Warum der Betriebspunkt so wichtig ist

In jeder Produktionsumgebung schwankt die Auslastung. Wird zu viel Kapazität vorgehalten, steigen Energieverbrauch und Stückkosten. Wird zu wenig produziert, können Aufträge nicht fristgerecht erfüllt werden.

👉 Die Lösung: eine Produktion, die auf den durchschnittlichen Kundenbedarf abgestimmt ist.

Gestaltung im optimalen Betriebspunkt

Ein optimaler Betriebspunkt führt zu einem minimalen stückbezogenen Energieverbrauch – und damit zu einer nachhaltig wirtschaftlichen Produktion. Wird die Produktionsleistung zu stark reduziert (Teillast), steigt die Energieintensität. Wird sie hingegen über den tatsächlichen Bedarf hinaus gesteigert (Überlast), nimmt der Energieverbrauch ebenfalls überproportional zu.

🎯 Ziel ist es also, die Produktionsmittel genau so auszulegen, dass die Energieintensität über den Kundenbedarf hinweg möglichst konstant niedrig bleibt.

Praxisbeispiele für energieeffiziente Auslegung

⚙️ Beispiel: Auslegung von Antrieben

Antriebe sollten so ausgelegt werden, dass sie nahe am tatsächlichen Lastpunkt arbeiten. Arbeiten sie überwiegend im Leerlauf, sinkt der Wirkungsgrad drastisch. Moderne Systeme ermöglichen eine automatische Leistungsanpassung an den Bedarf – das senkt die Energieverluste erheblich. Studien zeigen Einsparpotenziale von bis zu 60 % bei richtig abgestimmten Antriebssystemen.

💧 Beispiel: Dimensionierung von Pumpen

Beim Einsatz von Pumpen ist eine bedarfsgerechte Dimensionierung entscheidend. Statt einer großen Pumpe sollten mehrere kleinere, regelbare Pumpen eingesetzt werden. So lässt sich flexibel auf unterschiedliche Anforderungen reagieren und gleichzeitig Redundanz sicherstellen. Das verbessert nicht nur die Energieeffizienz, sondern auch die Ausfallsicherheit.

🛠️ Beispiel: Fahrweise von Bearbeitungsmaschinen

Die Bearbeitungszeit einer Maschine lässt sich oft durch Änderungen der Maschinenparameter variieren. Zwar sinkt der absolute Energieverbrauch bei einer energiesparenden Fahrweise, doch steigt gleichzeitig die Bearbeitungszeit stark an. Das führt zu einer höheren Energieintensität pro Werkstück. Auch hier gilt: Nur eine optimierte Fahrweise sorgt für eine effiziente Produktion im Gleichgewicht zwischen Zeit und Energie.

Der optimale Betriebspunkt ist ein zentraler Baustein für energieeffiziente und wirtschaftliche Produktionsprozesse. Doch die Art der Umsetzung unterscheidet sich je nach Ausgangssituation deutlich – je nachdem, ob es sich um ein Greenfield-Projekt (Neuanlage) oder ein Brownfield-Projekt (bestehende Anlage) handelt.

1. Den Kundenbedarf präzise analysieren

Egal ob Neubau oder Bestandsanlage – der erste Schritt besteht immer darin, den realen Kundenbedarf möglichst genau zu kennen. Nur so kann die Produktion so dimensioniert werden, dass sie dauerhaft wirtschaftlich arbeitet, ohne unnötige Energie zu verschwenden.

Greenfield: Von Anfang an richtig planen

Bei Greenfield-Projekten – also bei komplett neuen Anlagen oder Werken – bietet sich die einmalige Chance, den optimalen Betriebspunkt direkt von Beginn an zu integrieren:

• Produktionslinien können exakt auf den durchschnittlichen Bedarf ausgelegt werden

• Energieflüsse lassen sich frühzeitig simulieren und optimieren

• Maschinen und Antriebe werden gezielt nach Effizienzkriterien ausgewählt

• Digitalisierung, Sensorik und Automatisierung lassen sich nahtlos integrieren

🎯 Ergebnis: Eine Produktionsumgebung, die ab Tag 1 auf niedrige Energieintensität und hohe Wirtschaftlichkeit getrimmt ist.

Brownfield: Bestehende Prozesse optimieren

Im Brownfield – also in bestehenden Anlagen – ist der Weg zum optimalen Betriebspunkt komplexer, aber genauso lohnenswert:

• Zunächst werden Ist-Zustand und Energieflüsse aufgenommen (z. B. durch Energiewertstromanalysen)

• Ineffiziente Teillastbereiche, Überkapazitäten und Leerlaufzeiten werden identifiziert

• Durch gezielte Nachrüstung (z. B. Frequenzumrichter, Sensorik, neue Steuerungen) können vorhandene Maschinen optimiert werden

• Schulung der Mitarbeitenden spielt eine zentrale Rolle bei der nachhaltigen Umsetzung

🔄 Ergebnis: Deutlich reduzierte Energiekosten bei gleichem Output – oft ohne große Investitionen.

5 Schritte für beide Projektarten

Ob Greenfield oder Brownfield – der Königsweg zur Effizienz folgt fünf bewährten Schritten:

1. Bedarfsanalyse: Kundenanforderungen genau definieren

2. Energieflussanalyse: Transparenz über Ist-Verbräuche schaffen

3. Anlagendimensionierung: Maschinen richtig auslegen

4. Steuerung & Digitalisierung: Betriebspunkt automatisiert halten

5. Mitarbeitereinbindung: Wissen schaffen, Akzeptanz sichern

FAZIT:

Energieeffizient produzieren durch smarte Planung

Durch die gezielte Ausrichtung der Produktion auf den optimalen Betriebspunkt profitieren Unternehmen gleich mehrfach:

• Reduzierter Energieverbrauch pro produziertem Stück

• Kosteneinsparung durch effiziente Auslastung der Anlagen

• Nachhaltigeres Wirtschaften im Sinne von Umwelt und Klimaschutz

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