Ressourceneffizienz und Umweltschutz in der Druckgießereiindustrie

Ressourcen

Ressourcen sind Quellen für die Herstellung von Produkten, absorbieren aber auch die entstehenden Emissionen [1]. Neben den natürlichen Ressourcen Wasser, Luft und Boden sind auch Rohstoffe, Hilfs- und Betriebsstoffe sowie Energieträger und die aus ihnen gewonnene Energie zu nennen. Rohstoffe sind meist nur in begrenztem Umfang vorhanden. Bei steigender Nachfrage schlägt sich diese Tatsache in steigenden Preisen nieder. So stellen die gestiegenen Kosten für Energie, sei es Strom, Gas oder Öl, sowie für Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffe einen wichtigen Anteil in der Kostenstruktur der deutschen Gießereien dar [2].

Der Einsatz dieser und anderer Ressourcen hat auch Auswirkungen auf die Umwelt entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Der sparsame und effiziente Einsatz von Ressourcen hilft, Kosten zu sparen und neben anderen Maßnahmen auch die Umweltbelastungen zu reduzieren. Ein weiterer Grund für den effizienten Einsatz von Ressourcen ist, dass die gesetzlichen Vorgaben immer strenger werden und Verstöße zu erheblichen Strafzahlungen führen. Prof. Dr.-Ing. Klaus Drechsler, Leichtbauspezialist an der Fraunhofer-Einrichtung für Gießerei-, Verbund- und Verarbeitungstechnik IGCV in Garching, weist in einem Interview auf einen weiteren Vorteil hin: "Mit dem Thema Ressourceneffizienz haben die Unternehmen die Möglichkeit, ihr Image positiv zu gestalten und daraus einen Wettbewerbsvorteil zu generieren". [3]

Steigerung der Ressourceneffizienz

Die Quantifizierung der Ressourceneffizienz ist in gewissen Grenzen möglich. Unternehmen kennen zum Beispiel ihren jährlichen Verbrauch an Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffen. Eine Steigerung der Ressourceneffizienz lässt sich daher in Zahlen fassen und durch konkrete Maßnahmen erreichen. Gegenstand eines Forschungsprojektes zur Steigerung der Ressourceneffizienz war die Aluminiumdruckgussindustrie mit dem Projekt "ProGRess" (Gestaltung ressourceneffizienter Prozessketten am Beispiel des Aluminiumdruckgusses). Diese Branche gehört zu den energieintensiven Industrien und steht stellvertretend für die metallerzeugende und -verarbeitende Industrie, die rund 10 % des Gesamtenergieverbrauchs aller deutschen Produktionsbereiche ausmacht. Die Ergebnisse des Forschungsprojekts, die in einem Fachbuch veröffentlicht wurden, zeigen u.a. die Vielfalt der Maßnahmen zur Steigerung der Ressourceneffizienz, wobei in der Regel ein Bündel von Maßnahmen notwendig ist, um signifikante Effizienzgewinne zu erzielen. Darüber hinaus ist es ratsam, komplette Wertschöpfungsketten zu betrachten und Einzelmaßnahmen über Unternehmensgrenzen hinweg zu analysieren und zu bewerten [4 und 5].

Energiemanagement

Der Energiebedarf in der Druckgussindustrie ist so hoch, dass Einsparungen in diesem Bereich einen enormen Einfluss auf die Kosten haben. Mit Hilfe eines computergestützten Energiemanagements, das nach DIN EN ISO 50001 zertifiziert ist, ist ein Energiemonitoring der einzelnen Produktionsanlagen möglich. Auf diese Weise können beispielsweise Leckagen in der Druckluftversorgung und andere Verschwendungen frühzeitig erkannt und beseitigt werden. In diesem Zusammenhang gewinnt das Thema "Digitalisierung" (Industrie 4.0) zunehmend an Bedeutung, da mit Hilfe digitaler Technologien Prozesse effizienter gesteuert und Optimierungspotenziale besser erkannt und dokumentiert werden können. Und nicht zuletzt tragen moderne Druckgießmaschinen, Schmelzöfen und Peripheriegeräte, die sparsam im Rohstoff- und Energieverbrauch sind, wesentlich zur Steigerung der Ressourceneffizienz bei. Energieverbrauchsanalysen zeigen, an welchen Stellen des Druckgussprozesses die Energiebilanz optimiert werden kann (Abb. 1). Weitere Möglichkeiten zur Verbesserung der Energieeffizienz sind die Nutzung von Abwärme und die Installation von sensorgesteuerten LED-Beleuchtungen in den Produktionshallen.

Umweltschutz und Umweltmanagement
Zu den Umweltschutzmaßnahmen gehören Luftreinhaltung, Lärmreduzierung, Abfallrecycling und die Verwendung von Legierungen aus recyceltem Metallschrott. Vorschläge, wie einzelne Prozessschritte umweltverträglicher gestaltet werden können, werden in der Fachpresse immer wieder diskutiert. Grundlegende Überlegungen dazu finden sich in einer Broschüre, die der Verein Deutscher Gießer (VDG) vor einiger Zeit herausgegeben hat [6].