Die Industrie hat seit Langem ein zentrales Ziel: Alle Prozesse und Anlagen sollen auf die energieeffizienteste und kostengünstigste Weise laufen. Zusätzlich werden Unternehmen und Anwender motorbetriebener Anwendungen zunehmend mit strengeren Effizienzvorschriften konfrontiert.

Mit der Verordnung EU 2019/1781 der EU-Kommission für die umweltgerechte Gestaltung von Elektromotoren und Frequenzumrichtern wurden bereits erhöhte Anforderungen hinsichtlich der Energieeffizienz an diese Produkte gestellt. Die Verordnung von 2019 bezieht sich auf Niederspannungs-Asynchronmotoren mit einer Wechselspannung von weniger als 1.000 V und auf Frequenzumrichter (Antriebe mit Drehzahlregelung). 2020 wurden noch Änderungen der Verordnung EU 2019/1781 veröffentlicht, mit denen einige Klarheiten bei den Frequenzumrichtern geschaffen wurden. Die Verordnung wird seit dem 1. Juli 2021 in zwei Stufen umgesetzt. Die zweite Stufe, die den Geltungsbereich weiter ausdehnt und die Anforderungen an Motoren erhöht, tritt am 1. Juli 2023 in Kraft.

Ein bedeutendes Element für mehr Ressourcen- und Klimaschutz ist die Sustainable Product Initiative. Ziel der Initiative ist eine nachhaltigere Gestaltung von Produkten, die auf dem EU-Binnenmarkt in Verkehr gebracht werden. Außer auf Energieeffizienz wird besonderer Wert auf Merkmale wie Haltbarkeit, Wiederverwendbarkeit, Reparierbarkeit, Recycelbarkeit und Langlebigkeit gelegt. In der Normenreihe DIN EN 4555x zur Materialeffizienz von energieverbrauchsrelevanten Produkten sind diese Kriterien bereits definiert.

Belegbare Umweltaussagen schaffen

Einhergehend damit werden nun weitere Bausteine hinzugefügt: Gemäß der neuen Substantiating Green Claims Initative sollen Unternehmen ihre Umweltaussagen anhand einer EU-weiten Methode belegen. Nach dieser Verordnung sollen die von den Unternehmen angegebenen Umweltkennzeichnungen und -nachweise, wie zu den oben genannten Kriterien, EU-weit verlässlich, vergleichbar und überprüfbar werden. Statt wie bisher häufig „Äpfel mit Birnen“ zu vergleichen, lassen sich dadurch „Äpfel mit Äpfeln“ vergleichen.

Die neue Verordnung zielt darauf ab, Unternehmen in der Zukunft davon abzuhalten, ungenaue Angaben über den ökologischen Fußabdruck ihrer Produkte zu machen. Nach bisheriger Vorstellung der Kommission sollen die Unternehmen künftig ihre Angaben anhand der einheitlichen Methode „Product Environmental Footprint“ (PEF) nachweisen. Dabei wird mithilfe von 16 Umweltwirkungskriterien der ökologische Fußabdruck eines Produktes über seinen gesamten Lebenszyklus gemessen. Die Anwender der Produkte könnten dadurch ihre Kaufentscheidung auf der Basis vergleichbarer Informationen treffen.

CO₂-Fußabdruck wird immer wichtiger

Für Unternehmen wird es zunehmend relevant, den CO₂-Fußabdruck ihrer Systeme zu kennen und objektiv zu betrachten. Im Besonderen gilt dies für Produkte der Antriebstechnik. Bei Frequenzumrichtern und Motoren entstehen laut ABB-Analyse rund 98 % des CO₂-Fußabdruckes in der Nutzphase der Produkte und lediglich 2 % in der Herstellungsphase. Bei leistungsstarken Produkten kann das Verhältnis sogar 99 % zu 1 % betragen. Das bedeutet, dass ein Produkt mit einem höheren CO₂-Fußabdruck in der Produktion, das im Betrieb aber energieeffizient ist, über eine Nutzungsdauer von 15, 20 oder 40 Jahren deutlich besser abschneiden kann als ein weniger energieeffizientes Produkt mit einem günstigeren CO₂-Fußabdruck in der Herstellung.

Gerade bei Investitionsgütern erfordert es eine Abschätzung der Systemnutzung über die gesamte Lebenszeit. Der Blick auf geringere Investitionskosten und einen möglichst geringen initialen CO₂-Fußabdruck reicht nicht aus, um auf die Dauer den bestmöglichen Umwelteffekt zu erzielen.

Für sehr viele Unternehmen werden die eigenen Nachhaltigkeitsziele immer wichtiger. Zum Ausdruck wird dies unter anderem in den Environmental Product Declarations gebracht, die nicht nur über die funktionalen und technischen Eigenschaften ihrer Produkte informieren, sondern auch über deren Ökobilanzkennwerte. ABB unterstützt Unternehmen über Lebenszeitbetrachtungen von ABB-Produkten mit passenden Lösungen auf ihrem Weg in eine klimaneutrale Produktion.

Vor dem Kauf kann eine eingehende technische Beratung sicherstellen, dass beispielsweise der richtige Frequenzumrichter ausgewählt und dimensioniert wird, um für einen Prozess die maximale Effizienz und Leistung zu erzielen. Damit sollen nicht nur die Betriebskosten, sondern auch den Energieverbrauch gesenkt werden. Will etwa ein Maschinenbauer, dass seine Anlagen einen festgelegten Energieverbrauch und damit die CO₂-Emissionen über ihre Lebensdauer nicht übersteigen, unterstützt ABB ihn darin, die für den Anwendungsfall effizienteste Lösung zu finden. Wichtige Gesichtspunkte sind dabei die Lastbedingungen von Maschinen, insbesondere ihre Auslastungsdauer und -intensität. Denn es macht beispielsweise einen Unterschied, ob eine Antriebslösung nur einige Dutzend Stunden im Jahr in Betrieb ist, um nach Bedarf etwas zu verstellen oder ob etwa eine Pumpe über 20 Jahre ohne Unterbrechung läuft.

Die Indikatoren zur Materialeffizienz sind weitere Anhaltspunkte, die für eine effektive Material- und Kreislaufwirtschaft als Maßstab dienen können. Stichwort Haltbarkeit: Ein haltbareres Produkt kann wesentlich länger genutzt werden, bis es aus dem Markt wieder verschwindet. ABB bietet für alle ihre Antriebsprodukte deshalb lebenszeitverlängernde Services an. So dient die Nachrüstung beziehungsweise das Retrofit von Antrieben der Leistungssteigerung, der Erweiterung der Funktionalität sowie der Verlängerung ihrer Lebensdauer.

Alte Antriebe mit neuen Komponenten modernisieren

Anstatt einen kompletten Antrieb oder das Antriebssystem auszutauschen, ist es in vielen Fällen sinnvoller, die alte Anlage durch die Wiederverwendung aller relevanten Teile der ursprünglichen Einrichtung und durch Zukauf benötigter neuer Komponenten zu modernisieren. Im Rahmen einer solchen Maßnahme werden die Verkabelung, die Motoren und die Schaltschränke häufig weiterverwendet, während die Frequenzumrichter oder die Elektronik komplett oder teilweise gegen neueste Technik ausgetauscht werden. Eine Aufrüstung auf die aktuelle Controller-Version ist meist sinnvoll, um neue Funktionalitäten nutzen zu können.

Last but not least wird mit Blick auf die Material- und Kreislaufwirtschaft verstärkt eine verbesserte Recycling-Fähigkeit der Antriebsprodukte gefordert. Denn besonders alte Motoren bestehen aus großen Mengen an recycelbaren Materialien. Es wird nicht möglich sein, einen Motor zu 100 % zu recyceln, denn er wird stets Komponenten enthalten, die nicht recycelfähig sind wie Dichtungsringe oder Epoxidharze. Gleichwohl lässt sich die Recycling-Quote eines Motors von 95 % auf 98 % steigern, wenn spezifisches Recycling-Know-how vorhanden ist.

Dies erfordert Recycling-Unternehmen als Partner, die über die geeigneten Prozesse verfügen, wie etwa für Aluminium und Kupfer, aber auch für Seltene Erden, wie sie in Synchronmotoren verbaut sind.

Massiv Energie einsparen

ABB arbeitet weltweit mit Partnern zusammen, die ABB-Antriebe und die dazugehörige Ausrüstung vor Ort optimal recyceln und entsorgen. Das Recycling der Metalle ermöglicht es, massiv Energie gegenüber ihrer Neuproduktion einzusparen, während die recycelten Metalle wieder für neue Motoren oder andere Produkte wiederverwendet werden können.

Die EU-Kommission zielt mit der Sustainable Product Initiative auf eine nachhaltigere Gestaltung von Produkten. Eine neue Verordnung im Rahmen der Initiative soll eine objektive Vergleichbarkeit von Aussagen zu Umweltwirkungen von Produkten ermöglichen. ABB unterstützt das Streben nach nachhaltigem und effizientem Gestalten von industriellen Prozessen und hilft Unternehmen, wichtige Kriterien einer effektiven Material- und Kreislaufwirtschaft zu erfüllen.