Anschub für die Marktentwicklung
Vor dem ersten Regulationsschritt 2009 war allgemein bekannt, dass die technischen Möglichkeiten der Motoreneffizienz noch nicht ausgeschöpft waren. Premium-Hersteller investierten zwar in Forschung und Entwicklung effizienzgesteigerter Motoren, verloren jedoch durch das Vordringen günstiger chinesischer Produkte Marktanteile in Europa. Bei der Hauptkundschaft für Elektromotoren, der Maschinenbauindustrie, stand ein reduzierter Stromverbrauch damals nicht hoch im Kurs. Denn diese Branche ist von Segmentierung und Spezialisierung der Produktionsphasen geprägt. Damit unterscheidet sie sich deutlich von z.B. der Elektronikindustrie, die viel stärker vertikal integriert ist. Hersteller und Betreiber der Maschinen haben unterschiedliche Prioritäten, für beide Seiten war ein günstiger Beschaffungspreis wichtiger als langfristige Ersparnisse. Daher war absehbar, dass Regulierungsmaßnahmen einen deutlichen Anschub der Effizienzentwicklung bewirken könnten, ohne dabei den Markt zu überfordern.
Reihenfolge der Umstellungsschritte
Die IE1-Klasse repräsentiert den Mindeststandard, der in den frühen 2000er-Jahren im Markt etabliert war. Die Einführung ersetzte ältere Regelungen wie EFF1 und legte damit das Fundament für die neue Klassifizierung. Messvorgaben wurden vereinheitlicht, ohne das Effizienzniveau deutlich anzuheben. Die Maßnahme diente vielmehr dazu, die Industrie auf die bevorstehenden Veränderungen vorzubereiten und Bewusstsein für die Bedeutung der Energieeffizienz zu schaffen.
Mit der IE2-Klasse wurden bereits konkrete Anforderungen an einen höheren Wirkungsgrad gestellt. Diese Umstellung war entscheidend, um die Entwicklung effizienterer Motoren in Gang zu setzen und die Industrie zu motivieren, bessere Technologien einzusetzen, die den Energieverbrauch reduzieren. IE2 wurde aber nicht für alle Motoren eingeführt, sondern nur für Standard-Dreiphasenmotoren mit einer Leistung zwischen 0,75 bis unter 400kW. Diese Zielzone wurde gewählt, weil der größte Teil der weltweit für Elektromotoren verbrauchten Energie genau diese Motoren antreibt. Nach 10 Jahren wurde der Geltungsbereich auch auf Motoren ab 0,12kW sowie 12 Jahre nach der Einführung auf explosionsgeschützten Motoren und auf 230V Einphasenmotoren erweitert. Die Schritte wurden gesetzt, als sich abzeichnete, dass IE2-Effizienz auch in diesen technisch anspruchsvolleren Bereichen des Elektromotorenspektrums gefahrlos umgesetzt werden kann.
Die IE3- und IE4-Klassen bilden den Endpunkt der motorbezogenen Regulierung und setzen den Maßstab für höchste Energieeffizienz bei Netzbetrieb. Die Einführung wurde zeitversetzt vorgenommen, wobei verschiedene Leistungsbereiche schrittweise in IE3 und IE4 übergeführt wurden. Auch Ausnahmen für 8-polige Motoren und Bremsmotoren wurden zeitverzögert gestrichen. Für diesen Zeitplan wurden Experten mit einbezogen, die die technische Machbarkeit beurteilen konnten, denn höhere Effizienz ist bei verschiedenen Motorgrößen und Drehzahlen unterschiedlich leicht zu verwirklichen. Im Bereich 2, 4 und 6-poliger Motoren zwischen 75kW und 200kW, wo die Ausbeute am leichtesten zu steigern war, gilt heute IE4, während in den benachbarten Bereichen IE3 die Effizienzklasse der Wahl ist. Durch die schrittweise Durchdringung aller industrieller Anlagen mit dieser Technologie wird der Energieverbrauch ungeregelter Antriebe auf ein Minimum reduziert.
Weitere Verbesserungen mit Drehzahlregelung
Stromsparen weit über dem Niveau, das der Einsatz von IE3 und IE4 Motoren verspricht, ist bei Anwendungen ohne konstanten Drehmomentbedarf erreichbar. Die Ansteuerung der Motoren auf Frequenzumrichter umzustellen, spart insbesondere im Teillastbereich viel elektrische Energie. Um diese weit höheren Einsparungspotentiale zu heben, müssen jedoch Produktionsprozesse angepasst, neue Technologien integriert und in die Schulung von Mitarbeitern investiert werden. Um einen solchen Wandel erfolgreich zu bewältigen, kommt es auf Verständnis und Rückendeckung durch die Managementebene an. Industriebetriebe mit langfristig denkenden und entscheidungsfreudigen Managern sind hier Vorreiter, um aktiv zur Nachhaltigkeit beizutragen.
