elektrischer Energie
Luftleckagen erzeugen Töne im
44kHz Bereich.
Alle anderen „hörbaren“
Frequenzen werden ausgefiltert.

32. 32Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Luftleckagen-Suche nach der
Ultraschallmethode
Chiffrierbare Ergebnisse
Bei Kosten von 1 – 2 Cent pro m³ Pressluft und einem Verbrauchsvolumen von 3
– 4 Mio m³ pro Monat könnten sich bei 30% Leckageverlusten > 150.000,- € pro
Jahr sparen lassen.

33. 33Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Frequenzumrichtergesteuerte
Pumpen
Durch Anpassung der
Durchflussmengen von
Heiz/Kühlmitteln auf den realen
Bedarf werden 50-70%
Stromkosten gespart und
ermöglichen eine
Amortisationszeit der Anlage
von ~ 1 Jahr.
Hohe Leistungsaufnahme
im Dauerbetrieb
Die neuinstallierte Pumpe
läuft mit halbierter
Leistungsaufnahme und nur
noch im Bedarfsfall

34. Frequenzumrichtergesteuerte
Pumpen
Chiffrierbare Ergebnisse
Früher 11kW Dauerpumpleistung für
Walzwerkstemperierung.
Heute 5,5kW (Anpassung an Realbedarf)
bei 85% Einschaltdauer und 65%
Nutzungsdauer spart bei 11 Pumpen
50.600€/Jahr.
Amortisation ~ 1 Jahr
34Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016

35. Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Auch ungewöhnliche Methoden bekommen eine
Chance
Sonolyser-App
Die Abweichung zum
Realwert liegt bei 5 - 10%
Messwerte und
Belastungskurve
Energiesparpotenial:
Ungünstiger
Betriebspunkt 35

36. 36
Konditherm®, Abwärme des
Fertigungsprozesses wiederverwerten
2012
Die Zeiten, da Dampfschwaden
das Erscheinungsbild unserer
Firma prägten, sind vorbei
Bis zum Herbst 2007
Brüdendämpfe der Vulkanisation
entweichen über die Dächer

37. 37Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Konditherm®, Dampfrückgewinnung senkt
Primärenergiekosten um mehr als 10%
Eiswassererzeugung
aus Prozesswärme
Kondensierter Dampf wird im
Winter zum Heizen und im
Sommer zum Kühlen genutzt

38. 38Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Konditherm®, Energierückgewinnung im
geschlossenen Kreislauf
Rückführung des
heißen Kondensates
zur erneuten
Dampferzeugung
2007 erhält Michelin für die
Errichtung der Kondithermanlage
den Umweltpreis des Landes
Rheinland-Pfalz

39. 39Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Konditherm®, Energierückgewinnung im
geschlossenen Kreislauf
P
Brüdengebläse
Abdampf der
Produktion
Heizung FernwärmeProzesswasserKälte
P
P
P
Kondensation im
Reaktor
Rückführung von
überschüssigem
Kondensat
95°C
75°C
Wassereinspritzung
3 Wege
Mischventil
Ausblasung
Das
Kondithermprinzip
Quelle: igs Büro für Energie
und Umwelttechnik
Chiffrierbare Ergebnisse
Eingespartes CO² 3800t/Jahr
Nutzenergie für Heizen: 14,2 GWh/Jahr
Nutzenergie für Kühlen: 15,3 GWh/Jahr
Gesparter Wasserverbrauch 41.000m³ / Jahr

40. Praxisbeispiel für das Umsetzen
eines Energiesparkonzeptes
Intelligente
Beleuchtung

41. Funktionsweise Intelligente
Beleuchtungssysteme
Präsenz- und Tageslichteinfluss
100%
50%
t
41Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016

42. Sparpotential
„Intelligente Beleuchtung“
UnserSparpotential
42

43. Leuchten mit Eigenintelligenz
T8 durch T5 ersetzen
Wird die Beleuchtungsstärke neuer
Leuchtstofflampen auf „Nennwert“
abgedimmt, erhöht sich die
Lebensdauer bei sinkendem
Stromverbrauch.
Präsenz und
Helligkeitsmelder in jeder
Lampe
IP 65 für den Einsatz
im Rußbereich
43Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016

44. Leuchten mit Eigenintelligenz
T8 durch T5 ersetzen
Wird die Beleuchtungsstärke neuer
Leuchtstofflampen auf „Nennwert“
abgedimmt, erhöht sich die
Lebensdauer bei sinkendem
Stromverbrauch.
Präsenz und
Helligkeitsmelder in jeder
Lampe
IP 65 für den Einsatz
im Rußbereich
44Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Heute ersetzen wir fast
ausschließlich durch LED

45. 45Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Leuchten mit Eigenintelligenz
Sparpotential LED
Die Lampen sind
individuell
programmierbar
LED eröffnet weitere
Sparpotentiale.

46. 46Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Amortisationsvorteile LED
Verlängerung der
Gewährleistung für LEDs
macht Montagen in
Grenzbereichen bezahlbar
Gerüstbau für
Montagen in
unerreichbaren
Hallenbereichen

47. Leuchten mit Eigenintelligenz
T8 durch T5 ersetzen
Wird die Beleuchtungsstärke neuer
Leuchtstofflampen auf „Nennwert“
abgedimmt, erhöht sich die
Lebensdauer bei sinkendem
Stromverbrauch.
Präsenz und
Helligkeitsmelder in jeder
Lampe
IP 65 für den Einsatz
im Rußbereich
47Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Heute ersetzen wir fast
ausschließlich durch LED

48. Intelligente Beleuchtung
Prozessorgesteuerte Dali-
Bussysteme Alle Lampen, Sensoren und
Schaltelemente werden über ein
Bussystem auf einen Controller
geführt.
Differenzierte Anwendungen
erfordern unterschiedliche
Sensortypen
Das Bussystem ist in die
Tragschiene integriert
48Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016

49. Mit Hilfe einer Software kann
jede Lampe einzeln oder in
Gruppen bezüglich Präsenz
und Helligkeit angesprochen
werden.
Hochflexible
Programmierung ermöglicht
individuelle Zuordnungen
Intelligente Beleuchtung:
Dali-Bussysteme
49Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016

50. Hausforderung:
Umrüstung von Lichtanlagen
mit hohem Installationsaufwand
auf
Intelligente Beleuchtung
Aufbau eines LED-Beleuchtungskonzeptes auf
Funkbasis:
• Jede Lampe ist Sensor, Sender und
Empfänger und Teil des Gesamtkonzeptes
• Bei Nichtpräsenz von Personen –
abgedimmte Beleuchtung von Zugängen
• Bei Personenerkennung werden Zugänge und
genutzte Bereiche voll beleuchtet.
• Installationsvorteil: Die vorhandenen Kabel
können weiter genutzt werden
Funkgesteuerte
Intelligente Beleuchtung

51. Dipl. Ing. Michael Wiesel Strategische Unternehmensprojekte Michelin Reifenwerke Bad Kreuznach 51
Intelligente Beleuchtung: Lampen-Eigenintelligenz oder Dali-Konzept
Projektierungsanalyse
Amortisationsabschätzung für Projekte mittels "Intelligenter Beleuchtung"
Sparpotential Präsenz /
Außenlichtanteil
1-10
Anlagenzustand
1-10
Technische
Umsetzungsmöglichkeit
1-10
Multiplikation:
Projektgewinn-
abschätzung
LKW- Entladung 7 3 7 147
Vorproduktlager 5 10 6 300
Produktbereitstellung 7 7 8 392
Brecherbereich 1 3 7 3 63
Brecherbereich 2 1 7 3 21
Mischbereich 1 10 5 50
Extruderlinien 3 10 3 90
Kalanderbereich 3 3 3 27
Kühlbereich 5 5 7 175
Einrollung 3 5 5 75
Zwischenproduktlager 7 7 10 490
Staplerwerkstatt 10 3 10 300
Wiederaufbereitung 7 10 10 700
Sparpotential:
Energiekosten
Sparpotential:
Wartungsaufwand
Sparpotential:
Projektkosten

52. Projekt: Neue Beleuchtung im
Kernbereich der Produktion
52Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016

53. Michael Wiesel TEC-SF / BKR Projektmanagement 53
Individuelle Anforderungen respektieren
Vermeidung von Überbeleuchtung
In Hallen ohne
besondere
Anforderungen
reichen
Beleuchtungsstärken
von 150 lx

54. 54Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Projektpriorisierung in Abhängigkeit
von den Zugänglichkeiten .
Bereich 1
Gefahrlose Installation
bei laufendem Betrieb.
Bereich 2
Installation nur bei
Stillstand.
Bereich 3
Installation nur mit
Gerüsten möglich

55. 55Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016 55
Projektpriorisierung in Abhängigkeit vom
Tageslichteinfall und Personenpräsenz.
Reinigung der Fensterfront
unterstützt den
Tageslichteinfluss.
Automatisierte Anlagen mit
geringer Personenpräsenz.

56. 56Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Intelligente Beleuchtung:
Grenzbereichsbetrachtungen
Funktionsumkehr:
Beim Einsatz in Heizbereichen
werden „kalte Personen“ als
bewegte Objekte erkannt und
aktivieren die Beleuchtung.
Herstellerspezifikationen beachten
Aber:
Temperierte Produkte, die
z.B. über Förderbänder im
Referenzraum transportiert
werden, aktivieren die
intelligente Beleuchtung,
auch wenn keine Personen
anwesend sind!

57. Synergien nutzen
Ressource
Energieerzeugung
Gebäude, Räume,
Flächen und
Außenanlagen

58. Symbiosen durch Gebäude und
Flächennutzung (im Handout)
58Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Dachsanierung gegen
Solarparkfläche
Kraft-Wärme Kopplung
Der externe
Energieerzeuger im
eigenen Unternehmen

59. Die Symbiose: Dachsanierung
gegen Solarparkfläche
117.400 m² Dach- und
Carportfläche haben wir
für ein
Photovoltaikkraftwerk
zur Verfügung gestellt.
Als Gegenleistung wurden
unsere Michelindächer vom
Betreiber der Anlage der
Voltwerk AG kostengünstig
saniert. 59Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Fabrikationshallen
Carports für
Mitarbeiterparkplätze

60. Dipl. Ing. Michael Wiesel Strategische Unternehmensprojekte Michelin Reifenwerke Bad Kreuznach 60
Einspeisung von 5 MWp
(Megawatt-Peak) in das
öffentliche Netz.
Die Anlage kann umgerechnet Strom
für 1770 Haushalte liefern.
Dächer als Solarparkfläche
Im Sommer 2012 wurde die
Anlage durch
photovoltaikbestückte
Carports ergänzt

61. 61Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Zusätzlicher Gewinn:
Geringerer CO² Ausstoß und damit
indirekter Gewinn über CO²
Zertifikate
Kraft-Wärme-Kopplung
Chiffrierbare Ergebnisse
Energieersparnis 1,6 Millionen €/Jahr CO² Verminderung 7000t/Jahr
Investition: ca. 10 Millionen €
Quelle: www.steag-saarenergie.de

62. 62Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
Energiesparmaßnahmen
Umstellung
Außenbeleuchtung auf LED
LED-
Straßenbeleuchtung
Intelligente
Außenbeleuchtung
in weniger
frequentierten
Bereichen

63. Wärmerückgewinnung der
Prozessabwärme unterstützt
die Hallenbeheizung im
Winter
Zukunftsausblick
Wärmerückgewinnung
Herausforderung:
Energieverluste über die
Absaugung warmer
Prozessluft

64. Kosten- und
Amortisations-
betrachtungen

65. Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016
65
Die Amortisationsrechnung
vereinfachte Darstellung
120000
100000
80000
60000
40000
20000
0
-20000
-40000
-60000
-80000
-100000
Jan
Feb
Mrz
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dez
Jan
Feb
Mrz
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dez
Jan
Feb
Mrz
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dez
Jan
Feb
Mrz
Apr
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep
Projektstart
Projektende
Projektkosten
Breakeven
Amortisationsdauer
€
Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016

66. Vielen Dank
für Ihr
Interesse
66Dipl. Ing. Michael Wiesel Michelin Reifenwerke 2016