Verfahrenstechnik 4/2025

KOMPONENTEN UND

KOMPONENTEN UND SYSTEMEWETTBEWERBSFÄHIGE PRODUKTION IN DER CHEMISCHEN INDUSTRIETROTZ ERHÖHTER ENERGIEKOSTENANLAGENEFFIZIENZNACHHALTIG STEIGERNDie Chemieindustrie gehört zu den energieintensivstenBranchen. Mit modernenelektrischen Antrieben und speicherprogrammierbarenSteuerungen lässt sich jedoch dieEnergieeffizienz verbessern und Geld sparen.Die chemische Industrie spielt mit einem Beitrag vonmehreren Billionen Dollar jährlich eine zentrale Rolle inder Weltwirtschaft. Etwa 96 Prozent aller hergestelltenEndprodukte basieren auf Chemikalien. Dieser so wichtigeSektor hinterlässt jedoch auch einen beträchtlichen CO 2-Fußabdruck: Die Internationale Energieagentur (IEA) identifiziertihn als den größten industriellen Energieverbraucher undden drittgrößten direkten CO 2-Emittenten.Die IEA geht davon aus, dass die Chemiebranche trotz ihrer Bedeutung,ihr Ziel der Klimaneutralität bis 2050 nicht erreichenwird. Angesichts des wachsenden internationalen Drucks nach28 VERFAHRENSTECHNIK 2025/04 www.verfahrenstechnik.de

KOMPONENTEN UND SYSTEME01 Synchronreluktanzmotorenund Frequenzumrichterbietenein erheblichesEnergieeinsparpotenziallung von Motordrehzahl und -drehmoment mit hoher Zuverlässigkeit.Bislang sind dennoch nur 23 Prozent der Industriemotorenweltweit mit Frequenzumrichtern ausgestattet.mehr Nachhaltigkeit muss der Energieverbrauch in der chemischenIndustrie dringend reduziert werden. In einer McKinsey-Studie über den Chemiesektor werden vier kritische Bereicheaufgezeigt, in denen Handlungsbedarf besteht, darunter auch die„Verbesserung der Energieeffizienz“. Die gute Nachricht: Eine Steigerungder Effizienz ist mit der Technologie von heute erreichbar.UNNÖTIG HOHER ENERGIEVERBRAUCHDie verschiedenen Produkte und Prozesse der chemischen Industriehaben eines gemeinsam: Sie sind energieintensiv, insbesonderein der Petrochemie. Ein erheblicher Teil dieses Energieverbrauchsist höher als nötig, weil Anlagen, die mit elektrischenMotoren angetrieben werden – Pumpen, Lüfter, Kompressoren,Kühltürme, Rührwerke oder Extruder – veraltet und nicht energieeffizientsind. Elektromotoren, insbesondere ältere Modelle,sind ein wichtiger Ansatzpunkt zur Verbesserung der Energieeffizienz.Weitere generelle Anforderungen in der chemischen Industriesind Genauigkeit und Zuverlässigkeit. In die meisten Anwendungen,bei denen Elektromotoren zum Einsatz kommen, lassen sichFrequenzumrichter zur Drehzahlregelung von Motoren integrieren.Frequenzumrichter bieten einen zweifachen Vorteil: Sie verbesserndie Energieeffizienz und ermöglichen die präzise Rege-VERALTETE MOTOREN DURCH MODERNEMODELLE ERSETZENNUR KNAPP EIN VIERTEL DERINDUSTRIEMOTOREN VERFÜGENÜBER FREQUENZUMRICHTERElektromotoren sind im Chemiesektor allgegenwärtig. Die InternationaleElektrotechnische Kommission (IEC) teilt die Energieeffizienzvon Motoren in fünf Klassen – IE1 bis IE5 – mit steigenderEffizienz ein. Dabei entspricht jede Erhöhung der IE-Klasseeiner weiteren Reduzierung der Energieverluste um etwa 20 Prozentund damit einer Erhöhung der Effizienz. Während IE3-Motorendie Mindestanforderung für neue Anlagen und Upgradessind, schreibt die EU seit Juli 2023 für bestimmte Leistungen IE4-Motoren vor. Ältere Motoren, die bereits im Einsatz sind, werdendabei jedoch nicht berücksichtigt, weshalb in vielen Werken weiterhinineffiziente IE2- oder sogar IE1-Motoren laufen, die unnötigviel Strom verbrauchen.Die Lösung liegt im Ersatz veralteter Motoren durch moderneenergieeffiziente Modelle. IE5-Synchronreluktanzmotoren(SynRM) bieten ein Höchstmaß an Motoreffizienz: Die Energieverlustelassen sich damit im Vergleich zu IE3-Motoren um fast40 Prozent reduzieren. Kombiniert mit einem Frequenzumrichterkann der Energieverbrauch durch die Drehzahlregelung im Vergleichzum direkten Netzbetrieb von Asynchronmotoren in vielenAnwendungen um 30 bis 50 Prozent gesenkt werden, in Extremfällensogar noch deutlich mehr. Ohne Drehzahlregelungdurch Frequenzumrichter muss die Regelung des Prozessesdurch andere Maßnahmen erfolgen, zum Beispiel durch mechanischeVerfahren wie Drosselung. Dies ist aber ein sehr ineffizientesVorgehen, vergleichbar mit der Geschwindigkeitsregelungeines Fahrzeugs durch ständiges Treten des Bremspedals beiVollgas. Der Einsatz der Drehzahlregelung und von effizientenMotoren zahlen sich dadurch schnell aus und führen zu hohenEinsparungen.Mithilfe eines Frequenzumrichters lassen sich Drehzahl undDrehmoment eines Motors präzise an die Anforderungen einerbestimmten Aufgabe anpassen. Sobald ein Motor nicht bei vollerDrehzahl läuft, wird Energie gespart. Dies ist besonders bei An-www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 2025/04 29