Großes Sparpotential durch Gleichrichter von Munk
Wirkungsgradverbesserung und staatliche Förderung ermöglichen kurze ROIs
Hohe Energiepreise erfordern es, unnötigen Energieverbrauch zu verhindern. Neue, effizientere Gleichrichter und die Nutzung staatlicher Fördermittel der BAFA bieten diesbezüglich großes Potential und kurze Amortisierungszeiträume.
In der Oberflächentechnik beeinflussen viele Faktoren die Effizienz eines Beschichtungsprozesses. Elektrochemische Prozesse wie galvanische Beschichtungen sind häufig energieintensive Prozesse. Insbesondere in Zeiten explodierender Strom- und Gaspreise sind in diesem Bereich Anlagenoptimierungen wichtig, um die wirtschaftliche Überlebensfähigkeit eines Unternehmens in einem schwierigen Umfeld zu erhalten.
Gleichrichtergeräte gehören bei der Abscheidung von galvanischen Beschichtungen zu den Aggregaten die sehr große Einsparpotenziale bieten – schließlich sind sie die Energiequellen für den elektrochemischen Prozess und müssen die hohe Spannung aus dem Stromnetz in prozesstaugliche Spannungs- und Stromstärken umwandeln. Da hier in einem Galvanikbetrieb erhebliche Energiemengen durchfließen, ist die bei einem Gleichrichter anfallende Verlustleistung ein erheblicher Kostenfaktor. Gleichrichter neigen übrigens dazu, mit zunehmendem Alter im Wirkungsgrad nachzulassen. Statistische Erhebungen zeigen, dass rund ein Drittel des Energiebedarfs eines galvanischen Betriebes auf die elektrische Prozessenergie zurückzuführen ist.
Wer sich also schon länger nicht mehr mit den Gleichrichtern im eigenen Betrieb auseinandergesetzt hat und möglicherweise sogar gar keine zuverlässigen Informationen über deren aktuellen Wirkungsgrad hat, sollte die aktuellen Energiepreisentwicklungen zum Anlass nehmen, das Thema aufzugreifen. Insbesondere, weil seit einigen Jahren seitens der BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle) die Investition von hocheffizienten Gleichrichtergeräten in der Bundesrepublik Deutschland gefördert wird. Unter der Rubrik Energieeffizienz existieren fünf Fördermodule, die zur Bundesförderung von Projekten für Maßnahmen im Bereich Energie- und Ressourceneffizienz genutzt werden.
Die Förderung von Gleichrichtern fällt unter das Modul 4: Energie- und ressourcenbezogene Optimierung von Anlagen und Prozessen. Im Prinzip handelt es sich um die Optimierung von industriellen und gewerblichen Anlagen, die zur Senkung des Energieverbrauchs und zur Vermeidung des Ausstoßes von Kohlenstoffdioxid (CO2) beitragen. Um bei der BAFA einen Antrag auf eine Fördermittelzuwendung zu stellen, bedarf es der Erstellung eines Einsparkonzeptes, das somit das grundlegende Antragsdokument darstellt.
BAFA-Förderung bis 40 Prozent
Als Bestandsanlagen gelten Installationen, die Gleichrichter beinhalten, die seit mindestens zehn Jahren in Betrieb sind. Eine Altanlage verfügt definitionsgemäß über Gleichrichtergeräte, welche bereits eine Lebensdauer von über 25 Jahren aufweisen. Erfahrungsgemäß sind die Einsparpotenziale bei Altanlagen um ein Vielfaches höher, da sich die Gleichrichtertechnik in den letzten Jahrzehnten enorm weiterentwickelt hat.
Neue Gleichrichtergeneration
Die Munk GmbH hat insbesondere die Zeit vor und während Corona genutzt, um eine neue Gleichrichterinnovation, das Gleichrichtermodul gamma L3+, auf den Markt zu bringen. Das gamma L3+ besticht durch eine Effizienzsteigerung von 4 Prozent gegenüber den aktuellen Marktstandards. Zudem konnte der Ausgangsstrom auf 1.800 Ampere pro Modul erhöht werden, obwohl Gewicht und Bauform gleich blieben. Letzteres war eine Grundanforderung an die Ingenieure, um so zu gewährleisten, dass Bestandsanlagen problemlos umgerüstet werden können. Des Weiteren führt die Steigerung des Wirkungsgrads zu einer Energiekostenersparnis von mindestens 4 Prozent, daraus folgend Einsparungen von bis zu 1,2 kW pro Stunde bei einer Ausgangsleistung von 24 kW, 16 V und 1500 A.
Große Einsparungen bei Bestands- und Altanlagen
Im Zuge einer Effizienzmaßnahme, also eines BAFA-geförderten Projektes, konnte bei einem Oberflächenbeschichter eine Effizienzsteigerung von um fünf Prozent erzielt werden. Es wurden insgesamt neun Gleichrichter mit unterschiedlichen Leistungsdaten ausgetauscht. Überwiegend waren es Geräte für eine Zink-Gestellanlage, auf der im 3-Schichtbetrieb 6.000 h pro Jahr produziert wurde. Der Soll-Ist-Vergleich zeigt bei den Laufzeiten eine tatsächliche Energieeinsparung von rund 162.000 kWh pro Jahr. Trotz der auf den ersten Blick nicht sehr großen Effizienzsteigerung sind die Einsparungen durch die langen Betriebszeiten immens.
Bezüglich der Förderung ist die eingesparte Menge CO2 maßgeblich, rechnet man die 162.000 kWh um, in diesem Beispiel ergibt sich ein CO2-Äquivalent von über 118 Tonnen. Als KMU stehen dem Unternehmen eine Bezuschussung von 900 Euro pro Tonne zu, allerdings hat der Gesetzgeber einen sogenannten CO2-Deckel bei 40 Prozent der gesamten Investitionssumme definiert. Von der tatsächlichen Investitionssumme von 240.000 Euro inklusive Nebenkosten konnten also 96.000 Euro Fördermittel abgerufen werden. Bei einem Energiepreis von 32 Cent für eine Kilowattstunde, der Preis, den der Kunde seit Mitte 2022 zahlen musste, ist zusätzlich eine Energiekosteneinsparung von knapp 57.000 Euro pro Jahr gesichert. Unter Berücksichtigung der Energiekostenersparnis erreicht das Förderprojekt eine Amortisationszeit von weniger als 36 Monaten.
Ein weiteres gutes Anschauungsbeispiel ist ein kleiner mittelständischer Betrieb, der seine Beschichtungsanlage im 2-Schichtbetrieb fährt. Bei dieser Modernisierungsmaßnahme waren einige Geräte über 40 Jahre alt – es handelt sich also ganz klar um eine Altanlage. Wie sich bei der Bestandsaufnahme zeigte, erzielten einige der Gleichrichter aufgrund altersbedingter Degradation nur noch Wirkungsgrade von 60 bis 70 Prozent. Dementsprechend hoch liegt bei solchen Altanlagen das Einsparpotenzial. Bei der Automatikanlage wurden insgesamt sieben Aktivbäder einer Trommelanlage neu ausgestattet. Die neuen, effizienteren Gleichrichter erforderten inklusive der Demontagearbeiten der Altgeräte sowie Anpassungsarbeiten in der Niederspannungsverteilung eine Investition von rund 140.000 Euro. Die eingesparte Energiemenge von 133.000 kWh entspricht einer CO2-Menge von mehr als 97 Tonnen. Wieder musste der CO2-Deckel berücksichtigt werden.
Im Verlauf des Projektes kam es durch den andauernden Konflikt in der Ukraine zu einer Verdopplung des Strompreises auf 0,35 Euro pro Kilowattstunde, so dass sich bei einer jährlichen Energiekosteneinsparung von 45.000 Euro die nach Abzug der Fördersumme verbleibende Investitionssumme bereits binnen 24 Monate amortisiert haben wird. Unabhängig von der Projektgröße liegt die Amortisationsdauer von geförderten Projekten häufig zwischen einem und drei Jahren.
Mit Unterstützung zur BAFA-Förderung
Die Vorteile einer Fördermittelzuwendung liegen somit auf der Hand. Es handelt sich um einen einmaligen Zuschuss ohne die Bindung an weitere Verbindlichkeiten. Vorab sollte jedoch vom Energieberater geprüft werden, ob die Kundenseite bereits anderweitig Fördermittel in Anspruch genommen hat. Aufgrund der De-minimis-Grenze darf ein Unternehmen innerhalb des laufenden und der letzten zwei Jahre höchstens 200.000 Euro an Fördersumme kassieren.
Zwischen Antragstellung und Genehmigung sollten normalerweise zwischen sechs und acht Wochen vergehen, die Vielzahl der Anträge in den letzten beiden Jahren haben diesen Zeitraum inzwischen jedoch auf mindestens sechs Monate ausgedehnt. Drängt die Zeit, ist es möglich einen vorzeitigen Maßnahmenbeginn zu beantragen. Sobald dieser gewährt ist, dürfen Bestellungen erfolgen, allerdings ist noch nicht gesichert, dass die Maßnahme dann auch tatsächlich von der BAFA genehmigt wird – dieses Risiko muss der Antragssteller einkalkulieren.
Auch eine Teilumsetzung, also zum Beispiel der Austausch von nur vier anstatt von acht Gleichrichtern, einer Effizienzmaßnahme ist möglich – ein probates Mittel für Betriebe mit einem geringen finanziellen Spielraum. Nach der Genehmigung der Fördermittelzuwendung bleiben dem Unternehmen zwei Jahre Zeit für die Umsetzung, ansonsten muss ein neues Einsparkonzept erstellt werden.
In der Gesamtsumme Summe hat die Munk GmbH in Zusammenarbeit mit den Energieberatern für ihre Kunden im Jahr 2022 eine Gesamtfördersumme von über 500.000 Euro erreicht. Um eine möglichst objektive und fachlich fundierte Beratung bieten zu können, nutzt Munk für die Energieberatung die Kompetenz und Expertise des Öko-Zentrums NRW aus Hamm. Dieses beschäftigt als eigenständige Gesellschaft zertifizierte Energieberater. Diese helfen nicht nur im Rahmen der technischen Fachberatung, sondern auch bei dem stark von Bürokratie geprägten Weg der Fördermittelantragsstellung. Insbesondere der Aufwand bei der Zusammenstellung aller notwendigen Daten ist hoch.
Damit sind die hocheffizienten Gleichrichter aus dem Hause Munk sowie die fachliche Beratungsdienstleistungen ein wirkungsvolles Instrument, um die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit von Galvanik-Unternehmen zu verbessern.
Munk GmbH
www.munk.de