Effizienz durch Technologie

 

 

Unter Effizienz wird im Allgemeinen „Beziehung zwischen der erbrachten Leistung und dem Ressourceneinsatz“ verstanden. Es ist leicht nachvollziehbar, dass die Effizienz bei einer Verringerung des Ressourceneinsatzes und gleichbleibender Leistung steigt, gleichzeitig aber eine Verringerung des Ressourceneinsatzes die Kosten senkt und damit einen positiver Effekt auf den Erfolg erzielt wird. (1)

Grundsätzlich strebt jede Produktion nach Entwicklung. Jedoch kann die Entwicklung auf unterschiedliche Weise erfolgen. Die wirtschaftliche Entwicklung gliedert sich in extensive und intensive. Eine extensive Entwicklung erfolgt aufgrund eines quantitativen Anstiegs der Produktionskapazitäten mit einem konstanten technischen Potenzial. Die Kapazitäten werden in diesem Fall durch Erhöhung der Anzahl von Produktionsmitteln (Anstieg der Anzahl von Geräten, Maschinen, Ausrüstung), Inbetriebnahme von neuen Linien und Eröffnung neuer Werke, sowie Involvierung von immer mehr natürlicher Ressourcen im Produktionsprozess sowie Erhöhung der Anzahl von Arbeitern erfolgen.  Die technische Entwicklung bleibt in diesem Fall auf dem gleichen Niveau. Große Produktionsgiganten, die gerade diesen Wachstumsweg verwenden, sind durch Ihre starke Markenbekanntheit, großen Kundenstock und Volumen zwar effizient, jedoch ist diese Effizienz von der Konjunktur des Marktes abhängig. Diese Unternehmen sind ebenfalls stark von saisonalen Schwankungen betroffen und im Falle von veränderten Marktbedingungen unflexibel. Zusätzlich erfordern kontinuierlich steigende Anforderungen an Produkte und Dienstleistungen neue Technologien und ausgebildete Fachkräfte. 

Eine intensive Entwicklung der Produktion ist im Gegenteil keine quantitative, sondern eine qualitative Veränderung. Sie bedeutet vor allem eine Effizienzsteigerung, die hauptsächlich auf folgenden Wegen erzielt werden kann:

 

Verringerung des Energieverbrauchs pro produzierte Einheit

Energieeffizienz ist nicht ausschließlich aus der Umweltperspektive wichtig. Der ökonomische Aspekt der Energienutzung steht bei steigenden Energiepreisen immer mehr im Vordergrund, denn die Steigerung der Energieeffizienz, ermöglicht einem Industrieunternehmen die Produktionskosten zu senken und dadurch zusätzliche Gewinne zu erzielen.

Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz in technologischen Prozessen umfassen u.a.:

Bei der Energiezuführung sollte der Schwerpunkt auf den effizienten Umwandlungstechnologien liegen. Basierend auf den Prinzipien der energetischen Einwirkungen auf die physischen und chemischen Eigenschaften des Materials können einige technologische Prozesse viel effizienter gestaltet werden. Als Beispiele für effiziente Energieversorgungsquellen können Generatoren für induktive und dielektrische Erwärmung, technologische Laser und Plasmageneratoren genannt werden. (2)

Als Rekuperation bezeichnet man ein Verfahren zur Rückgewinnung von Energie, welche sonst verloren ginge. Dies kann sich sowohl auf Wärme als auch auf mechanische bzw. elektrische Energie beziehen. Solche Arten der Energierückgewinnung können eingesetzt werden, um die Energieeffizienz zu erhöhen. (3)

Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien wird die Bedeutung der Energiespeicherung stetig zunehmen. Denn ohne ein umfassendes Speicherkonzept ist eine effiziente Nutzung der erneuerbaren Energien nicht möglich (4). Der Einsatz von Energiespeichern in der Produktion ist ein wichtiges und aktuelles Thema, welches nicht nur die Nutzung von erneuerbaren Energien ermöglicht, sondern auch die Spitzenlasten reduziert (5).

Oft kann die Effizienz durch eine optimierte Prozessregelung und bessere Wartung gesteigert werden (6).

Steigerung der Arbeitsproduktivität

Eine Steigerung der Arbeitsproduktivität, die hauptsächlich aufgrund gesteigerter Arbeitsintensivität zu Stande kommt, wird durch eine größere physische und psychische Anstrengung erreicht. Denn in diesem Fall bleibt die Anzahl von Arbeitern sowie Anzahl und Niveau von maschinellen Einrichtungen gleich. Die Steigerung der Arbeitsproduktivität kann aber auch durch Verringerung der Arbeitsintensität erreicht werden, nämlich durch Einführung neuer Technologien sowie durch Automatisierung und Modernisierung der Produktion. Ebenfalls gehört eine Optimierung der Personalstruktur zu den wichtigen Instrumenten. Durch Erhöhung der Mitarbeiterqualifikation sowie Verbesserung des Beschäftigtenverhältnisses zwischen Produktions- und Führungspersonal kann der Wirkungsgrad der menschlichen Arbeit erhöht werden.

Materialeffizienz

Häufig wird unter Materialeffizienz eine Verringerung des Materialverbrauchs von Produkten verstanden. Die Maßnahmen zur Erhöhung der Materialeffizienz zielen dann meistens auf die Reduktion des Verbrauchs von Werkstoffen und die damit verbundene Kostensenkung. Ein Beispiel dafür ist die Produktionskostenoptimierung, welche nach einer völligen Vermeidung von Abfällen im Produktionsprozess strebt. Ohne Zweifel leistet der Einsatz von Recyclingmaterial aus Produktionsabfällen einen signifikanten Beitrag zur Verbesserung der Energieeffizienz (7).

Ein anderes Thema im Bereich Materialeffizienz ist die effiziente Nutzung der Materialeigenschaften, der zurzeit noch nicht so große Bedeutung beigemessen wird. Allerdings bedeutet der effiziente Materialeinsatz auch eine effiziente Nutzung von Materialeigenschaften. „Funktionelle Eigenschaften von Hochleistungswerkstoffen (z. B. Keramiken) erschließen zusätzliche Einsparpotenziale beim Energieeinsatz über den gesamten Lebenszyklus. Der Einsatz langlebiger, verschleißfester Schlüsselkomponenten verkürzt bzw. vermeidet durch Wartung und Instandsetzung entstehende Stillstandzeiten und leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur energieeffizienten Gestaltung von Fertigungsabläufen. Für die optimierte Auslegung eines Systems ist es erforderlich, bestimmte Materialeigenschaften genau an der Stelle zu erzielen, an der sie tatsächlich benötigt werden. Der Entwicklung werkstoffspezifischer und beanspruchungsgerechter Verbindungstechnologien kommt dabei eine Schlüsselrolle zu, da in immer kleiner werdenden Systemen immer komplexere Vorgänge und Funktionen umgesetzt werden müssen“ (8).

Zudem besteht auch die Möglichkeit, einem Konstruktionsteil zusätzliche mechanische und physische Eigenschaften durch eine spezielle Konstruktion, Design oder Form zu verleihen. Man spricht in diesem Fall über jene Eigenschaften, welche für den Detail-Werkstoff normalerweise nicht typisch sind (Beispiel: thermisch dünne Körper). Ein anderes Beispiel ist die Erschaffung von Wärmedämmeigenschaften für ein Graphitbauteil durch dessen Konstruktion (9). 

Abschließend kann festgehalten werden, dass in der heutigen Zeit moderner Technologien, der Energiewende und Ressourcenknappheit der sog. „intensive Weg“ des ökonomischen Wachstums sowohl für große Konzerne als auch für kleine und mittlere Unternehmen unerlässlich ist. Darüber hinaus ist es für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) der beinahe einzig mögliche Weg des ökonomischen Wachstums. Durch ihre Leistungsbereitschaft und Innovationsfähigkeit, die Fähigkeit, flexibel auf geänderte Rahmenbedingungen zu reagieren sowie durch gut ausgebildete Fachkräfte erfüllen die KMU ideal die Voraussetzungen für diesen Entwicklungsweg und sind dadurch ein Garant für den Erfolg der modernen Wirtschaft (10).

 

Literatur:

 

[1]        Lambert/Burduroglu (2000), Lambert, Douglas M./Burduroglu, Renan (2000): Measuring and Selling the Value of Logistics. In: The International Journal of Logistics Management, 11(2000)1, S. 1-17; S. 9; zitiert nach   David Thomas: Gestaltung effizienter BI-Prozesse in informationsintensiven Dienstleistungsunternehmen: Ein informationslogistischer Ansatz zur Auswahl einer effizienten Prozessvariante, 2015; S.130.

[2]        Tumanov, Y.: Elektrotechnologien der neuen Generation bei der Herstellung von anorganischen Materialien. Ökologie, Energieeinsparung, Qualität; Fismatlit, 2013.

[3]        Energie Lexikon: https://www.energie-lexikon.info/rekuperation.html, [10.07.2018].

[4]        The Silent Revolution:  https://silentrevolution.com/das-speicherkonzept/energiemanagement/ , [10.07.2018].  

[5]        Energie-Experten: https://www.energie-experten.org/experte/meldung-anzeigen/news/peak-shaving-baeckerei-reduziert-lastspitzen-mit-pv-stromspeicher-4732.html / ), [10.07.2018].

[6]        Environmental and Energy Study Institute: Industrial Energy Efficiency. Using new technologies to reduce energy use in industry and manufacturing, Washington DC, May 2006; zittiert durch  https://de.wikipedia.org/wiki/Energieeffizienz#cite_note-EESI-5, [10.07.2018].

[7]       Frauenhofer Institut: Energieeffizienz in der Produktion. Untersuchung zum Handlungs- und Forschungsbedarf; S.12; online:  https://www.fraunhofer.de/content/dam/zv/de/forschungsthemen/energie/Studie_Energieeffizienz-in-der-Produktion.pdf.

[8]       Frauenhofer Institut: Energieeffizienz in der Produktion. Untersuchung zum Handlungs- und Forschungsbedarf; S.7; Online:  https://www.fraunhofer.de/content/dam/zv/de/forschungsthemen/energie/Studie_Energieeffizienz-in-der-Produktion.pdf.

[9]        IB Engineering GmbH: Beispiele der Effizienzsteigerung in den Teilprozessen bei der Produktion von Produkten aus Mineralwolle, online: http://www.ibe.at/wp-content/uploads/2018/06/Beispiele-der-Effizienzsteigerung-in-den-Teilprozessen.pdf.

[10]       Bundesministerium für Digitalisierung und Wirtschaftsstandort: https://www.bmdw.gv.at/Unternehmen/UnternehmensUndKMU-Politik/Seiten/KleineundmittlereUnternehmeninOesterreich_FactsandFeatures.aspx; [10.07.2018].