MOTOR SUMMIT 08 - IEA 4E - Electric Motor Systems Annex
MOTOR SUMMIT 08 - IEA 4E - Electric Motor Systems Annex
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<strong>MOTOR</strong> <strong>SUMMIT</strong> <strong>08</strong><br />
6 th international<br />
Summit for<br />
energy effi ciency<br />
powered by<br />
S.A.F.E.<br />
Rapid market penetration for energy effi cient electric motor systems<br />
Energy effi ciency improvement is crucial to a sustainable energy future, including<br />
energy security, economic development and environmental protection. <strong>Electric</strong><br />
motors and motor systems in industrial and building pump, fan, compressor, and<br />
traction applications use 40 % of total electricity. Existing and new technology designs<br />
offer the potential to reduce the typical energy demand of motor systems<br />
across the global economy by upwards of 30 % with short payback periods, if<br />
market barriers can be overcome.<br />
The Swiss Agency for Effi cient Energy Use (S.A.F.E.), in collaboration with the<br />
international harmonization initiative SEEEM (Standards for Energy Effi ciency of<br />
<strong>Electric</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong>), the <strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> <strong>Annex</strong> and the Swiss Energy<br />
program Topmotors, is pleased to announce the <strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, to be held<br />
from 24 to 26 November 20<strong>08</strong> in Zurich Switzerland. The second <strong>Motor</strong> Summit<br />
<strong>08</strong> continues in the tradition of the Light Summit 02, the Appliance Summit 03,<br />
the Electronics Summit 04, the Light Summit 05 and the <strong>Motor</strong> Summit 07 providing<br />
an international forum for authorities on motor system effi ciency issues to<br />
discuss innovative technological developments, the current state of market penetration<br />
and strategies and actions to overcome barriers to the uptake of higheffi<br />
ciency motor systems.<br />
The <strong>Motor</strong> Summit <strong>08</strong> will bring together selected experts from research, government<br />
and the private sector, with the intent of supporting various ongoing processes,<br />
such as the work of the <strong>IEA</strong> in developing a global Effi ciency Strategy for<br />
the G8, in the new <strong>IEA</strong> Implementing Agreement <strong>4E</strong>, the EU Energy-using Products<br />
Directive, the harmonized IEC motor testing and energy classifi cation standards,<br />
and the new USA law on making NEMA Premium <strong>Motor</strong>s to become MEPS by<br />
2011. The International Strategy day is held on 25 November, the Swiss implementation<br />
day is on 26 November. On 24 November 20<strong>08</strong> a Side Event for invited<br />
guests is held at the same location on <strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> and EuP.<br />
S.A.F.E. wants to contribute to the effort of SwissEnergy to reduce energy demand<br />
and stabilize electrical energy consumption by 2010 and beyond.
Date<br />
From 24 to 26 November 20<strong>08</strong><br />
Organization<br />
S.A.F.E.<br />
Swiss Agency for Effi cient Energy Use<br />
www.energy-effi ciency.ch<br />
conrad.u.brunner@energy-effi ciency.ch<br />
Tel +41 (0)44 226 30 70<br />
bea.meyer@energy-effi ciency.ch<br />
Tel +41 (0)44 226 30 75<br />
Fax +41 (0)44 226 30 99<br />
Host<br />
S.A.F.E. (organization)<br />
Topmotors<br />
SEEEM<br />
SwissEnergy<br />
Partners<br />
EKZ<br />
Energie-Agentur der Wirtschaft EnAW<br />
Faktor Publishers<br />
<strong>Motor</strong> Challenge<br />
ÖBU<br />
ProKlima<br />
Swissmem<br />
Swiss Technology Network<br />
Sponsors<br />
Swiss Federal Offi ce of Energy<br />
S.A.F.E.<br />
Awel Canton Zurich<br />
Conference venue<br />
Zentrum Glockenhof<br />
Sihlstrasse 33, CH-8001 Zurich<br />
+41 (0)44 225 93 93<br />
Registration<br />
Conference<br />
Please register by 15 September 20<strong>08</strong><br />
www.seeem.org (english)<br />
www.energy-effi ciency.ch (english)<br />
www.energieeffi zienz.ch (deutsch)<br />
Documentation<br />
A documentation of executive summaries<br />
will be handed to all participants at<br />
the conference. The full presentations in<br />
slides, etc. will be made available shortly<br />
after the conference to all participants<br />
and the public under www.seeem.org and<br />
www.energy-effi ciency.ch<br />
Hotel Accommodation<br />
Make your reservation directly to one of our three conference<br />
hotels (please mention «<strong>Motor</strong> Summit» to profi t from the<br />
group arrangement):<br />
Hotel Glockenhof, Sihlstrasse 31, CH-8001 Zürich,<br />
+41 (0)44 225 91 91, www.glockenhof.ch<br />
Single room CHF 320 (including breakfast)<br />
Mail before 15 September 20<strong>08</strong> to: info@glockenhof.ch<br />
Hotel Seidenhof, Sihlstrasse 9, CH-8001 Zürich<br />
+41 (0)44 228 75 00, www.seidenhof.ch<br />
Single room CHF 225 (including breakfast)<br />
Mail before 15 September 20<strong>08</strong> to: info@seidenhof.ch<br />
Hotel City, Löwenstrasse 34, CH-8001 Zürich<br />
+41 (0)44 217 17 17, www.hotelcity.ch<br />
Single room CHF 170 (including breakfast)<br />
Mail before 15 September 20<strong>08</strong> to: hotelcity@hotelcity.ch<br />
Conference fee (including conference documentation)<br />
Complete registration for 25 & 26 November<br />
20<strong>08</strong> (including lunch 25 & 26 November<br />
20<strong>08</strong>, dinner 25 November 20<strong>08</strong> and reception<br />
26 November 20<strong>08</strong>)<br />
Registration for 25 November 20<strong>08</strong><br />
International Strategy day (including lunch 25<br />
November 20<strong>08</strong>, without dinner)<br />
Registration for 26 November 20<strong>08</strong><br />
Swiss Implementation day (including lunch and<br />
reception 26 November 20<strong>08</strong>)<br />
CHF Euro<br />
300 180<br />
180 120<br />
180 120<br />
Registration for dinner 25 November 20<strong>08</strong> 60 40<br />
Members of ÖBU, ProKlima, S.A.F.E., SEEEM, Swissmem,<br />
SwissTnet or Topmotors will receive a discount of 20 %.<br />
Payment<br />
You will receive payment instructions after registration.<br />
Conference overview<br />
24. November <strong>08</strong><br />
Monday<br />
Side Event<br />
SEEEM, EuP and <strong>IEA</strong><br />
<strong>4E</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong><br />
am session (invitation<br />
only)<br />
pm Session (invitation<br />
only)<br />
Welcome Dinner<br />
Speakers and VIP<br />
(invitation only)<br />
25. November <strong>08</strong><br />
Tuesday<br />
(english)<br />
International<br />
Strategy<br />
26. November <strong>08</strong><br />
Wednesday<br />
(deutsch)<br />
Swiss Implementation<br />
am Session am Session<br />
pm Session pm Session<br />
MS'<strong>08</strong> Dinner Reception<br />
Swiss Agency for Effi cient Energy Use<br />
www.energy-effi ciency.ch
<strong>MOTOR</strong> <strong>SUMMIT</strong> <strong>08</strong><br />
MS'<strong>08</strong> International Strategy<br />
Tuesday 25 November 20<strong>08</strong><br />
Time Topic Speaker<br />
09:00 Coffee<br />
Introduction<br />
09:30 Welcome and introduction to Conrad U. Brunner, S.A.F.E. and <strong>IEA</strong><br />
MS'<strong>08</strong><br />
<strong>4E</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong>, Zurich, Switzerland<br />
09:50 SwissEnergy efficiency strategy Michael Kaufmann, Vice Director,<br />
Berne, Swiss Federal Office of Energy,<br />
Switzerland<br />
Key International Developments<br />
10:10 North American motor MEPS Rob Boteler, NEMA/Emerson, USA<br />
10:30 IEC harmonizes global testing<br />
standards and efficiency classes<br />
10:50 <strong>IEA</strong> energy efficiency strategy for<br />
G8<br />
Technical Developments<br />
11:10 Impact of Energy-using<br />
products: Europe on the<br />
fast track to MEPS<br />
- 1 -<br />
Martin Doppelbauer, SEW-Eurodrive,<br />
Chairman IEC TC 2 WG 31, Germany<br />
Paul Waide, <strong>IEA</strong>, Paris France<br />
Ismo Grönroos-Saikkala,<br />
EC DG Tren, Brussels Belgium<br />
11:30 Results of EuP Lot 11: <strong>Motor</strong>s Anibal de Almeida, University of<br />
Coimbra, Portugal<br />
11:50 Results of EuP Lot 11: Pumps<br />
and circulators<br />
Hugh Falkner, Atkins, UK<br />
12:10 Industry drives clean technology Peter Mazenauer, ABB, Switzerland<br />
12:30 Lunch<br />
Key National Programs<br />
13:40 India: Standards & labels for<br />
energy efficient motors<br />
14:00 Australia: Experience with en -<br />
forcement and testing program<br />
14:20 China: <strong>Motor</strong> standards and labels<br />
14:40 Canada: Test results from<br />
motors with variable frequency<br />
drives<br />
15:00 Brazil: Industrial energy efficiency<br />
activities<br />
15:20 Questions & Answers<br />
Future Developments<br />
15:40 Global Overview of Policies for<br />
<strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong><br />
Jiwesh Nandan, Bureau of Energy<br />
Efficiency, Delhi, India<br />
Hugh Falkner, Atkins, UK<br />
Zhang Xin, CNIS, Beijing, China<br />
Pierre Angers, Hydro Quebec, Canada<br />
George Soares, Electrobras, Rio de<br />
Janeiro, Brazil<br />
Paolo Bertoldi, European Commission<br />
DG JRC, Ispra Italy<br />
16:00 Panel discussion Paolo Bertoldi, Rob Boteler,<br />
Paul Waide; Zhang Xin<br />
Moderator Conrad U. Brunner<br />
17:00 EEMODS’09 Nantes France Rodolphe Beaugrand, Cetim, France<br />
17:20 End<br />
19:00 Reception and Dinner University of Zurich, Tower Restaurant
<strong>MOTOR</strong> <strong>SUMMIT</strong> <strong>08</strong><br />
MS'<strong>08</strong> Umsetzung in der Schweiz<br />
Mittwoch, 26. November 20<strong>08</strong><br />
Zeit Thema Vortragende<br />
09:00 Kaffee und Gipfeli<br />
Einführung<br />
09:30 Begrüssung und Tagesziel: Conrad U. Brunner,<br />
Ergebnisse des internationalen<br />
Tages<br />
S.A.F.E., Zürich<br />
09:50 Schweizerische Effizienzpolitik:<br />
Synchron mit Europa<br />
10:10 Industrie sieht Chancen für<br />
Energieeffizienz im Strom<br />
Lernen von Europa<br />
- 2 -<br />
Walter Steinmann,<br />
Direktor BFE, Bern<br />
Gabi Hildesheimer,<br />
ÖBU, Zürich<br />
10:30 Energy+ Pumps Claus Barthel,<br />
Wupperthal Institut, Deutschland<br />
10:50 Industrieprogramm in Österreich Konstantin Kulterer,<br />
Österreichische Energieagentur, Wien<br />
11:10 Industrieprogramm in Deutschland<br />
Martin Streibel,<br />
Deutsche Energie-Agentur dena, Berlin<br />
11:30 Bessere Pumpen Markus Teepe,<br />
Wilo, Dortmund, Deutschland<br />
11:50 Energieeffiziente Ventilatoren,<br />
Eigenschaften und Anwendungen<br />
12:10 Energieeffizienz und <strong>Motor</strong>en:<br />
Forschungsergebnisse und<br />
politische Umsetzung<br />
12:30 Mittagessen Stehlunch<br />
Anwendung für die Schweiz<br />
14:00 Topmotors-Pilotprojekte: Mit<br />
EnAW zur Optimierung von<br />
Industriebetrieben<br />
14:20 Software Tools für Strategen<br />
und Betriebsfachleute<br />
14:40 Ergebnisse des <strong>Motor</strong>-Checks<br />
bei EKZ Grosskunden<br />
15:00 Zusammenarbeit von Hoch-<br />
schulen in Forschung und Lehre<br />
Uwe Sigloch,<br />
ebm-papst, Mulfingen, Deutschland<br />
Roland Brüniger, Felix Frey,<br />
BFE, Bern<br />
Thomas Stetter,<br />
EnAW, Zürich<br />
Thomas Heldstab,<br />
Topmotors, Zürich<br />
Jürg Nipkow,<br />
Arena, Zürich<br />
Max Schalcher, Peter Kühne,<br />
HTW Chur<br />
15:20 Prüfstand für <strong>Motor</strong>eneffizienz Felix Leumann,<br />
Leumann & Uhlmann, Muttenz<br />
15:40 Effiziente Elektromotoren bei<br />
neuen Anforderungen an Bauten<br />
Schlussrunde<br />
16:00 Effizienz als nachhaltige Investmentchance<br />
Christoph Gmür,<br />
Awel Kanton Zürich<br />
Robert Hauser, Leiter Nachhaltigkeitsresearch,<br />
ZKB, Zürich<br />
16:20 Paneldiskussion Felix Frey, BFE;<br />
Michael Klein, Baldor;<br />
Sonja Studer, Swissmem;<br />
Max Zürcher, EnAW;<br />
Moderation: Conrad U. Brunner<br />
17:00 Aperitif
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong> List of Participants 24 - 26 November 20<strong>08</strong><br />
Name First Name Organization EMail Country<br />
Albig Jürgen Ziehl-Abegg juergen.albig@ziehl-abegg.com Germany<br />
Alsammany Moustafa OEP alsammany@yahoo.com Egypt<br />
Andersen Hans Danish Technological Institute hans.andersen@teknologisk.dk Danmark<br />
Angers Pierre Hydro Quebec angers.pierre@ltd.ireq.ca Canada<br />
Aregger Peter CKW peter.aregger@ckw.ch Switzerland<br />
Barthel Claus Wuppertal Institut claus.barthel@wupperinst.org Germany<br />
Bartos Frank Control Engineering braunbart@sbcglobal.net USA<br />
Bayne David Ciba david.bayne@ciba.com Switzerland<br />
Beaugrand Rodolphe CETIM rodolphe.beaugrand@cetim.fr France<br />
Becker Klaus ABS klaus.becker@absgroup.com Germany<br />
Beglinger Fritz Electrosuisse fritz.beglinger@electrosuisse.ch Switzerland<br />
Berge Gerhard KSB gerhard.berge@ksb.com Germany<br />
Bertoldi Paolo EC DG JRC paolo.bertoldi@ec.europa.eu Italy<br />
Bertschi Peter Stadt Zürich peter.bertschi@zuerich.ch Switzerland<br />
Bigler Hanspeter Nestlé hanspeter.bigler@rdko.nestle.com Switzerland<br />
Bipath Minnesh SANERI minneshB@cef.org.za South Africa<br />
Bjergaard Jesper Grundfos jbjergaard@grundfos.com Denmark<br />
Blöchliger Roger Clariant roger.bloechliger@clariant.com Switzerland<br />
Boteler Robert B. NEMA/Emerson rob.boteler@emotors.com USA<br />
Brechbühl Bernhard Universität Zürich bernhard.brechbuehl@bur.unizh.ch Switzerland<br />
Brennan Terry NR Canada tbrennan@nrcan.gc.ca Canada<br />
Brescia Dario Sino-Italian Cooperation brescia@sicppmo.org China<br />
Brüniger Roland R. Brüniger AG roland.brueniger@r-brueniger-ag.ch Switzerland<br />
Brunner Conrad U. S.A.F.E. cub@Abinternational.ch Switzerland<br />
Bush Eric S.A.F.E. eric.bush@bush-energie.ch Switzerland<br />
Christiansen Soncke Danfoss csa@danfoss.com Denmark<br />
Chun Yondo KERI ydchun@keri.re.kr Korea<br />
de Almeida Anibal T. University of Coimbra adealmeida@isr.uc.pt Portugal<br />
De Vroey Laurent Laborelec laurent.devroey@laborelec.com Belgium<br />
Doppelbauer Martin SEW Eurodrive martin.doppelbauer@sew-eurodrive.de Germany<br />
Elmiger Eugen Maxon <strong>Motor</strong> eugen.elmiger@maxonmotor.com Switzerland<br />
Ennenbach Frank ABS frank.ennenbach@absgroup.com Germany<br />
Falkner Hugh ATKINS hugh.falkner@atkinsglobal.com UK<br />
Ferreira Sergio ECI saf@eurocopper.org Belgium<br />
Fotsch Pascal Lemon Consult fotsch@lemonconsult.ch Switzerland<br />
Frey Felix BFE felix.frey@bfe.admin.ch Switzerland<br />
Gaisford Charles WSP charles.gaisford@wspgroup.com UK<br />
Gmür Christoph AWEL christoph.gmuer@bd.zh.ch Switzerland<br />
Grönroos-Saikkala Ismo EC DG Tren Ismo.Gronroos-Saikkala@ec.europa.eu Belgium<br />
Guedes Rui Moura WEG mguedes@weg Portugal<br />
Gutjahr Rolf CKW rolf.gutjahr@ckw.ch Switzerland<br />
Gutzwiller Lukas BFE lukas.gutzwiller@bfe.admin.ch Switzerland<br />
Gyger Peter Biral AG p.gyger@biral.ch Switzerland<br />
Hartkamp Frank Senter Novem F.Hartkamp@senternovem.nl The Netherlands<br />
Hasler Stefan Technische Betriebe Altstätten stefan.hasler@altstaetten.ch Switzerland<br />
Hauser Robert ZKB robert.hauser@zkb.ch Switzerland<br />
Heldstab Thomas Hematik thomas.heldstab@hematik.ch Switzerland<br />
Hildesheimer Gabi ÖBU hildesheimer@oebu.ch Switzerland<br />
Hirzel Simon FH ISI simon.hirzel@isi.fraunhofer.de Germany<br />
Iten Peter BKW bruno.spring@bkw-fmb.ch Switzerland<br />
Jae-Ok Jo Gyeongnam technopark jojaeok@gntp.or.kr Korea<br />
Jenni Herbert CKW herbert.jenni@ckw.ch Switzerland<br />
Jose Alvin BEE India ajose@beenet.in India<br />
Kaufmann Michael BFE michael.kaufmann@bfe.admin.ch Switzerland<br />
Keller Urs DSM urs.keller@dsm.com Switzerland<br />
Klein Michael Baldor mklein@baldor.com Germany<br />
Knöpfli Markus BG Ingenieure markus.knoepfli@bg-21.com Switzerland<br />
Knüsel Paul Oerlikon Journalisten AG pknuesel@fachjournalisten.ch Switzerland<br />
Koo Dae-Hyun KERI dhk371@keri.re.kr Korea<br />
Kühne Peter S.A.L.T. peter.kuehne@fh-htwchur.ch Switzerland<br />
Kulterer Konstantin Austrian Energy Agency konstantin.kulterer@energyagency.at Austria<br />
Langenegger Fritz Bühler fritz.langenegger@buhlergroup.com Switzerland<br />
Lee Chul-Kyu SPG leeck@spg.co.kr Korea<br />
- 3 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong> List of Participants 24 - 26 November 20<strong>08</strong><br />
Name First Name Organization EMail Country<br />
Leumann Felix Leumann & Uhlmann felix.leumann@leumann.ch Switzerland<br />
Lhenry Michael ABB michel.lhenry@fr.abb.com France<br />
Lindegger Markus Circle <strong>Motor</strong> info@circlemotor.ch Switzerland<br />
Lischer René CKW rene.lischer@ckw.ch Switzerland<br />
Loeliger Peter Rockwell ploeliger@ra.rockwell.com Switzerland<br />
Manassero Stefano FIMET stemanas@tin.it Italy<br />
Mazenauer Peter ABB peter.mazenauer@ch.abb.com Switzerland<br />
Meyer Bea S.A.F.E. bea.meyer@cub.ch Switzerland<br />
Michel Anette S.A.F.E. anette.michel@bush-energie.ch Switzerland<br />
Mikami Hiroyuki Hitachi hiroyuki.mikami.kd@hitachi.com Japan<br />
Mildenberger Hans-Jürgen DSM hans-juergen.mildenberger@dsm.com Switzerland<br />
Montani André EKZ andre.montani@ekz.ch Switzerland<br />
Moser Michael BFE michael.moser@bfe.admin.ch Switzerland<br />
Nandan Jiwesh BEE India jiweshnandan@hotmail.com India<br />
Nicholson Sarah DEFRA sarah.nicholson@defra.gsi.gov.uk UK<br />
Nipkow Jürg S.A.F.E. juerg.nipkow@arena-energie.ch Switzerland<br />
Nussbaumer Daniel Migros daniel.nussbaumer@mvs-ag.ch Switzerland<br />
Obata Takeshi Hitachi obata-takeshi@hitachi-ies.co.jp Japan<br />
Orskov Pedersen Henrik Grundfos hoerskov@grundfos.com Denmark<br />
Peled Michelle Danish Energy Agency mpe@ens.dk Denmark<br />
Poremski Heinz-Jochen Bundesministerium für Umwelt, heinz-jochen.poremski@bmu.bund.de Germany<br />
Poulsen Preben Grundfos prebenpoulsen@grundfos.com Denmark<br />
Praczyk Joerg WILO joerg.praczyk@wilo.de Germany<br />
Protas Erich Watt Drive protas.erich@wattdrive.com Austria<br />
Rath Ursula Consiste rath@consiste.de Germany<br />
Renier Frederic EWZ frederic.renier@ewz.ch Switzerland<br />
Rocha Gabriel WEG gabrielr@weg.net Portugal<br />
Roesti André Energieberater andre.roesti@gmail.com Switzerland<br />
Sager Martin BFE martin.sager@bfe.admin.ch Switzerland<br />
Sahlin Per-Ake ABB per-ake.sahlin@se.abb.com Sweden<br />
Samotyj Marek EPRI msamotyj@epri.com USA<br />
Schalcher Max S.A.L.T. max.schalcher@fh-htwchur.ch Switzerland<br />
Schällibaum Heinz Maxon <strong>Motor</strong> heinz.schaellibaum@maxonmotor.com Switzerland<br />
Schildknecht Thomas Optiresult schildknecht@optiresult.ch Switzerland<br />
Schmid Felix S.A.F.E. schmid.eam@bluewin.ch Switzerland<br />
Schneeberger Werner ebm-papst werner.schneeberger@ebmpapst.ch Switzerland<br />
Schneiter Paul S.A.F.E. paul.schneiter@swissonline.ch Switzerland<br />
Schofield Steve BPMA techdir@bpma.org.uk UK<br />
Schuch Dieter Franklin <strong>Electric</strong> dschuch@fele.com Germany<br />
Sckerl Mads Grundfos msckerl@grundfos.com Denmark<br />
Sigloch Uwe ebm-papst Uwe.Sigloch@de.ebmpapst.com Germany<br />
Sigrist Donald Oerlikon Journalisten AG dsigrist@fachjournalsiten.ch Switzerland<br />
Soares George Alves Electrobras georgesoares@eletrobras.com Brasil<br />
Spring Bruno BKW bruno.spring@bkw-fmb.ch Switzerland<br />
Steinemann Urs Ing US ing.us@bluewin.ch Switzerland<br />
Steinmann Walter BFE walter.steinmann@bfe.admin.ch Switzerland<br />
Stetter Thomas EnAW thomas.stetter@firstclimate.com Switzerland<br />
Stevens Bart Atlas Copco bart.stevens@be.atlascopco.com Belgium<br />
Streibel Martin Dena streibel@dena.de Germany<br />
Studer Sonja Swissmem s.studer@swissmem.ch Switzerland<br />
Teepe Markus WILO Markus.Teepe@wilo.de Germany<br />
Tobler Ruedi Kies-Beton r.tobler@kies-beton-ag.ch Switzerland<br />
Urschel Sven KSB sven.urschel@ksb.com Germany<br />
van der Merwe Lyon Fele lvandermerwe@fele.com Germany<br />
Viccaro Vincenzo Leroy-Somer vincenzo.viccaro@leroysomer.com Switzerland<br />
Waide Paul <strong>IEA</strong> Paul.WAIDE@iea.org France<br />
Watt Stephen Light Engineering stephenwatt8@aol.com UK<br />
Wikström Per ABB per.wikstroem@ch.abb.com Switzerland<br />
Wyss Severin Siemens severin.wyss@siemens.com Switzerland<br />
Yeo Young-Gil SPG ygyeo@spg.co.kr Korea<br />
Zhang Xin CNIS China zhangxin@cnis.gov.cn China<br />
ZHOU Victor ICA victorzhou@copper.org.cn China<br />
Zindel Bernhard Kies-Beton b.zindel@kies-beton-ag.ch Switzerland<br />
Zürcher Max EnAW zue@energie-agentur.ch Switzerland<br />
- 4 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Introduction to the <strong>Motor</strong> Summit’<strong>08</strong><br />
Conrad U. Brunner, Project Manager Topmotors and Operating Agent <strong>4E</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> <strong>Annex</strong><br />
Gessnerallee 38a, CH 8001 Zurich Switzerland, Tel: +41 (0)44 226 30 70<br />
cub@cub.ch, www.motorsystems.org and www.topmotors.ch<br />
Since the last <strong>Motor</strong> Summit on 10/11 April 2007 in Zurich Switzerland and since EEMODS’07 on 10-<br />
13 June in Beijing China the global prospects have changed in many ways:<br />
The rapid rise (and subsequent fall) of the oil price poses the grim question “Is this now the peak of<br />
oil?”, the crash in the financial markets that slows the global economy and leads to severe loss of employment,<br />
and the more frequent and more disastrous hurricanes.<br />
Subsequently energy resources become more volatile and expensive and load a heavy burden both<br />
on developing and industrialized economies. The new US administration will give the next Kyoto<br />
COP14 on 1-12 December 20<strong>08</strong> in Poznàn Poland a chance to move more decidedly in a concerted<br />
global action towards a better environment.<br />
<strong>Electric</strong>ity demand cumulative (TWh/a)<br />
18'000<br />
16'000<br />
14'000<br />
12'000<br />
10'000<br />
8'000<br />
6'000<br />
4'000<br />
2'000<br />
0<br />
USA<br />
EU 25<br />
China<br />
Japan<br />
Russian Fed.<br />
20 Largest <strong>Electric</strong>ity Consuming Economies<br />
India<br />
Canada<br />
Brazil<br />
South Korea<br />
South Africa<br />
Australia<br />
Mexico<br />
Taiwan<br />
Energy efficiency is the key to this action plan. Some 300 million electric motor systems in industry,<br />
infrastructure and large buildings use today 40% of global electricity worth some 700 billion € and are<br />
responsible for 4.3 Gt of yearly CO2 emissions. The efficiency improvement potential in pumps, fans,<br />
compressors and mechanical traction systems makes for some 10% of global emissions.<br />
Breakthroughs:<br />
In the last two years we have seen major breakthroughs in the motor systems world on many important<br />
levels:<br />
1. Harmonization of Standards:<br />
On 21 October 20<strong>08</strong> the new standard IEC 60034:30 Efficiency Classes was published. Now we have<br />
a globally harmonized system to distinguish motor efficiency classes in three levels with IE3 Premium<br />
efficiency showing the state of the art today.<br />
Old Europe Old USA New IEC<br />
Super Premium Efficiency IE4<br />
Premium Efficiency NEMA Premium IE3<br />
High Efficiency Eff1 EPAct IE2<br />
Standard Efficiency Eff2 IE1<br />
Below Standard Efficiency Eff3<br />
Ukraine<br />
- 5 -<br />
Saudi Arabia<br />
Iran<br />
Turkey<br />
Norway<br />
Thailand<br />
Indonesia
Nominal efficiency (%)<br />
100<br />
95<br />
90<br />
85<br />
80<br />
75<br />
70<br />
IEC 60034-30:20<strong>08</strong><br />
<strong>Electric</strong> motors efficiency classes (4-pole 50 Hz)<br />
0,1 1 10 100 1000<br />
<strong>Motor</strong> output in log scale (kW)<br />
2. Global projects:<br />
After two years of SEEEM (www.seeem.org) we have now a more permanent and global platform: the<br />
new <strong>IEA</strong> Implementing Agreement on Efficient <strong>Electric</strong>al End-Use Equipment <strong>4E</strong> <strong>Electric</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong><br />
<strong>Annex</strong> (www.motorsystems.org). The work starts now with 7 participating countries in 6 tasks:<br />
Tasks Countries Australia<br />
A Implementation Support & Outreach<br />
B Technical Guide for <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong><br />
C Testing Centers<br />
E Training & Capacity Building<br />
F Energy Management in Industry<br />
G New <strong>Motor</strong> Technologies<br />
H Total <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> Integration<br />
Austria<br />
Denmark<br />
Japan<br />
- 6 -<br />
South Africa<br />
* *<br />
Switzerland<br />
IE3<br />
IE2<br />
IE1<br />
UK<br />
Task Leader<br />
Participant<br />
3. Legislation and regulation:<br />
The view that only mandatory standards can move markets more rapidly has been shown in the USA,<br />
Canada, Australia and New Zealand. Now the European Ecodesign Energy-using Products Directive<br />
will produce Minimum Energy performance Standards in 2009 for motors, pumps and fans<br />
(www.ecomotors.org).<br />
4. More Efficient products:<br />
Premium Efficiency motors IE3 are being sold in the market place with 60 Hz and 50 Hz, now available<br />
in sizes from 0.75 kW to 375 kW. NEMA frame sizes and 60 Hz made this possible a while ago, European<br />
frame sizes (EN 50347) and 50 Hz make it more difficult but possible.<br />
Where do we go from here?<br />
In the next two days we try to bring together some 120 motor producers and users, experts and administrators<br />
from 20 countries around the globe to improve and share their knowledge on efficiency<br />
technology and policy. This Global <strong>Motor</strong> Network should expand within <strong>4E</strong> and contribute to harvest<br />
the energy efficiency potential in this field.<br />
The SEEEM project that has started the harmonization drive in 2006 will now become history. The <strong>4E</strong><br />
<strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> program will take over in a more sustainable structure.<br />
And: We will gather again at EEMODS’09 on 14-17 September 2009 in Nantes France to continue this<br />
global drive for more efficient motor systems.<br />
Thanks<br />
We want to thank to all supporters of SEEEM since its start in 2006 and to all the speakers, sponsors<br />
and participants in this years Side Event and in the 2 -day MS’<strong>08</strong> conference for their active contribution.
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Eidgenössisches Departement für<br />
Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK<br />
Bundesamt für Energie BFE<br />
SwissEnergy Efficiency Strategy – a new program towards<br />
Swiss energy efficiency policy<br />
Michael Kaufmann, deputy director of Swiss Federal Office of Energy (SFOE) and<br />
Head of SwissEnergy Program<br />
Energy efficiency is unquestionable one of the most important contributions to reduce<br />
climate change and to cover energy needs. The main goal until 2030 is to reduce the<br />
use of fossil energy in buildings, industry and vehicles at least by 30 percent. In the<br />
same time we want to slow down the current increase of the electricity demand, because<br />
there is the risk of substituting fossil energy use with electricity. This is especially<br />
true in Switzerland where more than ninety percent of our electricity demand is<br />
produced by hydropower (50%) and by nuclear power (40 %).<br />
The vision of the SwissEnergy program is the “2000 Watt Society”. Based on scientific<br />
research done by ETH Z (Swiss Federal Institute of Technology in Zürich), this<br />
path of reducing energy consumption towards an average demand of 2000 Watt per<br />
capita shows that we have to go strictly along an energy efficiency path in the next 30<br />
to 100 years. At the moment we are on a level of 6000 Watt - not including the import<br />
of “grey energy” in material.<br />
SwissEnergy defined the possible and feasible measures to reach this goal for buildings,<br />
cars, electric equipment and industries in 2006. Together with the programpartners<br />
of industry, the professional organizations, importers, distributors and the<br />
consumer sector we formed an interesting action agreement. Interesting because:<br />
everybody is aware of technological development and the progressive state of art<br />
and – the most important! - that their application and implementation in the market<br />
has to be realized as soon as possible. Conclusion: Without new and strict minimal<br />
energy performance standards combined with incentive measures there will not be a<br />
substantial change in energy efficiency.<br />
Some months before parliament elections in October 2007 official Swiss policy making<br />
took over in 2007. Dozens of parliamentary proposals for energy efficiency were<br />
introduced. Most of them in the building sector, but also quite a few concerning<br />
Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr,<br />
Energie und Kommunikation UVEK Postadresse: 3003 Bern<br />
Bundesamt für Energie BFE michel.kaufmann@bfe.admin.ch<br />
www.bfe.admin.ch<br />
- 7 -
mandatory minimal performance standards for electrical appliances. In the same<br />
year, in February 2007, the Swiss Federal government decided a new energy strategy<br />
on four pillars:<br />
1. Energy efficiency,<br />
2. Renewable energy,<br />
3. New large power plants (based on natural gas or nuclear),<br />
4. Foreign policy for energy.<br />
Based on these decisions of the Swiss Federal government, our office of Swiss Federal<br />
Office for Energy (SFOE) prepared an “Energy Efficiency Action Plan” and an<br />
“Action Plan for Renewable Energy”. The efficiency-plan consists in 15 measures,<br />
decided in February 20<strong>08</strong>. They are since in the realization phase.<br />
The three main objectives are:<br />
• Reduction of CO2-emissions by 20 percent until 2020 (based on 1990);<br />
• Lower increase (and afterwards capping) of electricity demand by a maximum<br />
of 5 percent (based on year 2000);<br />
• Increase of renewable energy fraction of today 16 percent to 24 percent until<br />
2020.<br />
The measures of the efficiency-plan aim at the building sector (5 measures), at mobility<br />
(2 measures), electric appliances (1 measure), industry (1 measure), research<br />
and education (3 measures), and good example of the public sector (3 measures).<br />
For electric appliances we have since prepared a package of 13 new minimal energy<br />
performance standards (MEPS) for each category (household equipment, lighting,<br />
stand-by appliances, electric motors, etc.). The new regulations are based on the<br />
Swiss Energy Act and are in the competence of the Federal Council. The proposals<br />
are just now in the consultation phase and will be decided by the Federal Council in<br />
spring 2009. Our strategy was generally to put the level of existing best practice into<br />
MEPS and to remove the most wasting appliances from the market.<br />
We are here at the <strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong> during the next two days discussing the topic<br />
of electric motors. The topic is one very important mosaic stone among all these different<br />
measures. We are aware that the considerable energy efficiency potential in<br />
this sector is from 10 to 50 percent. The result is written into the new Swiss Energy<br />
Ordinance and defines the new minimal energy performance standard for electric<br />
motors on the level of the IE 1 efficiency class (output size from 0.75 kW to 375 kW).<br />
In coordination with the development of the international standards, we are already<br />
planning the next step until 2011: MEPS at IE2.<br />
Switzerland is on the way towards a new efficiency policy. The goal today is to put<br />
the best technical solutions in practice as soon as possible. We are on the way. And<br />
we want to achieve the maximum. We hope policy makes decisions that give us even<br />
more speed.<br />
- 8 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Rob Boteler<br />
Director of marketing Emerson <strong>Motor</strong> Company,<br />
NEMA Marketing Committee Chairman<br />
St. Louis, MO 63136 USA, Email rob.boteler@emotors.com<br />
Update Status of North American <strong>Motor</strong> MEPS<br />
Since the last <strong>Motor</strong> Summit in 2007, USA and Canadian regulators have made significant<br />
progress in drafting energy code to implement the regulations passed in EISA. This presentation<br />
will update the audience on current product definitions, time schedules and additions to<br />
test standards that have or will occur as<br />
a result of this new regulation. In addition<br />
the presentation will summarize the harmonization<br />
results of work done over the<br />
past two years between IEC and IEEE<br />
test and efficiency standards. The report<br />
will also discuss motor MEPS trends in<br />
South America. The impact of voluntary<br />
programs reaches the end user portion of<br />
the motor market best. Voluntary programs<br />
are relatively ineffective at shifting<br />
the OEM segments to the high performance<br />
motor products. It is for this reason<br />
that governments look to regulation as<br />
the means to shift demand to high performance<br />
motors.<br />
NEMA Premium<br />
370’000 units/year<br />
25% of units shipped<br />
Integral HP <strong>Motor</strong>s Installed base of<br />
35 million units in the USA<br />
New units shipped each<br />
year 1.4 million<br />
Estimated 2-2.5 million units<br />
Repaired each year<br />
Commercial, industrial, utility and agricultural integral horsepower motors.<br />
- 9 -
The issues associated with regulations are many. The need for communication and compromise<br />
must be recognized and addressed. A team has taken the task to create a MEPS Guide<br />
to motor efficiency 1 . This guide is being created to explain the harmonization’s made to test<br />
standards and efficiency levels between IEC, IEEE [CSA] and NEMA standards. The guide is<br />
meant for the user to develop standards or norms and eventually regulations, if desired. The<br />
guide is intended to show how standards and regulations can reference both of the harmonized<br />
standards allowing end users to select the best motor solutions from both IEC and<br />
NEMA based products. It is the belief of the MEPS team that motor standards or regulations<br />
should not become barriers to international trade, while at the same time providing motor users<br />
with the most energy efficient solutions.<br />
Efficiency<br />
Elements<br />
Covered<br />
product<br />
Efficiency<br />
levels<br />
Test<br />
Method<br />
Lab<br />
required<br />
Compliance<br />
enforce<br />
Timing<br />
Revisions<br />
1992<br />
Defined<br />
Defined<br />
Defined<br />
Defined<br />
Defined<br />
Defined<br />
Defined<br />
1997<br />
Implement<br />
Implement<br />
Implement<br />
Implement<br />
Implement<br />
Implement<br />
2001<br />
Unchanged<br />
NEMA<br />
Premium<br />
Unchanged<br />
Unchanged<br />
Unchanged<br />
Voluntary<br />
2005<br />
Unchanged<br />
FEMP<br />
NEMA<br />
Premium<br />
Unchanged<br />
Unchanged<br />
Unchanged<br />
Voluntary<br />
FEMP<br />
Added<br />
- 10 -<br />
2007<br />
Unchanged<br />
FEMP<br />
NEMA<br />
Premium<br />
Unchanged<br />
Unchanged<br />
Unchanged<br />
Voluntary<br />
Discussion<br />
Begins<br />
20<strong>08</strong><br />
Unchanged<br />
FEMP<br />
NEMA<br />
Premium<br />
Unchanged<br />
Unchanged<br />
Unchanged<br />
Voluntary<br />
Future<br />
Legislation<br />
2010<br />
In addition the presentation will attempt to begin the quantification of the energy saving opportunities<br />
available through the early retirement of older pre- EPAct [IE2] motors that remain in<br />
operation in North America.<br />
1<br />
R. Boteler, C.U. Brunner, A. De Almeida, M. Doppelbauer, B. Hoyt: <strong>Motor</strong> MEPS Guide, Version 1,<br />
November 20<strong>08</strong> (available at the MS’<strong>08</strong> in Zurich)<br />
?<br />
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<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
IEC harmonizes global testing standards and efficiency classes of industrial<br />
motors<br />
Dr.-Ing. Martin Doppelbauer<br />
Mail to: Martin.Doppelbauer@sew-eurodrive.de<br />
Phone: +49 7251 75 5300<br />
Convenor of Working Group 31 of IEC TC2<br />
Manager Design and Development <strong>Motor</strong>s<br />
SEW Eurodrive GmbH&Co KG<br />
76642 Bruchsal – Germany<br />
IEC is the leading global organization that prepares and publishes international standards for all electrical,<br />
electronic and related technologies. These serve as a basis for national standardization and as<br />
references when drafting international tenders and contracts. As of end of 2007, 68 national committees<br />
were full members of IEC. A total of 77 countries were affiliated. 5794 publications and 1378 active<br />
projects were underway.<br />
Industrial motors consume between 30 and 40% of the electrical energy worldwide. Since this product<br />
group has the highest consumption of all it is crucial for the success of electrical energy-saving.<br />
IEC is currently preparing three papers related to energy-efficiency of electrical motors: The standard IEC<br />
60034-2-1 for the harmonization of test procedures; the standard IEC 60034-30 for the harmonization of<br />
levels and classification plus the application guide IEC 60034-31 for users and OEMs with information on<br />
how to make best use of energy-efficient motors and reduce the overall electricity consumption of drive<br />
systems.<br />
It is expected that local regulators and governmental organizations will make use of these papers when<br />
setting up national legislation for minimum efficiency performance standards (MEPS). Some countries<br />
(Australia, Brazil, China, Europe, Japan, South Africa and others) have already indicated their interest.<br />
IEC 60034-2-1 was published in September 2007. It supersedes the more than 30 year old previous<br />
edition (IEC 60034-2) and incorporates the standard IEC 61972 which was consequently withdrawn in the<br />
meantime. Although IEC 60034-2-1 is a standard for all kinds of electrical machines, its focus lies on lowvoltage<br />
induction motors which is by far the most common type today. The main test procedure for these<br />
motors (“Indirect determination of losses with PLL from residual losses”) is harmonized with the North<br />
American standards IEEE 112B and CSA 390. IEC recommends but does not limit the application of this<br />
method to motors in the range of 1 to 150 kW. IEC 60034-2-1 was developed in working group 28 of TC2.<br />
A round robin test is currently being conducted by WG 28 with collaboration of laboratories from all over<br />
the world in order to gain more experience with uncertainty and repeatability of the various test methods.<br />
IEC 60034-30 defines the three energy efficiency classes IE1 (standard-efficiency), IE2 (high-efficiency)<br />
and IE3 (premium-efficiency). A fourth class (IE4 super-premium-efficiency) is reserved but will not be<br />
defined until more experience is available in the future.<br />
After long and thorough discussions in the working group it has been decided that IEC 60034-30 will not<br />
introduce different limit curves for special motors. Hence, there will neither be different curves for open<br />
- 11 -
motors (IP23), nor for multi-frequency machines, nor for explosion proof motors nor for other special<br />
purpose motors as requested by some countries. Each efficiency class is defined by just one curve for 50<br />
Hz and 60 Hz respectively.<br />
Nevertheless, IEC 60034-30 has been given a broad scope in order to cover as many motors as possible.<br />
For example, motors with special shafts, flanges, feet, attached gearboxes, external ventilation, attached<br />
electromechanical brakes etc. are all included.<br />
It has been acknowledged that some motor constructions may not be able to reach the higher efficiency<br />
levels due to implicit construction constraints. Regulators should be aware of such limitations and respect<br />
them when introducing minimum efficiency performance standards (MEPS) in their national legislation.<br />
A separate chapter (“Fields of application”) has been included that discusses these limitations in detail.<br />
The 50 Hz limits of IEC 60034-30 are compatible with the former eff1 and eff2 curves of the CEMEP-EU<br />
agreement from 1997. They have been adjusted to take the differences in the test procedure (60034-2<br />
versus 60034-2-1) into account as much as possible.<br />
The 60 Hz limits are identical to the US Energy Efficiency (EPACT) and NEMA premium curves for closed<br />
motors.<br />
IEC 60034-31 is an application guide for end-users and OEMs of energy-efficient motor drive-systems. It<br />
focuses on all aspects of energy saving in applications including motors, variable speed drives and the<br />
application itself.<br />
S1 (continuous duty) applications make best use of energy-efficient motors and power-factor<br />
compensation. Also, energy-optimized mechanical parts (gearboxes, belts, pumps, compressors, fans<br />
etc.) are highly recommended.<br />
S2 (short-time duty) applications, however, do not benefit from energy-efficiency improved components.<br />
The focus should be on getting the smallest (cheapest) components available as the energy used in the<br />
production process of these components typically exceeds the energy used during operation.<br />
For S3 to S10 (intermittent duty) applications, energy-efficient motors may even be counterproductive.<br />
The increased size of such motors typically leads to increased rotor inertia and higher losses during<br />
starting and stopping which also puts extra burden on electromechanical brakes.<br />
Optimization of the production processes, for example by introduction of variable-speed drives or softstarters<br />
and by proper and regular maintenance, can in many cases save much more energy than<br />
energy-efficient components alone. The 24V power supply for control circuits often consumes as much or<br />
more energy than motor systems. An energy-efficient power supply including a standby mode for nonoperational<br />
times (weekends, night hours) is highly recommended. Energy storage systems or DC-link<br />
couplings between frequency-converters are a useful measure when kinetic or potential energy can be<br />
recovered (lifts, hoists).<br />
Both IEC 60034-30 and IEC 60034-31 are being developed by working group 31 of IEC TC2 which<br />
incorporates members from all parts of the world.<br />
In Europe, the directive 2005/32/EC (Ecodesign Requirements For Energy-Using Products) is<br />
currently being implemented.<br />
Different scenarios for the introduction of efficiency limits for induction motors are in discussion. Most<br />
likely, high-efficiency (IE2) will become the mandatory limit for standard motors in 2011. At least for a<br />
subset of motors this limit will be raised to premium-efficiency (IE3) in 2015. The final regulations are<br />
expected in early 2009.<br />
- 12 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
The G8’s Sustainable Energy Policy Initiatives:<br />
Will there be a higher priority for energy savings in<br />
electric-motor driven systems?<br />
Paul Waide<br />
Senior Policy Analyst<br />
Energy Efficiency and Environment Division<br />
International Energy Agency, Paris France<br />
Email: Paul.Waide@iea.org<br />
Every G8 summit since Gleneagles in 2005 has focused on sustainable energy issues<br />
with a strong orientation on improving energy efficiency. The reasons for this<br />
are clear. Challenges facing the energy sector have become more acute and government<br />
can ill afford a laissez faire response. For most of this period growth in<br />
global energy demand outpaced the addition of new energy supply and energy prices<br />
rose sharply. It has taken an epoch-marking global financial crisis and drop in economic<br />
activity to reverse the trend but this is only likely to provide temporary relief<br />
until confidence rises and economic growth resumes. Indeed dramatically increased<br />
energy prices must carry some of the blame for the sharp fall in economic sentiment<br />
that helped turn a market slow-down into a route. Unlike during other energy-related<br />
global economic slowdowns this one is occurring against a backdrop of a pending<br />
environmental crisis. The large majority of energy we use is derived from fossil fuels<br />
and gives rise to unsustainably high levels of CO2 emissions.<br />
The latest assessment report from the IPCC uses stronger language than ever regarding<br />
the causes and consequences of global climate change and reveals that<br />
global emissions need to peak by no later than 2015 and fall to a small faction of year<br />
2000 levels by 2050 if global mean temperature rise is to be kept within 2 o C: a level<br />
that is still associated with severe environmental consequences. Energy security too<br />
continues to worsen with progressively higher proportions of the world’s residual fossil<br />
fuel reserves residing in a small number of nations many of which are governed by<br />
unstable or authoritarian regimes. Against this background energy policy is centre<br />
stage and the need to increase energy efficiency, as the most effective means of<br />
lowering the environmental impact of energy while improving energy security and<br />
maintaining economic efficiency, has seldom if ever been clearer. Recognising the<br />
magnitude of the problems and of their remedies, business and government leaders<br />
around the world are seeing an unprecedented opportunity to create a new clean energy<br />
technology economy. President Elect Obama is one of many arguing for the<br />
marriage of an economic stimulus package with environmental and security objectives<br />
via large-scale investment in clean energy technologies.<br />
- 13 -
So what does this mean for policies that will influence the efficiency of motors and<br />
motor driven systems? Much but not enough. <strong>Electric</strong> motors are estimated to account<br />
for ~6’000 TWh of electricity use globally, approximately ~40% of the total, and<br />
give rise to some 4’400 Mt of CO2 emissions. Applying state of the art efficiency<br />
standards for new electric motors could avoid up to 475 TWh of electricity demand<br />
and 300 Mt of CO2 emissions by 2030. Savings potentials are much less clear from<br />
the optimisation of electric motor driven systems but are thought to be approximately<br />
20 - 30% or roughly 10% of global electricity consumption. This is an astonishingly<br />
high figure and far greater than current global average production for renewable electricity<br />
from other than large-hydroelectric sources. It is also much cheaper and less<br />
controversial to implement than other high profile low carbon electricity solutions<br />
such as nuclear power or carbon capture and storage. Yet all these options benefit<br />
from far greater public recognition and public policy stimuli than is true for enhanced<br />
energy efficiency in electric motors. The awareness of the general public and of policy<br />
makers of the high proportion of electricity used in electric motor driven systems<br />
is very small and awareness of the savings potential is even lower.<br />
Nonetheless many new policy initiatives are beginning to emerge and bear fruit. At<br />
the 2007 <strong>Motor</strong> Summit I mentioned that the ISO were considering developing a new<br />
international standard to address energy use in industrial energy using systems – this<br />
process is now fully underway and is reported to be progressing well. I also mentioned<br />
that several <strong>IEA</strong> member economies were considering developing a new <strong>IEA</strong><br />
cooperative Implementing Agreement that would address Energy Efficiency in <strong>Electric</strong>al<br />
End-Use Equipment and that might include an annex addressing electric motors.<br />
This has now been launched and motors are one of the key annexes. More importantly<br />
still is the growth in progress in energy efficiency policy in this area. The European<br />
Commission has announced its intention of adopting energy efficiency standards<br />
for a wide variety of electric motors as has Japan. The USA has adopted even<br />
more stringent requirements than hitherto and several other economies are advancing<br />
down the same route. Meanwhile, as part of its work for the G8, the <strong>IEA</strong> has been<br />
developing high-level policy recommendations on energy efficiency. At this year’s G8<br />
summit in Toyako, Japan, 25 such recommendations covering almost all energyusing<br />
sectors were proposed. The summit communiqué signed by all the leaders of<br />
the G8 pledged the G8 to maximize implementation of these recommendations,<br />
which in the case of motors proposed that mandatory energy efficiency standards<br />
should be adopted in line with international best practice but also proposed that governments<br />
should examine barriers to the optimisation of energy efficiency in electric<br />
motor driven systems and design and implement comprehensive policy portfolios<br />
aimed at overcoming such barriers. Other recommendations addressed policies to<br />
stimulate the adoption of enhanced energy management in industry and hence implicitly<br />
address motor driven systems.<br />
The <strong>IEA</strong> secretariat is now working with G8 economies to follow their implementation<br />
of these measures and is also working with other <strong>IEA</strong> member economies and nonmembers<br />
in a similar vein. Much still remains to be done, however, to both flesh-out<br />
the barriers and appropriate policy responses to the adoption of efficient motor driven<br />
systems and to substantially increase awareness of the topic among public and private<br />
sector decision makers. Helping achieve this is a mission the <strong>Motor</strong> Summit<br />
should consider.<br />
- 14 -
EUROPEAN COMMISSION<br />
DIRECTORATE-GENERAL FOR ENERGY AND TRANSPORT<br />
DIRECTORATE D - New and Renewable Energy Sources, Energy Efficiency & Innovation<br />
Energy efficiency of products & Intelligent Energy – Europe<br />
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Energy Efficiency Requirements for Products (Eco-design Directive)<br />
Ismo Grönroos-Saikkala<br />
Unit for Energy Efficiency of Products & Intelligent Energy - Europe<br />
Directorate-General for Energy and Transport, European Commission<br />
Commission Européenne, B-1049 Bruxelles B-1049 Brussel - Belgium.<br />
The Commission presented its 'energy package' on energy security, solidarity and efficiency<br />
on 12 November 20<strong>08</strong>. The measures already adopted by the EU should achieve<br />
energy saving of about 13% by 2020, if properly implemented by Member States. This<br />
falls far short of what is needed against the EU 20-20-20 targets. Action must be intensified<br />
with energy efficiency at the heart of the action.<br />
Under the Ecodesign directive (2005/32/EC) it is possible for the Commission (assisted<br />
by a Committee) to set mandatory energy efficiency requirements that would ban poorly<br />
performing products from the EU market. In addition to energy consumption, the<br />
Ecodesign Directive requires the Commission to look into all environmental impacts of<br />
products throughout their entire life cycle.<br />
Conforming to the principle of Better Regulation, measures will be based on a technical/economic<br />
study followed by impact assessment and stakeholder's consultation. After<br />
having consulted stakeholders, the Commission will submit its draft measure to a committee<br />
of representatives from the Member States, the European Parliament will exercise its<br />
right of scrutiny, and the WTO will be notified to ensure that there are no barriers to trade.<br />
Finally the measure will be adopted by the College of Commissioners. If the draft measure<br />
is supported throughout that process, it could be adopted 14-18 months after the end<br />
of the technical/economic study.<br />
The Directive also requests the Commission to start working right away on product<br />
groups with high GHG emission reduction potential, more or less concretely listed in the<br />
text. As required by the Directive, the Commission launched 14 preparatory studies since<br />
spring 2006 on a number of product groups (including office and street lighting), and also<br />
a horizontal study on standby and off-mode losses of energy-using products. 10 further<br />
studies will be launched before the end of 2009 making the total number of preparatory<br />
studies up to 30. Furthermore, in 20<strong>08</strong>, the Commission adopted a Working Plan setting<br />
an (indicative) list of product groups to be addressed until 2011. Most of the measures<br />
from the first wave of the 14 studies can be adopted in 2009.<br />
The planned Ecodesign measures will allow reducing the environment impact of energyusing<br />
products with savings of 250 Mt of CO2, corresponding to some 25% of EU energy<br />
saving target by 2020. The related financial savings would account to some €75 billion by<br />
2020.<br />
As to motors, the substantial energy saving potential related to motors, pumps and fans is<br />
well known. Under the Ecodesign directive (2005/32/EC), the Commission (assisted by a<br />
- 15 -
committee) is preparing to set mandatory requirements on the energy efficiency performance<br />
of motors, pumps and fans that would exclude the worst performing products from<br />
the European market. Conforming to the principle of better regulation, such measure<br />
should be based on sound technical/economic study and be accompanied by a proper<br />
impact assessment and stakeholder consultation.<br />
A study on potential Ecodesign measures for motors, fans and pumps has just been finished<br />
and a Consultation Forum discussion has taken place on 27 and 29 May 20<strong>08</strong>. The<br />
Commission services are now looking into policy options to complete the impact assessment,<br />
including options to set minimum requirements that oblige the use of adjustable<br />
speed drives in variable load applications. While minimum requirements at IE2/IE3 efficiency<br />
level would lead to some 15 - 18 TWh savings, a measure coupling these efficiency<br />
levels with a mandatory use of VSDs would lead to many-folded savings with corresponding<br />
benefits for customer, economy and environment.<br />
Draft motor measures will be submitted to the Committee at the beginning of 2009.<br />
External<br />
technicaleconomicenvironmental<br />
preparatory<br />
study<br />
TREN<br />
preparing the<br />
implementing<br />
measure<br />
External<br />
IA study<br />
Policy options<br />
+<br />
Draft<br />
IA report<br />
Adoption process for Eco-design implementing measures<br />
Sent to the<br />
Consultation<br />
Forum<br />
Available<br />
on<br />
TREN/ENTR<br />
homepage<br />
Meeting<br />
of the<br />
Consultation<br />
Forum<br />
- 16 -<br />
Possible<br />
Assessment<br />
by<br />
IA Board<br />
Green light<br />
Cabinet<br />
Piebalgs<br />
Finalise<br />
IA report<br />
+draft<br />
Implementing<br />
measure<br />
Green light<br />
Cabinet<br />
Verheugen<br />
ISC<br />
Vote<br />
of the<br />
Committee<br />
Parliament<br />
and Council<br />
Scrutiny<br />
WTO<br />
notification<br />
Adoption<br />
by the<br />
Commission
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong> Zurich Switzerland<br />
EuP – EcoDesign as a Tool for Market Transformation<br />
Anibal T. de Almeida<br />
ISR, Dep. <strong>Electric</strong>al Engineering, University of Coimbra, Coimbra 3030, Portugal<br />
<strong>Electric</strong> motors use about 70% of electricity in industry. Energy-efficient motor systems<br />
can save 25-30 % of that consumption.<br />
As a consequence of the Ecodesign Directive for Energy-using Products EuP directive<br />
2005/32/EC of the European Parliament and of the Council, a study to identify and recommend<br />
ways to improve the life-cycle environmental performance of electric motors<br />
at their design phase was carried out. For that purpose, a well-known analysis methodology<br />
for the assessment of environmental impact and eco-design of energy using<br />
products was used.<br />
The study collected data from several sources considered relevant for the evaluation of<br />
the environmental impact and of the Life Cycle Cost LCC of electric motors in the<br />
power range 0,75 kW to 200 kW, later extended up to 375 kW.<br />
The new Classification Standard IEC 60034-30 efficiency levels are used in the definition<br />
of BaseCases (IE1) and of Best Available Technologies (IE2 and IE3). Three output<br />
powers – 1,1 kW, 11 kW and 110 kW – are analysed that represent small motors,<br />
medium motors and large motors, respectively.<br />
The analysis carried out shows that the environmental and lifecycle cost impacts resulting<br />
from motor operation are, for the most part, attributable to the use-phase. Therefore,<br />
if high efficiency motors, either IE2 or IE3 motors, replace IE1 motors significant<br />
reduction in the environmental impact would be attained. Furthermore, a reduction in<br />
LCC is achieved in all cases for a fairly reduced number of operating hours – around<br />
2000 hours for the worst case scenario (lowest electricity prices).<br />
Although the study was aimed at products and not systems, an analysis of integrated<br />
<strong>Motor</strong> + Variable Speed Drive VSD was also conducted since these integrated units<br />
are growing in importance for powers below 30 kW. While the use of a VSD in constant<br />
speed operation leads to higher losses, its use in variable speed applications can produce<br />
large savings, especially in fluid-handling applications (e.g. pumping, ventilation)<br />
where the consumed power is roughly proportional to the cube of the flow. The analysis<br />
of a pumping system with a VSD versus the same system using a throttling device<br />
showed a very large reduction of environmental impact and of LCC, even with the initial<br />
price of the VSD being triple that of the motor alone.<br />
Brushless Permanent Magnet (electronically commutated EC) <strong>Motor</strong>s were also analysed<br />
due to their growing importance in the small power range (0,75 to 7,5 kW) and<br />
their very high efficiency (10-15% higher than induction motors). A large environmental<br />
- 17 -
impact reduction is attained and a reduction of LCC is also achieved for around 1800<br />
operating hours/year.<br />
The outcomes of introducing regulatory measures for induction motors (87% of AC<br />
motors sold) in the European Union were also analysed.<br />
Three possible scenarios are proposed for the introduction of MEPS in the EU, based<br />
on the classification scheme defined by the IEC 60034-30 standard:<br />
1. <strong>Motor</strong>s in the power range of 0,75 - 200 kW manufactured in or imported into<br />
the EU after January 1, 2011 must meet or exceed the IE2 efficiency level.<br />
2. <strong>Motor</strong>s in the power range of 0,75 - 200 kW manufactured in or imported into<br />
the EU after January 1, 2011 must meet or exceed the IE2 efficiency level.<br />
<strong>Motor</strong>s in the power range of 7,5 - 200 kW manufactured in or imported into the<br />
EU after January 1, 2015 must meet or exceed the IE3 efficiency level.<br />
3. <strong>Motor</strong>s in the power range of 0,75 - 200 kW manufactured in or imported into<br />
the EU after January 1, 2011 must meet or exceed the IE2 efficiency level.<br />
<strong>Motor</strong>s in the power range of 0,75 - 200 kW manufactured in or imported into<br />
the EU after January 1, 2015 must meet or exceed the IE3 efficiency level.<br />
Scenario 2 was considered in the analysis because of the difficulties in producing high<br />
efficient motors using standard frame sizes in the small power range (0,75 – 7,5 kW).<br />
These difficulties have been surpassed by some manufacturers (e.g. by using copper<br />
rotors, better magnetic materials, etc.) but the investment needed in technology, new<br />
production tools can be a problem for others. It must be noted that most motor manufacturers<br />
with important market shares in countries where MEPS are currently set at a<br />
higher level than in Europe have rapidly adapted and have available (or intend to have<br />
in the near future) IE3 motors in the entire power range.<br />
The results show that the implementation of minimum efficiency levels for motors sold<br />
in the EU from 2011 forward would result in a saving of 12 TWh of electricity for Scenario<br />
I, of 15 TWh for scenario II and of 18 TWh for Scenario III, in the year 2020. It<br />
should be emphasized that these figures do not show the total savings potential, since<br />
the full impact of MEPS with IE2 level would only be achieved in 2030, as the stock<br />
rotation initiated in 2011 will take 20 years to be completed. A similar reasoning can be<br />
applied to the potential impact of IE3 MEPS, which if initiated in 2015 would take an<br />
additional 20 years to be completed.<br />
The extension of the scope of possible MEPS above 200 kW and up to 375 kW was<br />
considered, to encompass the full range of powers covered by the IEC 60034 -30 classification<br />
standard, and would translate into additional electricity savings of 190 GWh<br />
for scenario I and 306 GWh for scenario II or III, in 2020.<br />
- 18 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Results of EuP Lot 11 Technical Studies:<br />
Pumps and Circulators<br />
Hugh Falkner, Atkins PLC<br />
Hugh.falkner@atkinsglobal.com Tel +44 (0) 1865 734 009<br />
Oxford, England UK<br />
This presentation summarises the outcomes of the Circulator and Pump reports, and<br />
the anticipated legislation that will follow from these.<br />
Circulators in buildings<br />
Circulators in buildings are used primarily for pumping water in central heating systems,<br />
with
The actual energy saved will vary from system to system, but on average the use of<br />
improved standard circulators and those with Permanent Magnet variable speed control<br />
is economically attractive.<br />
Water Pumps<br />
The study terms of reference set out the scope of the study to include water pumps in<br />
the following applications: Commercial buildings, drinking water, agriculture and the<br />
food industry.<br />
These are regarded as mass produced commodity types of pump, where the user will<br />
not spend so long in specifying the optimum type, and so minimum pump efficiency<br />
standards of the type considered in this study are seen as being beneficial for reducing<br />
the environmental impact of pumps.<br />
The types of pump considered in the study are:<br />
• Single stage close-coupled (end suction close coupled) pumps<br />
• In–Line end suction close coupled pumps<br />
• Single stage water (end suction own bearing) pumps<br />
• Submersible multistage well pumps; (4” & 6”)<br />
• Vertical multistage water pumps<br />
This study estimates that there are a total of 17 million installed pumps of these types<br />
in the EU, with sales of 1.5 million per year, worth 1’500 million € per year.<br />
The Environmental Impact analysis performed by the use of the EC MEEUP model<br />
shows that in all cases it is the In use phase that dominates, and so improving the<br />
energy performance of the products is key to reducing the lifetime environmental impact.<br />
The total electrical energy used by these pumps is estimated at 137 TWh per<br />
year, of which the three end suction types account for 73% of the energy consumption.<br />
Basis of curves for pump minimum efficiency criteria<br />
Q = flow; ns = specific speed; η= efficiency (%)<br />
- 20 -
Industry drives clean technology<br />
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Peter Mazenauer<br />
BSc. (el. Eng.), executive MBA<br />
Managing Director<br />
peter.mazenauer@ch.abb.com<br />
ABB Switzerland Ltd., Normelec<br />
Domestic Sales Automation Products<br />
Badenerstrasse 790<br />
CH-8048 Zürich Switzerland<br />
ABB is one of the leading suppliers of electrical motors and drives on a global basis. The<br />
company on the whole is committed to taking a leading role in approaching the environmental<br />
challenge since a number of years. We feel a special responsibility as the energy<br />
challenges we face – energy security and climate change – are global and call for a global<br />
response. Who is better suited to address these issues than a global company like ABB?<br />
Before looking at how ABB addresses the specific challenges in the motors sphere it is worth<br />
looking into the environment we work in.<br />
In the perfect world decision makers would belong to the species of homo ecologicus; an<br />
environmentally conscious citizen who understand the impacts and issues concerning their<br />
decisions. Long and mid term advantages (life cycle costs) of efficient products and components<br />
are taken into consideration in investment programs. In this context the rational governing<br />
the purchase of drives systems are long term, ecologically and economically sound<br />
arguments. Technical decision makers design machines to optimize energy efficiency and<br />
the motors are dimensioned to real load (no over-kill dimensioning). <strong>Motor</strong>s with variable<br />
speed and variable load applications are driven by frequency converters to optimize energy<br />
consumption on the one hand and the process on the other. Besides the inherent advantages,<br />
the homo ecologicus know, understand and utilize governmental incentive programs<br />
to the fullest extent.<br />
On the supply side, motor manufactures compete on total quality, including efficiency aspects<br />
and produce best technologically possible components and equipment. The sales<br />
process takes place between two homines ecologici (sales man and customer) who are willing<br />
to look and understand the long term benefits.<br />
To sum it up, the motors & drives business is exempt from the free enterprise/market concept.<br />
Unfortunately, reality is a different cup of tea. Decision makers are primarily of the Homo<br />
economicus species, i.e. the individual that seeks to attain very specific and predetermined<br />
goals to the greatest extent with the least possible cost. Note that this kind of "rationality"<br />
does not say that the individual's actual goals are "rational" in some larger ethical, social, or<br />
human sense, only that he tries to attain them at minimal cost. Only naïve applications of the<br />
Homo economicus model assume that this hypothetical individual knows what is best for his<br />
- 21 -
long-term physical and mental health and can be relied upon to always make the right decision<br />
for himself. In a UK survey, of those participants, 69% thought their companies could be<br />
doing more to save energy and cut their bills. However, 61% cited cost as being a barrier to<br />
investing in new technology.<br />
In reality many customers and motor users do not or do not want to fully understand the advantages<br />
of inverter driven motors. Often motors are over dimensioned due to design habits.<br />
Awareness and consideration life cycle costs are underdeveloped. Selection of efficient motors<br />
is not high on the priority list of end customers; Original Equipment Manufacturers OEM<br />
weigh best price motors over best efficiency motors. The previously mentioned survey has<br />
revealed that more than 90% of UK businesses are unaware of the Government’s ECA (Enhanced<br />
Capital Allowances) scheme to encourage investment in energy-efficient technologies.<br />
The real market motor suppliers are very much exposed to the mechanisms of the free market<br />
in the context of cost optimization and fierce competition.<br />
As a supplier of motors, ABB is constantly seeking out and working on leveraging the drivers<br />
associated with increasing market share. Sustainability, energy efficiency, acting environmentally<br />
responsible is the top priority of ABB – and electrical motors are top of the mind in<br />
the company.<br />
The messages from the group CEOs consistently stress our responsibility on energy and<br />
environmental issues. The positioning of the company as a whole is clearly aligned to these<br />
challenges. As a technological leader, the development of products and systems to suite<br />
today’s requirements is not optional. In discussions at all levels, from management to day to<br />
day interaction with customers awareness for energy conservation is a main topic. Needless<br />
to say, that walking the talk with our own factories and facilities is a priority.<br />
ABB has a clear strategy when it comes to electrical motors; the company is committed to<br />
developing and selling the best motors in the world. Our product portfolio is now in the process<br />
of being upgraded to match the latest developments. ABB has publicly endorsed the new<br />
measurement standards and support the new proposed International Energy standards. The<br />
benefits for our customers are transparent in documentation with respect to efficiency levels.<br />
All our motor sales people have been educated in the past months and are working on our<br />
customer base on these important issues.<br />
A current initiative is also to produce global motor ranges, i.e. all ABB motor factories around<br />
the world produce identical motors complying with international standards.<br />
As one of the world’s leading engineering companies, we help our customers to use electrical<br />
power efficiently, to increase industrial productivity and to lower environmental impact in a<br />
sustainable way.<br />
Power and productivity for a better world.<br />
- 22 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Jivesh Nandan, National Coordinator, GTZ<br />
Sandeep Garg, Energy Economist, BEE<br />
Milind Raje, General Manager, ICPCI<br />
Energy Efficient <strong>Motor</strong>s in India<br />
Introduction<br />
Looking at the power scenario in the country, there is a huge gap between demand & supply,<br />
which is widening. The generating cost is increasing day by day & power tariffs are on the rise.<br />
This is affecting the profitability of all industries. Hence it is a trend in industry to look for opportunities<br />
of cost reduction. The major cost components in an industry include material, labour &<br />
energy costs. Material & labour cost reduction has its own limitations & a manufacturer does not<br />
have a direct control many times. But the manufacturer himself can influence energy costs<br />
through energy conservation measures & effective energy management.<br />
On the policy front, the Government of India has already taken some important steps to introduce<br />
regulatory measures in the form of Energy Conservation Act 2001. Under the provisions of<br />
the Act, to encourage use of Energy Efficient products, one of the thrust areas is the Standard &<br />
Labeling program for energy intensive products. Some of these products include air conditioners,<br />
refrigerators, FTLs, distribution transformers, pump sets, industrial motors etc. The Act has<br />
notified 15 Industry sectors under the schedule as Energy Intensive Industries & has suggested<br />
certain mandatory measures like energy audits & energy conservation activities to be carried<br />
out in these industries thereby reducing energy consumption in these industries.<br />
Fact files reveal that from cement, fertilizers, steel to textiles and paper etc. the manufacturing<br />
process runs on motors that convert a minimum of 70% of the total electrical energy used in the<br />
plant. <strong>Motor</strong>s convert electrical energy to mechanical work and in the process some energy is<br />
invariably lost. Any reduction in these losses will ultimately result in to substantial energy savings.<br />
Reduction of these losses in a product like motor means higher efficiency of the product.<br />
In other words we what we call it as “Energy Efficient <strong>Motor</strong>” The concept of Energy Efficient<br />
<strong>Motor</strong>s (EEM) may be well known in India, however, its practice & adoption is another matter<br />
altogether. Hence there is need to have a focused market transformation approach which starts<br />
with a defined policy followed by regulations & manufacturers involvement to supply the products.<br />
Further the pull from the market as a result of market promotion ensures transformation to<br />
desired products (energy efficient motors in this case).<br />
In this regard EC Act 2001 was the first step as a policy from the Government of India which<br />
identified Standards & Labeling as a thrust area & general purpose industrial motors as one of<br />
its focus products. This paper covers S & L initiative for general purpose industrial motors in<br />
details later. The paper covers the basic aspects of definition of Energy efficient motors, various<br />
aspects of efficiency improvements and design benefits.<br />
Energy Efficient <strong>Motor</strong>s in India<br />
High efficiency motors can provide significant benefits, including helping to cut energy costs and<br />
limiting carbon emissions. In the Indian subcontinent, Bureau of Indian standards has devised<br />
efficiency classification scheme, which has focused attention on energy efficiency. The scheme<br />
divides motors into efficiency levels EFF1 to EFF2, where EFF1 is the highest. Despite the fact<br />
that the market is still accepting non-classified motors, the classification scheme of BIS has<br />
been very successful in reducing the numbers of low efficiency motors in the market, and the<br />
EFF1 classification has come to be seen by some not only as a mark of efficiency but also as a<br />
general badge of quality.<br />
On the manufacturing front too, IEEMA (the Indian <strong>Electric</strong>al & Electronic Manufacturer’s Association)<br />
had taken active voluntary measures to bring out a standard for EEM, based on which<br />
Bureau of Indian Standards also introduced an exclusive standard for EEM (IS 12615). Further,<br />
there have been initiatives by the manufacturers through design & developments, use of new<br />
manufacturing technologies & materials etc. in order to upgrade their motors to higher & higher<br />
efficiency motors with optimal impact on the cost. On the demand end there have been efforts<br />
to save energy & thus control the costs. Though there is a big saving potential through motors,<br />
still the penetration of EEM s in India is quite low. The major barriers for the penetration include<br />
low awareness levels among the end users, focus on low initial cost then the life cycle<br />
- 23 -
cost & most importantly the lack of expertise among the end users to adopt EEMs. Many energy<br />
efficiency advocates have been focusing to address these barriers.<br />
Standards and Labeling Program of BEE:<br />
<strong>Motor</strong> usage Segmentation<br />
In India, the greatest impact from the motor efficiency improvement point of view is in the AC,<br />
low-tension, squirrel cage motors. Further, as per the production statistics of these motors, almost<br />
95% of the motors in nos. are up to 15 kW. Hence Bureau of Energy Efficiency has identified<br />
general purpose, 3 phase, squirrel cage induction motors up to 15 kW as one of the focus<br />
products under its S & L program.<br />
Standards & Labeling for general purpose, 3 phase squirrel cage induction motors<br />
The objective of the program is to have labels for energy performance so that the end users<br />
have an informed choice. In order to devise the labeling scheme, the methodology adopted was<br />
to (1) Ascertain the base line efficiency levels for the motors available in the market, (2) To carry<br />
out a detailed techno commercial analysis & (3) To arrive at an appropriate labeling recommendations<br />
/ MEPS levels. The study was undertaken to determine performance parameters of<br />
motors being manufactured currently and to examine aspects relating to their design and construction.<br />
Based on market information, it was decided to conduct the study on 2.2 kW, 4 pole<br />
motors and 3.7 kW, 4 pole motors, these being the fast moving ratings in the market. This report<br />
documents the results and findings from the testing and the proposed MEPS for motors based<br />
on this analysis. The program had the following adaptation:<br />
� Defining the approach.<br />
� Choosing Strategic Partners for program implementation.<br />
� Understanding Technology through <strong>Motor</strong>s sampling.<br />
� Identifying the Technical aspects & efficiency improvements in the motors<br />
� Comparing the Indian Standards with the World Standards.<br />
� Identifying barriers through Techno- economic findings from the tests.<br />
� Recommendation for feasibility of the program in Indian Context.<br />
� Expected Market Transformation from the Program.<br />
Expected Market Transformation:<br />
The standards and labeling program of motors has envisaged that there are over 1.5 million<br />
motors in usage having ratings less than 15 kWh and uses approximately over 25 TWh per<br />
year. It is also estimated that around 0.5 million motors having rated capacity less than 15 kW<br />
are sold in India every year.<br />
The Standard & Labeling Program in vogue, it is estimated that around 200 MW shall be saved<br />
every year from energy efficiency of motors. Also this program shall transform the market in<br />
favour of energy efficient motors at least to EFF2 level in next five years and will shift in favour<br />
of EFF1 motors considerably from the present level of 4% to around 10%. Another advantage of<br />
this program shall be the transition of unorganized sector into organized markets and thereby<br />
reducing dependency on non-classified motors to a considerable extent.<br />
Jivesh Nandan<br />
National Coordinator, Bureau of Energy Efficiency<br />
4 th Floor, Sewa Bhawan, R.K. Puram, New Delhi - 110 066<br />
e-mail: jiweshnandan@hotmail.com<br />
Sandeep Garg<br />
Energy Economist, Bureau of Energy Efficiency<br />
4 th Floor, Sewa Bhawan, R.K. Puram, New Delhi - 110 066<br />
e-mail: sgarg@beenet.in<br />
Milind Raje<br />
General Manager, International Copper Association Ltd.<br />
602, Omega, Hiranandani Gardens, Powai, Mumbai – 400 076<br />
e-mail: raje_milind@icpci.org<br />
- 24 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong> Zurich, Switzerland<br />
Experience with Australian Enforcement and Testing Program<br />
Hugh Falkner (presenter), Melanie Slade, Sarah Hatch<br />
Department of the Environment, Water, Heritage and the Arts, Australia<br />
Equipment Energy Efficiency Program in Australia and New Zealand<br />
Energy consumed by appliances and equipment is a major source of greenhouse gas emissions in<br />
Australia and New Zealand. Improving the energy efficiency of appliances and equipment is a key<br />
objective for all Australian governments and the New Zealand Government.<br />
Performance codes and standards are the most widely used measures internationally to reduce<br />
energy use and greenhouse gas emissions from equipment and appliances. The Equipment Energy<br />
Efficiency Program embraces a range of measures aimed at increasing the energy efficiency of<br />
products used in the residential, commercial and manufacturing sectors in Australia and New Zealand.<br />
Some of these measures are backed by regulations mandating the energy labelling of products at the<br />
point of sale, or specifying minimum energy performance standards (MEPS) that products must meet<br />
or exceed to be lawfully sold.<br />
Compliance and enforcement<br />
Australia has MEPS in place for products ranging from refrigerators to three phase electric motors. As<br />
such, to supply a MEPS covered product to Australia, it is necessary to register the product via a<br />
simple web-based system, and lodge an independent test report demonstrating compliance with the<br />
MEPS (or certification via a recognised partner program).<br />
To ensure that products meet their declared energy rating values and are compliant with MEPS, a<br />
robust compliance regime has been implemented by the E3 committee. Since 1991, almost 800<br />
check tests have been completed, across all product categories. Of these tests, almost 250 products<br />
have been found to have failed the tests, being either non-compliant with MEPS or their energy rating<br />
label.<br />
Prior to 2007, the major sanction for companies supplying non-compliant products or making false or<br />
misleading statements about their products was either deregistration or referral to the Australian<br />
Competition and Consumer Commission (ACCC). Whilst these sanctions are significant, holding<br />
suppliers accountable for their actions in supplying non-compliant products to the market, they do not<br />
address the direct detriment caused to consumers and the environment by the additional electricity<br />
use resulting from the use of the product.<br />
In a world first, in 2007/<strong>08</strong> six companies voluntarily entered into agreements with the Department of<br />
the Environment, Water, Heritage and the Arts to compensate both consumers and the environment,<br />
when their products were identified as failing MEPS and/or labelling requirements. These suppliers<br />
have agreed to identify and contact consumers who purchased their products, and offer compensation<br />
in the form of a cash rebate to the value of the extra electricity used by the product, or even to replace<br />
the product with a new, compliant model. In addition, the suppliers have also agreed to address the<br />
environmental damage caused by running their appliances, by purchasing and retiring greenhouse<br />
gas abatement credits equivalent to the amount of the extra carbon dioxide created as a result of the<br />
additional electricity used.<br />
- 25 -
Three phase electric motors standards<br />
In October 2001 in Australia and 1 April 2002 in New Zealand, the first stage of the mandatory MEPS<br />
program for 3 phase induction motors, MEPS1, was introduced and became mandatory for motor<br />
suppliers, manufacturers and importers. In effect, minimum efficiency levels for MEPS1 equated to<br />
European EFF2 motor efficiency levels.<br />
The second stage, MEPS2 (also mandatory), was introduced in April 2006 in Australia and June 2006<br />
in New Zealand. MEPS2 motor efficiency levels are similar to European EFF1 efficiency and also<br />
redefined the “High Efficiency” levels at a higher level with nominally 15% less losses than the EFF1<br />
levels.<br />
Three-phase motors that fall within the scope of standard AS/NZS 1359.5:2004 must be registered to<br />
be offered for sale in Australia, for New Zealand the prescribed forms need to be completed and<br />
submitted to EECA before being available for sale. The range and scope of motors affected by this<br />
new standard are single speed three phase cage induction motors from 0.73 kW up to but not<br />
including185 kW, for voltages to 1100 V.<br />
IEC 60034-30<br />
In the CDV for IEC 60034-30, the efficiency levels for IE2 50Hz corresponded very closely to Europe's<br />
Eff1 levels adjusted to the test method of direct measurement of stray load losses (IEC 60034-2-1<br />
Table 2, Clause 8.2.2.5.1) and the Australian/New Zealand MEPS 2 levels using test method AS/NZS<br />
1359.102.3:2000 (direct measurement of stray load losses).<br />
In the 2/1518 FDIS for IEC 60034-30, the efficiency levels for 2 pole motors from 0.75 kW to 30 kW<br />
and 4 pole motors from 0.75 kW to 37 kW were reduced compared to the CDV for both IE2 and IE3 50<br />
Hz motors. Some of these differences are significant, especially for the smaller motors. (for example,<br />
the efficiency level for IE2 for a 0.75kW 2 pole motor was reduced to 77.4% from 78.9%)<br />
These unexpected changes to IEC 60034-30 means that we now need to carefully consider our policy<br />
options for efficiency levels for motors, as adopting 60034-30 IE2 levels would mean a reduction of the<br />
stringency of our MEPS 2 levels for smaller motors using the test method of direct measurement of<br />
stray load losses.<br />
IEC 60034-2-1<br />
Australia is working with like-minded countries under the Asia-Pacific Partnership on Clean<br />
Development and Climate (APP) ‘Harmonization of Testing Procedures’ project to work towards<br />
harmonising test methods for motors. This is expected to include round robin testing of several test<br />
methods in 60034-2-1 to help inform policy decisions for Australia, China and other APP partners.<br />
Australia has also identified several ambiguities in IEC 60034-2-1. In our experience, ambiguities in<br />
standards make it very difficult for regulators to enforce those standards. Australia will need to<br />
carefully consider its policy decision for test method standards for motors to ensure that MEPS 2 for<br />
motors will be able to be successfully enforced here.<br />
Contact information: Australian contacts for motors:<br />
Hugh Falkner (presenting on behalf of Australia)<br />
Principal Consultant<br />
ATKINS Carbon Management & Renewables<br />
Chilbrook, Oasis Business Park, Eynsham,<br />
Oxford, Oxfordshire, OX29 4AH, England, UK<br />
Phone: 01865 882828 (Switchboard)<br />
Email: hugh.falkner@atkinsglobal.com<br />
- 26 -<br />
Melanie Slade<br />
Director, Lighting and Equipment Energy Efficiency Team<br />
Department of the Environment, Water, Heritage and the Arts<br />
Phone: +61 2 6274 1586<br />
Email: melanie.slade@environment.gov.au<br />
Sarah Hatch<br />
Senior Project Officer<br />
Lighting and Equipment Energy Efficiency Team<br />
Department of the Environment, Water, Heritage and the Arts<br />
Phone: +61 2 6274 1199<br />
Email: sarah.hatch@environment.gov.au<br />
Department of the Environment, Water Heritage and the<br />
Arts<br />
GPO Box 787, CANBERRA ACT 2601, Australia
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
China <strong>Motor</strong> Standards and Labels<br />
Zhang Xin<br />
CNIS China National Institute of Standardization<br />
Beijing, China<br />
1. Introduction of CNIS and major working field in energy conservation<br />
The main duties of CNIS are: Affiliated with the General Administration of Quality<br />
Supervision and Inspection and Quarantine of the People's Republic of China<br />
(AQSIQ), the China National Institute of Standardization (CNIS) is a non-profit<br />
national research body engaging in standardization research. The main<br />
responsibilities of CNIS are to conduct all-round, strategic, and comprehensive<br />
research of standardization during the development process of economy and society,<br />
to research and develop comprehensive fundamental standards, as well as to provide<br />
authoritative standards information services. CNIS is poised to provide all-round<br />
support in standardization for China's economic development and social progress, to<br />
support technical progress, industrial upgrading, and product quality improvement,<br />
and to provide scientific evidence for government policy-making on standardization.<br />
2. Update information on energy efficiency standards of electric motors<br />
and other motor-driven equipments such as fans and air<br />
compressors.<br />
We have made 36 energy efficiency standards for end-using products and 2 of them<br />
have been abolished and waiting for revision. We plan to cover more products<br />
reaching to 50 in the end of 11 th five-year plan into the system of mandatory energy<br />
efficiency standard system;<br />
We have also made 23 mandatory energy consumption standards and have also<br />
made a plan to extend the scope to around 50 in the end of 11 th five-year plan.<br />
3. Plan for Revision of <strong>Motor</strong> Standard<br />
Preliminary plan of revision of the existing motor standard GB 18613-2006 based on<br />
the new energy efficiency classes standard IEC 60034-30:20<strong>08</strong> and the new<br />
efficiency testing standard IEC 60034-2-1:2007.<br />
- 27 -
4. Label<br />
Review on the motor energy label work in China with focusing on the motor<br />
registration work from the effective date of 1 March 20<strong>08</strong>.<br />
China energy label for electric motors<br />
5. <strong>Motor</strong> System Standards<br />
It will also cover some information on relevant standards concerns on motor system<br />
such as the mandatory energy consumption (per unit of major products such as steel<br />
and cement) standards, system monitoring standard, economic operation standards<br />
and others.<br />
Contact information:<br />
ZHANG Xin, Senior Engineer/Director of International Cooperation<br />
Tel: +86-10-5881 1132<br />
Fax: +86-10-5881 1714<br />
Email: zhangxin@cnis.gov.cn<br />
Address: Room 1007, 4# Zhichun Road, Haidian District,<br />
Beijing. P.C: 100<strong>08</strong>8<br />
- 28 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Benchmark Study to Establish a Test Protocol<br />
for Determination of Efficiency for Variable Frequency Drives<br />
Pierre Angers, eng.<br />
Hydro-Québec, Canada<br />
Many industrial processes require precise and accurate control over system parameters such<br />
as flow, pressure, temperature, process speed, etc. The use of a Variable Frequency Drives<br />
(VFD) to match the motor driven equipment speed and torque to the requirements of the<br />
process load can result in large energy savings particularly in variable torque or centrifugal<br />
loads. It is estimated that 30% of industrial motor system energy is candidate for VFD application<br />
to control the speed and torque of a motor.<br />
A VFD can be set up many ways that can affect operating efficiency due to the infinite number<br />
of operating points between torque and speed. To date there is no widely accepted test<br />
protocol that allows for efficiency comparison between VFD manufacturers and applications.<br />
Very little data exist on VFD system efficiencies and there has been no consensus for a<br />
standard to characterize VFD system for efficiency at any given operating point.<br />
Recently acquired VFD system testing indicates a significant variation of 2% to 8% in VFD<br />
system efficiency between manufacturers and application, particularly at low loads and low<br />
speeds. The potential energy savings in Canada alone with a 2% efficiency improvement in<br />
VFD applications is estimated at over 1 TWh per year or 200 MW.<br />
This work is aimed to report a benchmark study of 3 VFD sizes from 5 different manufacturers<br />
and to establish a common test protocol for determination of efficiency for VFDs. This<br />
proposed test protocol would form the basis of a new standard, CSA C838: Variable Frequency<br />
Drives.<br />
Testing of different configurations of VFD-motor size of 10, 50 and 100 hp was performed.<br />
The use of VFD is dedicated to varying speed and load applications, especially for loads following<br />
the affinity law as centrifugal pumps and fans, called variable loads and constant load<br />
as conveyers. In case of variable loads, the electrical power varies inversely to the cube of<br />
the speed of rotation. Based on this relation best energy saving could be expected with this<br />
kind of load. In case of constant loads, the electrical power varies proportionally with the<br />
speed of rotation. VFD manufacturers rarely present efficiency data at different speed and<br />
torque other than nominal speed and torque (rated power).<br />
- 29 -
Author:<br />
Pierre Angers, eng.<br />
Researcher - Utilisation de l'énergie<br />
Laboratoire des Technologies de l'Énergie<br />
Institut de Recherche<br />
Hydro-Québec<br />
600 de la Montagne, C.P. 990<br />
Shawinigan, Qc<br />
G9N 7N5<br />
Tel: (819) 539-1400 ext: 1427<br />
Fax: (819) 539-1539<br />
e-mail: angers.pierre@lte.ireq.ca<br />
Logos and sponsors:<br />
- 30 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Brazilian Industrial Energy Efficiency Activities<br />
D. Sc. George Alves Soares<br />
National Energy Conservation Program – PROCEL<br />
Centrais Elétricas Brasileiras – Eletrobrás, Brazil<br />
- 31 -<br />
Eletrobrás<br />
The Brazilian electric energy consumption was about 377 TWh in 2007. The industrial<br />
sector consumption represents 45,88 % of this. Despite the weight of the intensive<br />
power industries in such overall consumption, the motor-driven systems are the<br />
greatest power waste villains in the other industrial segments, topping the 80% figure in<br />
the textile, paper and pulp industries.<br />
According to the last data from Energy and Mines Ministry, motor-driven systems<br />
consumes about 49% of the electric power consumed in the industrial sector, as shown<br />
in Figure 1.<br />
Distribution of <strong>Electric</strong> Power Consumption in the Industrial Sector by End User<br />
The National Energy Conservation Program – PROCEL was created in 1985 and since<br />
than it has carried out a lot of work to promote the technology .improvement and<br />
energy efficiency projects. In terms of industrial equipment improvement, the electric<br />
induction motor labeling process started in 1992 and the final market transformation for<br />
energy efficient motors will be get in December of 2009. To reduce the electric energy<br />
losses in the industrial sector in a more continuous and consistent manner, the<br />
specialists realized a need for structured Program for minimize losses in the motor<br />
driven-systems. Since 2003, PROCEL develops energy efficiency implementation
environment for specific electrical energy consumption sectors in national basis. One of<br />
them is PROCEL INDUSTRIA - Brazilian Energy Efficiency Industrial Program.<br />
PROCEL INDÚSTRIA, focused on motor-driven systems in medium and big industries.<br />
It was created and launched, taking account the several years of PROCEL’s<br />
experiences in training, energy efficiency projects implementation and our industry<br />
reality.<br />
One of issue to address is the engineering education. The knowledge of different<br />
engineering courses, such as electrical and mechanical, is necessary in order to<br />
elaborate a comprehensive energetic diagnosis focused on motor-driven systems;<br />
otherwise the recommendations are simply motors substitution, tariff analysis and<br />
power factor correction. The electrical engineers don’t learn about performances of<br />
pumps, compressor systems, fans, exhausters, conveyor belts etc in the Brazilian<br />
universities. On the other hand, the mechanical engineering students don’t understand<br />
about the electrical phenomenon. This problem started to be solved by the<br />
implementation of Optimization of Industrial <strong>Motor</strong>-Driven <strong>Systems</strong> Laboratories<br />
Network. It’s an innovation and a knowledge focal point where the synergy between the<br />
engineering courses is a powerful tool to attack the waste of energy in industry.<br />
The PROCEL INDUSTRIA Program aims to reduce the waste of electric energy in the<br />
industrial sector, to increase the industries competition, by reducing their costs with<br />
energy, and last but not least, to contribute to the preservation and cleanness of our<br />
environment.<br />
The following table shows some results of this Program by geographical regions,<br />
number of experts trained to give course in industries (multiplier), number of technical<br />
people of industries trained, number of involved industries, implemented optimization<br />
motor drive system laboratories and their associated scholarships for graduation’s,<br />
master’s an doctor’s degree courses.<br />
Region Multiplier Agent Industry Laborat. scholars.<br />
MW 35 395 74 3 27<br />
S 18 126 46 2 14<br />
SE 41 676 199 4 24<br />
N 29 299 166 2 19<br />
NE 43 882 210 3 18<br />
Total 166 2372 594 14 102<br />
This paper will show the Brazilian experience in two ways: the first will describe the<br />
process of industrial induction motors market transformation including the labeling,<br />
MEPS and the associated studies and actions. The second will deal with the results<br />
and the lessons learned in these five years of implementation of the PROCEL<br />
additionally it will present the on-going activities in other recent areas like energy<br />
management standards and voluntary agreement with energy intensive industries.<br />
- 32 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Overview of Energy Efficiency Policies for <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong><br />
Paolo Bertoldi, European Commission DG JRC, Institute for Energy, Ispra Italy<br />
<strong>Motor</strong> systems have been quoted in many independent studies to consume about 60% of total industrial<br />
electric consumption, this figure is valid both for developed and developing countries. Most of motor<br />
systems offer large energy saving opportunities (up to 60%) often associated with very short<br />
payback times. The reasons why these saving opportunities are not realised is explained by the well<br />
know barriers to energy efficiency. These barriers have been analysed in several studies, just to quote<br />
some of them: split incentives, principal agent, access to capital, imperfect information, and aversion<br />
to technical risk. All the above barriers are present in real life procurement, operation, and maintenance<br />
of motor systems. This is why governments have introduced many different policies and programmes<br />
to overcome these barriers and achieve energy savings.<br />
There is no single policy that can deliver the whole range of savings, as the motor systems in pump,<br />
ventilator, compressor, etc, are composed by different parts (electric gear, motor, transmission, mechanical<br />
devices, also pipes, ducts, and other ways to transport or handle fluids and goods). <strong>Motor</strong><br />
systems need to be optimised both at component level (e.g. efficient motor), and even more important<br />
at system level (where all the components have to match the system performance, e.g. in a pumping<br />
systems, static head and flow). In most of the motor systems the system operating conditions are not<br />
static but dynamic, requiring the systems to be optimised for different operating conditions. Operation<br />
also results in deterioration of some key components, further reducing the system efficiency (worn<br />
pump, clogged filters, and air-leakages in compress air distribution networks).<br />
Analysing the policies adopted in countries around the world, one of the first polices studied and<br />
adopted are minimum efficiency requirements (or minimum energy performance standards -<br />
MEPS) for one of the key motor system components, the motor itself. MEPS have been applied to<br />
standard motor for industrial applications, i.e. the 3-phase induction motors. Due to some leading<br />
countries having implemented MEPS for motors since the early 80's or 90's, gradually motor efficiency<br />
has improved over time. Now most of the OECD countries either have motor MEPS or are in the process<br />
of adopting it (e.g. the EU). Now motors tend to have higher efficiency, although there is still an<br />
efficiency gain to be made as shown by the US experience on top of a high-efficiency standard a new<br />
premium efficiency level has been introduced.<br />
<strong>Motor</strong> MEPS have been accompanied by information schemes to try to inform and persuade enduser<br />
to make the most "rational" choice, e.g. based on LCC or net present value. The information<br />
scheme range from simple labelling of motors such as the European EFF classification, to quality<br />
marks to highlight the most efficient motors such as the US NEMA Premium motor, and finally to more<br />
sophisticated information and selection tools such as the databases and software <strong>Motor</strong> Master in the<br />
US and EuroDEEM in the EU, or the more recent international effort IMSSA.<br />
Underpinning both these two policies are measurement and test methods, which should be reliable,<br />
reproducible, and should allow a fair comparison of the motor on the market. With the global market it<br />
is also important that the same measurement and test method is used around the world to allow different<br />
suppliers to offer their products in the different market, without having to test the motors against<br />
different and competing standards. This is also important for policy makers that can easily compare<br />
the stringency of MEPS and quality levels. Last important point for these two policies is correct enforcement<br />
to make sure that the rules (very often mandatory and introduced by legislation) are respected<br />
by all the market participants.<br />
In addition, the classification scheme and/or quality market could be associated with financial incentives<br />
for end users (and theoretically also for manufacturers), such as rebates on the purchase price or<br />
deduction from the taxable income, or accelerated depreciation of the motor. These financial incentives<br />
have proven to be very effective especially targeting a very high level of efficiency, and when the<br />
initial market share of these high efficiency models is very low. These incentives are still available in<br />
the UK, Italy (state incentives as tax subsidies), and in many US states as rebates as part of the utilities<br />
energy savings obligations (or EERS). White certificates recently introduced in Italy and France<br />
acts on end-users as rebates.<br />
- 33 -
In principle MEPS, classification, quality mark, and incentives could also be useful for motor system<br />
equipment such as pumps, fans, compressors. However due to the different type of applications, and<br />
different metric to assess performance, MEPS and labelling for pumps and fans are rather complicated.<br />
Under the EuP studies and legislative proposals have been developed for the labelling and<br />
classification of (water) pumps and funs.<br />
A special additional motor system components, the variable speed drives (aka frequency converter),<br />
is in many applications (mainly variable fluid flow or variable speed) a very important device to save<br />
large quantity of energy. Here rather than introducing MEPS and classification of VSDs, it is important<br />
to support the penetration of this equipment through financial incentives. Again utility rebates and fiscal<br />
incentives have been used, as well as white certificates. No jurisdiction has so far mandated the<br />
use of VSD for any application.<br />
As already indicated most of the savings are in the system optimisation, and for these there are a<br />
number of policies planned and adopted, and this is an area of increasing interest for policy makers.<br />
One of the first steps in analysing motor system is to run an audit. Audit could be a simple walk<br />
through to a more detailed investment graded audit. Audits are a first eye opener for end-user, especially<br />
if they give important recommendations on possible option to improve efficiency and save energy.<br />
Policies to promote audits include free or subsidised audits (e.g. France) or mandatory audits<br />
(e.g. Czech Republic). Some time audits are part of voluntary agreement between companies and the<br />
government (called also covenants or Long Terms Agreements), this is the case in Finland and the<br />
Netherlands.<br />
Audits however are not enough to assure that the potential energy saving measures are implemented,<br />
especially if there is no budget to invest in energy efficiency option, nor expertise, nor trust in the audit<br />
results. To this end a great role in the implementation of the measures identified by the audit could<br />
come from the Energy Saving Companies (or ESCOs). ESCOs take the risk associated with any<br />
energy efficiency project away from the final user, they could in effect provide a free audit, prepare a<br />
project to improve energy efficiency, invest in the energy efficiency measure and get repaid at a later<br />
stage from the energy savings, provide a guarantee of the energy savings, and finally operate the system<br />
under optimal conditions. ESCO are the ideal solution for companies not having the technical expertise,<br />
the time, or the financial resources to invest in energy efficiency. ESCOs still need in most<br />
countries policy support as it is a new industry and their offer and services is not yet understood and<br />
trusted by the final users. Recently a number of utilities and product suppliers have introduced an<br />
ESCO type offer to win new customers or to retain others.<br />
Energy management is a company decision to look at energy efficiency in a strategic manner as they<br />
do for the quality management. Energy management is based on the Plan-Do-Check-Act approach<br />
but includes assigning to energy efficiency a priority in the company, to appoint an energy efficiency<br />
manager, and finally adopting a number of companies policies such as to buy equipment based on<br />
LCC, to have regular monitoring of energy consumption, to have a budget for energy efficiency investments<br />
(energy efficiency can thus become a profit centre in the company). Often the maintenance<br />
engineer have not a strong voice in the company and a limited budget, which is separate from the operating<br />
budget, so any economic benefit they generate is not visible in the company. Energy management<br />
has been introduced in some European Member States (Sweden, Ireland, and Denmark)<br />
part of voluntary programmes, recently CEN set up a working group to write a European Energy Management<br />
Standard, which is now completed. Also ISO has recently started activities in this area.<br />
Information provision by public authorities is also aimed to raise awareness on the cost-effective energy<br />
savings in motor systems, and other benefits such as improved quality to reduced carbon emissions.<br />
Information provision could be targeted to specific industries or systems (e.g. motor system),<br />
and could include the provision of tools to improve efficiency as pump optimisation tools (e.g. in the<br />
US PSAT). Information could also include training of energy managers, demonstration, and benchmarking,<br />
whereby companies efficiency are compared. In Europe the <strong>Motor</strong> Challenge programme<br />
acts as major information programme to share best practice and provide a range of support tools to<br />
improve efficiency in motor systems. The <strong>Motor</strong> Challenge gives public recognition and award to companies<br />
(and their managers) which have implemented energy efficiency solutions in motor systems.<br />
Conclusions: all the above polices needs to be deployed if governments are serious in achieving energy<br />
savings in motor systems, which are among the most cost-effective energy and carbon savings.<br />
In addition sharing of policy best practices among policy makers and policy analysts is needed to prioritise<br />
policy deployment and identify the best policy combination for each sector and market.<br />
- 34 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Einführung zum <strong>Motor</strong> Summit’<strong>08</strong><br />
Conrad U. Brunner, Projektleiter Topmotors und Operating Agent <strong>4E</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> <strong>Annex</strong><br />
Gessnerallee 38a, CH 8001 Zürich, Tel: +41 (0)44 226 30 70<br />
cub@cub.ch, www.motorsystems.org and www.topmotors.ch<br />
Seit dem letzten <strong>Motor</strong> Summit vom 10./11. April 2007 in Zürich und seit EEMODS’07 vom 10.-13.<br />
Juni in Beijing China haben sich die globalen Aussichten in vieler Hinsicht stark verändert:<br />
Der steile Anstieg (und der rasche Abfall) des Ölpreises hat die Frage gestellt: “War das nun das Anzeichen<br />
des Peak Oil?”; der Crash der Finanzmärkte wird die Wirtschaft bremsen und Arbeitsplätze<br />
gefährden; und immer häufiger und stärker zeigen Hurrikane ihre Zerstörungsspur.<br />
In der Folge sind alle Energieressourcen teurer und volatiler, sie belasten die Wirtschaft stark in industrialisierten<br />
und noch stärker in sich entwickelnden Ländern. Die neue US Regierung wird der<br />
nächsten Kyoto-Konferenz COP14 am 1.-12. Dezember 20<strong>08</strong> in Poznàn Polen die Chance für eine<br />
entschiedenere Politik in Richtung einer konzertierten globalen Aktion für eine nachhaltige Umwelt<br />
eröffnen.<br />
Energieeffizienz ist der Schlüssel für diesen Aktionsplan. Etwa 300 Millionen elektrische <strong>Motor</strong>systeme<br />
in der Industrie, in Infrastrukturanlagen und in grossen Gebäuden brauchen heute 40% der globalen<br />
Elektrizitätserzeugung, was ungefähr Kosten von 700 Milliarden € und einer jährlichen Emission von<br />
4.3 Gt CO2 entspricht. Die Verbesserung der Energieeffizienz in Pumpen, Ventilatoren, Kompressoren<br />
und mechanischen Förderanlagen kann etwa 10% der globalen CO2 Emissionen vermindern.<br />
Durchbrüche:<br />
In den letzten zwei Jahren haben wir einige wichtige Durchbrüche auf verschiedenen Ebenen in der<br />
Welt der <strong>Motor</strong>ensysteme und in der Schweiz gesehen:<br />
1. Globale Projekte<br />
Nach zwei Jahren SEEEM (www.seeem.org) haben wir heute eine globale und permanente Plattform<br />
mit dem neuen <strong>IEA</strong> Implementing Agreement on Efficient <strong>Electric</strong>al End-Use Equipment <strong>4E</strong> <strong>Electric</strong><br />
<strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> <strong>Annex</strong> (www.motorsystems.org). Die Arbeit startet mit 7 teilnehmenden Ländern in 6<br />
Tasks.<br />
2. Harmonisierung von Standards<br />
Am 21. Oktober 20<strong>08</strong> wurde der neue Standard IEC 60034:30 Effizienzklassen veröffentlicht. Jetzt<br />
haben wir ein global harmonisiertes System, um Elektromotoren nach ihrer Energieeffizienz zu klassieren:<br />
IE3 Premium Effizienz als heute bestes marktgängiges Produkt.<br />
Old Europe Old USA New IEC<br />
Super Premium Efficiency IE4<br />
Premium Efficiency NEMA Premium IE3<br />
High Efficiency Eff1 EPAct IE2<br />
Standard Efficiency Eff2 IE1<br />
Below Standard Efficiency Eff3<br />
Jeder elektrische Induktionsmotor mit 0.75 bis 375 kW, mit 2-, 4- oder 6 Polen, der für den Dauerlauf<br />
geeignet ist, muss gemäss der neuen IEC 60034-2-1 mit einer Methode mit „geringer Unsicherheit“<br />
geprüft und dann einer Effizienzklasse (gemäss Tabelle oben und Bild unten) zugeordnet werden.<br />
Auf dem Typenschild muss er wie folgt markiert werden:<br />
IE3 94.5%<br />
- 35 -
Nominaler Wirkungsgrad (%)<br />
100<br />
95<br />
90<br />
85<br />
80<br />
75<br />
70<br />
IEC 60034-30:20<strong>08</strong><br />
Electrische <strong>Motor</strong>en Effizienzklassen (4 Pole 50 Hz)<br />
0,1 1 10 100 1000<br />
<strong>Motor</strong> output in log scale (kW)<br />
3. Gesetzliche Mindestanforderungen<br />
Die Einsicht, dass nur gesetzliche Mindestanforderungen den Markt in nützlicher Zeit zu effizienteren<br />
Geräten transformieren können, wurde in den USA, Kanada, Australien und New Zealand deutlich<br />
gezeigt. Jetzt werden gemäss der europäischen Ecodesign Richtlinie für Energie-verbrauchende Produkte<br />
(EuP) im Jahr 2009 Mindestanforderungen für <strong>Motor</strong>en, Pumpen und Ventilatoren erlassen<br />
(www.ecomotors.org). Wir werden von den Vertretern des BFE hören, was die Schweiz nach Abschluss<br />
der freiwilligen Vereinbarung mit den <strong>Motor</strong>enherstellern diesbezüglich plant.<br />
4. Effizientere Produkte und Systeme<br />
Premium Effizienz <strong>Motor</strong>en IE3 werden heute mit 60 Hz and 50 Hz, in Grössen von 0.75 kW bis 375<br />
kW angeboten. Nordamerikanische NEMA Rahmengrössen und 60 Hz haben diese Entwicklung<br />
schon vor fast 10 Jahren vorweg genommen, europäische Rahmengrössen (EN 50347) und 50 Hz<br />
machen dies etwas schwieriger, aber es ist möglich und wirtschaftlich, wie mehrere Anbieter schon<br />
zeigen. Zahlreiche Beispiele zeigen die Realisierbarkeit der oft grossen und wirtschaftlichen Effizienzpotenziale<br />
durch Optimierung der gesamten Systeme: Bessere Dimensionierung, effizientere <strong>Motor</strong>en<br />
und richtiger Einsatz von Frequenzumrichtern.<br />
5. Nationales <strong>Motor</strong>enprojekt Topmotors<br />
Inzwischen haben wir in der Schweiz Topmotors lanciert. Hier können wir industriellen Anwendern<br />
zeigen, wie sie elektrische Antriebe effizient betreiben können (www.topmotors.ch). Wir stellen Erfahrungen<br />
aus Pilotobjekten dar, zeigen wie ganze Industriebetriebe mit dem <strong>Motor</strong>-Check in einer<br />
Grobanalyse auf ihre Effizienzchancen hin beurteilt und mit einer Feinanalyse der Investitionsplan<br />
vorbereitet werden kann. Dazu haben wir die beiden elektronischen Hilfsmittel SOTEA (grobe Potenzialabschätzung)<br />
und ILI (die intelligente <strong>Motor</strong>enliste) vorbereitet. Wir bündeln die Erfahrungen der<br />
bisherigen Schweizer Projekte <strong>Motor</strong> Challenge und Druckluft.<br />
Was sind die nächsten Schritte?<br />
An diesen beiden Konferenztagen haben wir etwa 120 VertreterInnen von <strong>Motor</strong>enherstellern und -<br />
anwendern, Experten und Regierungsvertreter von 20 Länder aus der ganzen Welt zusammen nach<br />
Zürich gebracht, um ihr technisches und politisches Wissen über effizientere Antriebe zu vermitteln<br />
und zu teilen. Dieses Global <strong>Motor</strong> Network soll verstärkt und innerhalb <strong>IEA</strong>-<strong>4E</strong> erweitert werden und<br />
einen Beitrag dazu leisten, die grossen Energieeffizienzpotenziale in diesem Anwendungsbereich zu<br />
realisieren.<br />
Das SEEEM Projekt, das im Jahr 2006 diesen Plan zur globalen Harmonisierung gestartet hat, ist<br />
nunmehr Geschichte. <strong>IEA</strong>-<strong>4E</strong> <strong>Electric</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> wird diese Idee in einer nachhaltigeren Struktur<br />
weiterführen.<br />
Und: Wir treffen uns am 14.-17. September 2009 an der EEMODS’09 in Nantes in Frankreich, um<br />
diesen globalen Schwung für effizientere Antriebssysteme weiterzuführen.<br />
Dank<br />
Wir danken allen Supportern von SEEEM seit seinem Start 2006 und allen Vortragenden, Sponsoren<br />
und TeilnehmerInnen am Side Event und in der 2-tägigen MS’<strong>08</strong> Konferenz für ihren aktiven Beitrag.<br />
- 36 -<br />
IE3<br />
IE2<br />
IE1
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Referat Dr. Walter Steinmann<br />
Eidgenössisches Departement für<br />
Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK<br />
Bundesamt für Energie BFE<br />
Schweizerische Effizienzpolitik: Synchron mit Europa<br />
Kurzportrait Walter Steinmann<br />
Abstract<br />
Dr. Walter Steinmann ist seit 2001 Direktor des Bundesamtes für Energie<br />
(BFE). Nach seinem Volkswirtschaftsstudium promovierte er zum Dr. rer. soc.<br />
und übte verschiedene wissenschaftliche Tätigkeiten aus. Von 1981 bis 1994<br />
war er für die Wirtschaftsförderung des Kantons Basel-Landschaft und des<br />
Kantons Solothurn zuständig. Von 1994 bis 2001 arbeitete Walter Steinmann<br />
als Chef des Amtes für Wirtschaft und Arbeit des Kantons Solothurn. Er war<br />
bei der Lancierung unterschiedlicher Projekte zur Förderung des Wirtschafts-<br />
und Technologie-Standorts Schweiz aktiv und ausserdem Sekretär der<br />
Konferenz Kantonaler Volkswirtschaftsdirektoren (VDK).<br />
Im Energiesektor stehen wir vor grossen Herausforderungen: Durch das erwartete globale Wirtschaftswachstum<br />
wird auch der Energieverbrauch in den kommenden Jahren drastisch zunehmen,<br />
der Druck auf Energieressourcen wächst und die CO2-Emissionen vervielfachen sich. Diese weltweiten<br />
Entwicklungen bestätigen, dass es an der Zeit ist, zur Tat zu schreiten und Massnahmen zur Verminderung<br />
der Abhängigkeit von fossilen Energien zu ergreifen und den CO2-Ausstoss langfristig zu<br />
senken. Es ist für die Politik eine Herausforderung, sowohl die umweltgerechte Energieversorgung als<br />
auch die Versorgungssicherheit zu gewährleisten und dabei die Reduktion des Primärenergiebedarfs<br />
weiter zu verfolgen.<br />
Die Schweizer Regierung hat sich dieser Herausforderung gestellt und bereits 2007 die Neuausrichtung<br />
der Energiepolitik beschlossen. Diese beruht auf vier Säulen: 1. Steigerung der Energieeffizienz,<br />
2. Förderung der erneuerbaren Energien, 3. gezielter Aus- und Neubau von Grosskraftwerken und 4.<br />
Intensivierung der Energieaussenpolitik. Zur Konkretisierung dieser vier Säulen hat das Eidgenössische<br />
Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK unter anderem einen Aktionsplan<br />
zur Energieeffizienz erarbeitet, welcher im Februar 20<strong>08</strong> durch den Bundesrat verabschiedet<br />
wurde.<br />
Es zeigt sich heute, dass gerade im Effizienzbereich das bisher geltende Prinzip der Freiwilligkeit an<br />
seine Grenzen stösst und stärkere Instrumente nötig sind. Die im Aktionsplan zur Energieeffizienz<br />
festgelegten Ziele sollen durch einen pragmatischen Mix aus Anreizen, Fördermassnahmen,<br />
Verbrauchsvorschriften, Minimalstandards sowie Massnahmen im Bereich der Forschung und Ausbildung<br />
erreicht werden. Die Einsparpotenziale im Gebäude-, Fahrzeug- und Gerätebereich, in der Energiebereitstellung<br />
sowie in der Nutzung fossiler Energieträger sind enorm. Nun hat der Bundesrat<br />
zur Umsetzung eines Teils der im Aktionsplan zur Energieeffizienz enthaltenen Massnahmen unlängst<br />
ein Revisionspaket in die Vernehmlassung geschickt. Dieses umfasst eine Revision des Energiege-<br />
- 37 -
setzes zur Einführung eines nationalen Gebäudeenergieausweises und zur Stärkung der kantonalen<br />
Förderprogramme sowie eine Revision der Energieverordnung, die erstmals Verbrauchsvorschriften<br />
für Haushaltsgeräte und elektronische Geräte bringt sowie Mindestanforderungen für elektrische <strong>Motor</strong>en<br />
vorsieht. Elektrische <strong>Motor</strong>en in der Industrie, in Infrastrukturanlagen und grossen Gebäuden<br />
sind für 40% des elektrischen Energieverbrauchs verantwortlich. In diesem Bereich sind - synchron<br />
mit der neuen europäischen Ecodesign-Gesetzgebung über effiziente elektrische Geräte EuP - auch<br />
in der Schweiz in der geplanten Anpassung der Energieverordnung Effizienzvorschriften für <strong>Motor</strong>en<br />
vorgesehen. Den industriellen Anwendern von elektrischen Antrieben entstehen durch die neue Antriebstechnologie<br />
interessante Kosteneinsparungen.<br />
Mit diesen Revisionen sollen die Strom fressenden Billiggeräte nach einer Übergangsfrist von eins bis<br />
drei Jahren vom Markt verschwinden. Den Käuferinnen und Käufern von Elektrogeräten soll aber weiterhin<br />
ein breites Geräteangebot zur Verfügung stehen. Welche Geräte wirklich energieeffizient sind,<br />
können die Konsumentinnen und Konsumenten seit 2003 an der energieEtikette ablesen. Sie zeigt<br />
den Energieverbrauch und die Energieeffizienzklasse (A bis G) an. Bisher ist diese Etikette für Kühl-<br />
und Gefriergeräte, Waschmaschinen, Wäschetrockner, Geschirrspüler und Haushaltslampen obligatorisch.<br />
Der Aktionsplan Energieeffizienz geht davon aus, dass sich der Energieverbrauch von Gebäuden,<br />
Geräten und Fahrzeugen bei Einsatz der heute verfügbaren besten Technologien („best practice“) und<br />
der voraussehbaren technischen Weiterentwicklung in den nächsten zwei Jahrzehnten je nach Anwendungsbereich<br />
um 30 bis 70 Prozent verringern lässt. Eine Reduktion des Verbrauchs fossiler Energien<br />
um 20% zwischen 2010 und 2020 und die maximale Zunahme um 5% Elektrizitätsverbrauchs<br />
in der gleichen Zeitspanne werden angestrebt. Die energetischen Wirkungen dieser Massnahmen<br />
sind beträchtlich und sie bringen zudem volkswirtschaftliche Impulse insbesondere für neue Technologien,<br />
die Baubranche und innovative Klein- und Mittelbetriebe. Sie sichern so die Wertschöpfung im<br />
Inland, schaffen nachhaltige Arbeitsplätze in den Regionen und vermindern die Auslandabhängigkeit<br />
im Energiebereich markant. Allerdings bedarf es entsprechender Übergangsfristen, damit sich die<br />
Betriebe den neuen Rahmenbedingungen anpassen können.<br />
Die Energiepolitik wird immer mehr auch Bestandteil der schweizerischen Aussenpolitik, dies nicht<br />
zuletzt weil die Gewährleistung der Energieversorgung ins Zentrum des Interesses rückt. Die Verstärkung<br />
der Energieaussenpolitik soll die Teilnahme und Mitbestimmung in wichtigen internationalen<br />
Gremien, das Aushandeln von bilateralen oder multinationalen Verträgen etc, sichern. Die Schweiz<br />
orientiert sich zum Beispiel an den CO2-Reduktionszielen der EU. Diese will bis 2020 ihre Treibhausgase<br />
um mindestens 20 Prozent verringern. Aber auch in anderen Bereichen können die Schweiz und<br />
die EU gegenseitig profitieren. Bei der Einführung weiterer Effizienzklassen, gerade im Bereich <strong>Motor</strong>en<br />
oder elektrische Geräte, kann die Schweiz ihren Fahrplan mit Europa abstimmen. Um die Energieeffizienzziele<br />
zu erreichen, muss die Schweiz eine starke Präsenz auf dem internationalen Parkett<br />
zeigen.<br />
Die Politik kann nur die Weichen für den Weg in eine nachhaltige Energiezukunft stellen. Den Turnaround<br />
in der Klima- und Energiepolitik schafft der Staat jedoch nicht alleine. Es braucht dazu gut ausgebildete<br />
und motivierte Fachleute, zukunftsgerichtete und mutige Investoren und Firmen sowie Forscherinnen<br />
mit innovativen Ideen. Nicht zuletzt braucht es auch eine sensibilisierte Bevölkerung, welche<br />
ihre Möglichkeiten, einen Beitrag zu leisten, kennt und nutzt.<br />
- 38 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Die Industrie muss und will Strom sparen<br />
Anstösse zum Referat von Gabi Hildesheimer<br />
Co-Geschäftsleiterin öbu - Netzwerk für nachhaltiges Wirtschaften<br />
öbu • Uraniastrasse 20 • 8001 Zürich • info@oebu.ch<br />
Tel +41 44 364 37 38 • Fax +41 44 364 37 11 • www.oebu.ch<br />
Öbu ist das Netzwerk für Nachhaltiges Wirtschaften. Öbu-Unternehmen sind ehrgeizig in Sachen<br />
Energieeffizienz.<br />
Der Fokus auf Klimaschutz hat – nicht nur bei Unternehmen – Sparmassnahmen im Strombereich<br />
etwas aus dem Blickfeld gerückt. Die zunehmende Substitution fossiler Energieträger durch elektrische<br />
Energie lässt nun auch beim Strom eine Verknappung absehen. Zudem zeigt sich, dass auch in der<br />
Schweiz konsumierter Strom nicht CO2-neutral ist: Atomstrom verursacht nur gerade 5 Gramm CO2 pro<br />
Megajoule, Wasserkraft gar nur 3 Gramm, und doch ist der Schweizer Verbrauchermix mit 43 Gramm<br />
belastet. Grund dafür sind die Stromhandelsbilanzen.<br />
A propos Strom aus Atomkraftwerken: Diese produzieren wenig CO2, dafür jährlich über 200 Kubikmeter<br />
hochradioaktiven Abfall, für dessen Lagerung noch keine breit akzeptierte Lösung sichtbar ist.<br />
Möglichst viel aus dem produzierten Strom herausholen: Das ist das Gebot der Stunde!<br />
Einige Beispiele aus Unternehmen<br />
Firmen setzen ihre anspruchsvollen Ziele in Sachen Nachhaltigkeit auf unterschiedliche Weise um.<br />
Der Fokus auf Massnahmen zu Energie, und besonders auf Strom im Bereich der Produktion, zeigt<br />
aber neben den Chancen auch besonders die Risiken auf:<br />
- 39 -<br />
Wenn die Mobilität der Zukunft tatsächlich<br />
von Strom angetrieben wird – ob indirekt<br />
oder direkt –, erhöht sich die Nachfrage<br />
markant. Der Druck für eine effiziente<br />
Nutzung steigt. Und der Preis wohl auch!
• In Zeiten stark steigender Strompreise sind Massnahmen rentabel, welche vor einigen Jahren aus<br />
betriebswirtschaftlichen Gründen nicht umsetzbar waren. Die Kostenentwicklungen in der Zukunft<br />
verstärken diesen Trend.<br />
• Viele Prozesse, die von Strom getrieben werden, sind von den Unternehmen selber schlecht<br />
beeinflussbar: Sie sind in Produktionsanlagen „versteckt“, welche als Ganzes eingekauft werden.<br />
Der Einfluss auf die Anlagenbauer ist in der Regel sehr beschränkt.<br />
• Infrastrukturelemente wie z.B. Kühl-, Druckluft- oder Dampfkreisläufe, die von Pumpen getrieben<br />
werden, sind oft überdimensioniert. Zu dünne Röhren und eine ungünstige Geometrie brauchen<br />
viel Energie. Der Ersatz dieser Systeme ist schwierig. Grosse Chancen bietet ein Neubau.<br />
• Nur dank der Optimierung von Betriebsabläufen und tiefgreifende Änderungen sind erstaunliche<br />
Potenziale realisierbar.<br />
• In den Bereichen Büro- und Gebäudeökologie bringen einfache Massnahmen schöne Spareffekte.<br />
Trotz den diversen Einschränkungen und Hindernissen schaffen es Unternehmen, ganz erstaunliche<br />
Erfolge zu erzielen – Beispiele werden präsentiert.<br />
Das System der kleinen Schritte …<br />
Energiesparen und besonders auch Stromsparen wäre einfach: Es müssten „nur“ die rentablen Massnahmen<br />
umgesetzt werden, die low hanging fruits gepflückt werden, und schon würde der Verbrauch<br />
um rund einen Viertel sinken. Information und Kommunikation sind in diesem Bereich zentral.<br />
… und der Innovations-Quantensprünge<br />
Embodiment und Cheap Design sind Stichworte zur Erforschung ganz von neuen Technologien, die<br />
mit einem Bruchteil der Energie konventioneller Systeme auskommen.<br />
Honda’s Asimo (oben links) und der<br />
Cornell Biped (oben Mitte)<br />
Kluge UnternehmerInnen schützen sich vor den Risiken unkontrollierbarer Kosten –<br />
mit kleinen, stetigen Schritten und mit grossen, überraschenden Innovationen.<br />
Quellen:<br />
Large, Human Biomechanics and Control Lab, University of Michigan<br />
Artificial Intelligence Laboratory, Department of Informatics, University of Zurich<br />
Primärenergiefaktoren von Energiesystemen, ESU-services 20<strong>08</strong><br />
Öbu, das Netzwerk für nachhaltiges Wirtschaften in der Schweiz, ist Think-Tank für Umwelt-, Sozial-<br />
und Managementthemen. Sie realisiert unternehmensspezifische und wirtschaftspolitische Projekte<br />
und fördert den Erfahrungsaustausch zwischen den Mitgliedern. Öbu stellt Verbindungen her zwischen<br />
Unternehmen, Verwaltungen, Politik, NGO’s, Medien und der Öffentlichkeit.<br />
-<br />
- 40 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Das EU-Projekt Energy+ Pumps<br />
Technologieorientierte Nachfragebündelung für hocheffiziente Umwälzpumpen.<br />
Dr. Claus Barthel Wuppertal Institut,<br />
Durch den Einsatz von hocheffizienten Pumpen in<br />
Heizsystemen kann der jährliche Stromverbrauch<br />
von Umwälzpumpen um mehr als 60% gesenkt<br />
werden.<br />
Möglich macht dies eine ursprünglich in der Schweiz<br />
entwickelte Innovation. So wurde in den neunziger<br />
Jahren im Forschungsprogramm Elektrizität des BfE in<br />
Zusammenarbeit mit einem Hersteller ein Prototyp<br />
einer hocheffizienten Umwälzpumpe entwickelt.<br />
Wesentliche Änderungen zu den bisherigen Pumpen<br />
bestanden in der Optimierung von Stator und Laufrad<br />
in Verbindung mit der Verwendung eines elektronisch<br />
kommutierten Permanentmagnetmotors. Dieser<br />
Pumpentyp, der lange Zeit nur von einem einzigen<br />
Hersteller angeboten wurde erreichte jedoch keinen sehr großen Marktanteil.<br />
Etwa 2 bis 3 % des gesamten Stromverbrauchs der EU benötigen Umwälzpumpen<br />
in Ein- und Zweifamilienhäusern.<br />
Wenn daher diese neue Pumpentechnologie zum Standard wird, können mehr als<br />
1% des derzeitigen gesamten EU-Stromverbrauchs eingespart werden. Darüber<br />
hinaus profitieren die Nutzer über die Lebensdauer der Umwälzpumpe mit Kosteneinsparungen<br />
von durchschnittlich 750,- Euro.<br />
Diese Überlegungen bewog die Europäischen Kommission, das Projekt „Energy+<br />
Pumps“ zu fördern, das von zehn Partnern in neun Ländern durchgeführt wird und<br />
die Durchdringung des Marktes für Heizsysteme mit neuen hocheffizienten<br />
Pumpen anstrebt. Ziel ist es , die Pumpen- und Heizgerätehersteller zu animieren,<br />
weitere hocheffiziente Pumpen bzw. Heizgeräte mit integrierten hocheffizienten<br />
Pumpen auf den Markt zu bringen und so eine Massenproduktion auszulösen, die<br />
letztendlich auch den Stückpreis der Pumpen senkt.<br />
Zur Erreichung dieses Ziels führt das Projekt Energy+ folgende Schritte durch:<br />
• Die Erstellung und Verbreitung von Energy+ Listen von Pumpen, von Käufergruppen<br />
und Unterstützerorganisationen.<br />
Derzeit präsentieren die Listen 24 Umwälzpumpen in drei Kategorien, 40 institutionelle<br />
Käufer und 25 Unterstützerorganisationen, die durch ihre Öffentlichkeitsarbeit<br />
als Multiplikatoren für das Projekt fungieren.<br />
• Die Entwicklung und Verbreitung von Informations-, Verkaufs- und Schulungsmaterialien<br />
und Auslegungssoftware für Installateure sowie die Zusammenarbeit<br />
mit den Handwerks- und Herstellerverbänden für den Einsatz dieser<br />
Materialien<br />
- 41 -
• Europaweite Öffentlichkeitsarbeit durch die mehrsprachige Energy+ Internetseite,<br />
durch regelmäßige Newsletter, Medienarbeit und Messeauftritte.<br />
So war das Projekt auf den führenden europäischen internationalen Heizungs-<br />
und Sanitärmessen ISH in Frankfurt im Frühjahr 2007 und auf der Mostra Convegno<br />
im Frühjahr 20<strong>08</strong> mit jeweils einem eigenen Stand vertreten. Dort informierten<br />
Projektmitarbeiter über hocheffiziente Umwälzpumpen und präsentierten<br />
die Gewinner des Energy+ Wettbewerbs.<br />
• Durchführung eines Wettbewerbs sowohl für die effizientesten Umwälzpumpen<br />
und Heizkessel mit dem geringsten Stromverbrauch als auch für die erfolgreichsten<br />
Marketingkampagnen zur<br />
Unterstützung dieser Produkte.<br />
Als zusätzlichen Anreiz für Hersteller<br />
und Unterstützer hat das Projekt<br />
einen Wettbewerb durchgeführt.<br />
Eine hochrangige Jury ermittelte die<br />
Preisträger und übergab die Energy+<br />
Awards in einer öffentlichen<br />
Feierstunde auf der Mostra<br />
Convegno Messe in Mailand.<br />
Weitere Information finden Sie auch auf der Internetseite www.energypluspumps.eu.<br />
Kontakt: Dr. Claus Barthel<br />
Wuppertal Institut, Döppersberg 19, 42103 Wuppertal, Deutschland,<br />
Tel. +49-202-2492-166<br />
Email: claus.barthel@wupperinst.org<br />
Das Projekt Energy+ Pumps wird im Rahmen des Intelligent-Energy-Europe Programms der<br />
Europäischen Kommission durchgeführt. Energy+ Pumps Projektpartner sind: Deutschland –<br />
Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie (Projekt Koordinator und zentraler Kontakt), –Deutsche<br />
Energie-Agentur GmbH (dena), Österreich – A.E.A., Austrian Energy Agency; Italien – eERG,<br />
Politecnico di Milano, Belgien – VITO, Flemish Institute for Technical Research, Griechenland –<br />
CRES, Centre for Renewable Energy, Spanien – ESCAN S.A., Tschechische Republik – SEVEn,<br />
Energy Efficiency Center; Finnland – MOTIVA, Energy Information Centre for Energy Efficiency and<br />
Renewable Energy Sources, Frankreich – ADEME, French Agency for the Environment and Energy<br />
Management, Schweiz – Arena. Weitere finanzielle Förderung: Deutsches Bundesministerium für<br />
Wirtschaft und Technologie (BMWI), Ministerium für Wirtschaft, Mittelstand und Energie des Landes<br />
Nordrhein-Westfalen (MWME), Österreichisches Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft,<br />
Umwelt- und Wasserwirtschaft (BMLFUW), Comunidad de Madrid und Ministry of Trade and Industry<br />
in Finland.<br />
- 42 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Industrieprogramm in Österreich<br />
Konstantin Kulterer, Österreichische Energieagentur<br />
Die Österreichischen Energieagentur betreut das Programm klima:aktiv energieeffiziente<br />
betriebe, das Klimaschutzprogramm des Lebensministeriums. Dieses richtet sich mit seinen<br />
Angeboten an alle produzierenden Industrie- und Gewerbebetriebe im gesamten Bundesgebiet.<br />
Zielgruppenorientierte Information und gezielte Beratung bilden dabei die Grundlagen<br />
und sollen auf breiter Ebene ein Bewusstsein über Möglichkeiten zur Energieeinsparung im<br />
eigenen Betrieb schaffen. Dazu werden in der Programmumsetzung folgende zwei Schwerpunkte<br />
gesetzt:<br />
Marketingaktivitäten<br />
Betriebe werden durch Marketing- und PR-Aktivitäten wie Folder, Newsletter, Best Practice<br />
Beispiele und Veranstaltungen direkt über Möglichkeiten zur Verbesserung der Energieeffizienz<br />
und über konkrete Angebote des energieeffiziente betriebe Programms informiert. Beispiele<br />
für Aktivitäten sind neben der website www.eebetriebe.klimaaktiv.at:<br />
Auszeichnungsveranstaltung<br />
Durch die Organisation der ersten klima:aktiv Auszeichnungsveranstaltung für Betriebe mit<br />
erfolgreich umgesetzten Effizienzmaßnahmen konnte im Jahr 20<strong>08</strong> der direkte Kontakt zu<br />
Betrieben deutlich erhöht und eine Einsparung von etwa 65 GWh Strom und Wärme nachgewiesen<br />
werden.<br />
Zielvereinbarung<br />
Mit Unterzeichnung der Zielvereinbarung verpflichtet sich das Unternehmen wirtschaftliche<br />
Maßnahmen zur Erhöhung der Energieeffizienz kontinuierlich umzusetzen. Sie können dafür<br />
das klima:aktiv Logo nutzen und an der Auszeichnungsveranstaltung teilnehmen.<br />
Benchmarking<br />
Im Jahr 20<strong>08</strong> wurde ein „Benchmarking simple“ Tool online gestellt, mit dem bereits 14<br />
Branchen mit insgesamt 31 Subkategorien einen Online-Vergleich des spezifischen Energieverbrauchs<br />
mit dem Branchendurchschnitt durchführen können. Das Benchmarking-Tool ist<br />
auf der Website www.energymanagement.at zugänglich. Diese Website enthält auch ein E-<br />
Learningsystem zur Schritt-für-Schritt Implementierung von Energiemanagement.<br />
Umsetzungsorientierte Beratung<br />
Seit 2006 wurde eine Reihe von so genannten Protools entwickelt, die Energieberatern als<br />
Werkzeug zur Analyse von Betrieben dienen. Diese reichen von einem umfassenden, ersten<br />
Energiecheck zum Erkennen von Einsparpotenzialen mit einer Vielzahl von Technologiebeschreibungen,<br />
bis zu weitergehenden Beratungsinstrumenten für Technologieschwerpunkte<br />
wie z.B. Druckluft und thermische Energieversorgung. Tools zur Implementierung von Energiemanagement<br />
runden dieses Angebot ab.<br />
Mit den entwickelten Beratungsinstrumenten kann ein Berater<br />
� die Effizienzpotenziale des Produktionsbetriebes abschätzen. Dazu dient ein Excel<br />
basiertes Erstcheck-Tool zur Abschätzung des Energieverbrauchs für alle Verbraucher<br />
und eine Beurteilung des Einsparpotenzials pro Technologie. Außerdem enthält<br />
es technische Infoblätter zu allen relevanten Bereichen mit Hinweisen zu Einsparmaßnahmen.<br />
20<strong>08</strong> wurde außerdem ein Energie-Check Simpel mit den<br />
- 43 -
� jeweils 10-20 wichtigsten Fragen zu allen relevanten Bereichen (von EDV, Beleuchtung<br />
über alle <strong>Motor</strong>systeme bis zur Dampferzeugung) erstellt.<br />
� geeignete Maßnahmen zur Verbesserung der Effizienz empfehlen (technologiespezifische<br />
Leitfäden für Druckluft, Prozesswärme, ab 2009 Pumpen und Ventilatoren)<br />
� einen standardisierten Beratungsbericht inklusive Aktionsplan verfassen und dem Betrieb<br />
die Möglichkeit zur Zielvereinbarung mit dem eeb Programm geben (Projektpartner-Logonutzung<br />
und Auszeichnung),<br />
� Maßnahmen zur Implementierung von Energiemanagement initiieren (EM-Handbuch)<br />
und<br />
� auf Best Practice Beispiele und Benchmarks zurückgreifen.<br />
Die Tools wurden in speziellen Workshops den Energieberatern der Bundesländer übermittelt<br />
und für ihre Beratungstätigkeit zur Verfügung gestellt.<br />
Konzept Topmaßnahmen für <strong>Motor</strong>systeme<br />
Für erfolgreiche Beratungstätigkeit ist eine rasche, strukturierte Erhebung der wichtigsten<br />
Kennzahlen wesentlich. Es können dabei unmöglich sämtliche Details einzelner Systeme<br />
aufgenommen werden. Daher wurde ein Leitfaden zur raschen Bewertung der Top-7 Einsparmaßnahmen<br />
im Bereich Druckluft entwickelt, ab 2009 werden auch jene für Pumpenund<br />
Ventilatorsysteme erhältlich sein. 20<strong>08</strong> wurden 30 Berater in einer eintägigen Schulung<br />
gemeinsam mit Druckluftexperten mit dem Druckluftleitfaden vertraut gemacht. Sie erstellten<br />
ein Fallbeispiel auf Basis eines standardisierten Berichts bei einem Ihrer Kunden. Ab 2009<br />
sollen diese Detailberatungen für Pumpen- und Ventilatorsysteme ausgeweitet werden.<br />
Standardisiertes thermisches Energieaudit<br />
Im EU-Projekt EINSTEIN konnte erstmals ein thermisches Energieaudit entwickelt werden,<br />
das den gesamten Auditprozess vom standardisierten Erhebungsformular bis zum Beratungsbericht<br />
vollständig mit Softwareunterstützung begleitet. Das Ziel liegt in der optimierten<br />
Wärmebereitstellung unter Integration von erneuerbaren Energieträgern. Zu sämtlichen<br />
Technologien wurden Dimensionierungshilfen eingebaut und eine wirtschaftliche Abschätzung<br />
der Maßnahmen ermöglicht.<br />
Unterstützung durch Marktpartner<br />
Fachliche und Markt-Unterstützung holt sich das klima:aktiv Programm energieeffiziente Betriebe<br />
durch kompetente Wirtschaftspartner aller wichtigen Bereiche. In gemeinsamen<br />
Marktaktivitäten (Schulungen, Präsentationen, Presseaussendungen, Direkt - Mailings, usw.)<br />
werden die Synergien zwischen den Produkten der Partnerfirmen und dem Effizienzprogramm<br />
ausgenützt. Beispiele für Partner sind Druckluftfachfirmen, Prozessoptimierer, Frequenzumrichter-Hersteller<br />
usw.<br />
Weitere wichtige Partner der Österreichischen Energieagentur<br />
Die Österreichische Energieagentur beteiligt sich im Auftrag des BMVIT am <strong>Motor</strong> <strong>Annex</strong> des<br />
Implementing Agreements 4 E (Energy Efficient End Use Equipment) der Internationalen<br />
Energieagentur. Hier soll gemeinsam mit anderen Ländern weltweit nach neuen Technologien,<br />
Standards, Messmethoden und Planungshilfen im Bereich effizienter <strong>Motor</strong>systeme<br />
geforscht werden.<br />
Das Wirtschaftsministerium (BMWA) ist ein verlässlicher Partner bei der Identifizierung relevanter<br />
Akteure in Österreich, bei Veranstaltungen zum Thema <strong>Motor</strong>effizienz und bei der<br />
genauen Analyse von Marktdaten zum Einsatz effizienter <strong>Motor</strong>systeme in Österreich.<br />
Informationen unter: www.eebetriebe.klimaaktiv.at, Email an: eebetriebe@klimaaktiv.at<br />
- 44 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Initiative EnergieEffizienz:<br />
Effiziente Stromnutzung in Industrie und<br />
Gewerbe.<br />
Dr. Martin Streibel,<br />
Deutsche Energie-Agentur GmbH (dena), Initiative EnergieEffizienz, Effiziente Stromnutzung<br />
in Industrie und Gewerbe.<br />
Energiekosten sind für viele Unternehmen zu einer entscheidenden betriebswirtschaftlichen<br />
Größe geworden. Ein Großteil des Energieverbrauchs im produzierenden Gewerbe<br />
geht zulasten elektrisch angetriebener Systeme. Schlüsselt man den industriellen<br />
Stromverbrauch auf, zeigt sich, für welche dieser Technologien derzeit am meisten<br />
Strom eingesetzt wird: Pumpen 30 Prozent, Kältekompressoren 14 Prozent, Ventilatoren<br />
14 Prozent, Druckluft 10 Prozent und sonstige Anwendungen 32 Prozent. Die energetische<br />
Optimierung dieser Systeme ist eine effektive, aber in den Unternehmen<br />
bislang zu wenig beachtete Möglichkeit, um die Energiekosten zu reduzieren.<br />
Die Initiative EnergieEffizienz der Deutschen Energie-Agentur GmbH (dena) hat das<br />
Ziel, einen Beitrag zur Steigerung der Energieeffizienz und damit zur Reduktion der<br />
Energiekosten in industriellen und gewerblichen Betrieben in Deutschland zu leisten.<br />
Hierfür werden Stromanwender, Fachzielgruppen sowie Entscheidungsträger in Politik<br />
und Gesellschaft über die Potenziale und Möglichkeiten von Energieeffizienzsteigerungen<br />
informiert und zur Durchführung von Energieeffizienzmaßnahmen motiviert. Die<br />
Initiative EnergieEffizienz wird von der dena gemeinsam mit den Unternehmen EnBW,<br />
E.ON, RWE und Vattenfall Europe getragen, sowie vom Bundesministerium für Wirtschaft<br />
und Technologie gefördert.<br />
Die vielfältigen Angebote und Aktivitäten der Initiative EnergieEffizienz richten sich an<br />
Industrie- und Gewerbeunternehmen aller Branchen, insbesondere kleine und mittlere<br />
Unternehmen (KMU) und fördern einen wirtschaftlichen Umgang mit Energie. Dabei<br />
stellt die Initiative EnergieEffizienz insbesondere die energetische Systemoptimierung<br />
beim Einsatz Querschnittstechnologien in den Vordergrund, da deren branchenübergreifende<br />
Anwendung einen besonderen Hebel zur Erschließung der Energiesparpotenziale<br />
im produzierenden Gewerbe darstellt.<br />
So hat beispielsweise die Kampagne „Energieeffiziente Systeme in Industrie und Gewerbe“<br />
von 2005 bis 20<strong>08</strong> Unternehmen bei der Steigerung der Energieeffizienz von<br />
Pumpen- und Antriebssystemen unterstützt: Kostenlose Energieberatungen der Kam-<br />
- 45 -
pagne konnten bei verschiedenen Unternehmen Einsparpotenziale von über 100.000<br />
Euro pro Jahr aufzeigen. Im Durchschnitt konnten die Unternehmen die Stromkosten<br />
für ihre Pumpen um zirka 30 Prozent senken.<br />
Zu den Informationsangeboten zählen unter anderem Informationsmaterialien in verschiedenen<br />
Detaillierungsgraden, praxisnahe Internettools und zielgruppenspezifische<br />
Veranstaltungen. Dabei steht stets der Lebenszykluskostenansatz im Mittelpunkt. Er<br />
berücksichtigt bei der Rentabilitätsberechnung einer Neuinvestition nicht nur die einmaligen<br />
Kosten für den Erwerb der Anlage, sondern auch die Kosten, die über die Laufzeit<br />
der Anlage entstehen. Auch relevante Förder- und Finanzierungsprogramme zur Umsetzung<br />
von Energieeffizienzsteigerung im Unternehmen werden vorgestellt. Hier kooperiert<br />
die dena beispielsweise mit dem Sonderfonds „Energieeffizienz in KMU“ der<br />
KfW.<br />
Der Sonderfonds „Energieeffizienz in KMU“ bietet kleinen und mittleren Unternehmen<br />
finanzielle Unterstützung sowohl bei der Finanzierung von Energieberatungen durch<br />
externe Berater (Initial- und Detailberatung), als auch bei Investitionen zur Umsetzung<br />
von Energieeffizienzmaßnahmen.<br />
Besonderen Wert legt die dena auf die Präsentation erfolgreicher Energieeffizienzprojekte<br />
aus Unternehmen, die zum Nachahmen anregen. In diesem Kontext verleiht sie<br />
jährlich den „Energy Efficiency Award“ an innovative Unternehmen für herausragende<br />
Energieeffizienzmaßnahmen. Alle Angebote für Industrie und Gewerbe werden auf der<br />
Informationsplattform www.industrie-energieeffizienz.de bereitgestellt.<br />
- 46 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Better Pumps –<br />
Energy savings potentials with high efficiency pumping<br />
Dipl.- Phys. Markus Teepe<br />
WILO SE - Nortkirchenstrasse 100 - 44263 Dortmund - Germany, markus.teepe@wilo.de<br />
Introduction<br />
Approximately 40% of primary energy use in Europe accounts for private and commercial buildings<br />
[TREN] . Up to 80% of this is used for heating and air conditioning. Knowledge, awareness and/or<br />
habits of the majority of the people living or working in these buildings prevent to access most of today's<br />
possible energy saving potentials in this sector.<br />
With introduction of several energy saving household appliances people simply can 'buy efficiency' in<br />
a product. With permanent magnet motor driven heating circulators in 2001 a milestone for energy<br />
savings in heat distribution of buildings had been reached. In the following years several developments<br />
with optimized hydraulic performance were introduced covering step by step the complete<br />
range of standard heating circulators in private and small commercial buildings and saving electric<br />
energy buy simply applying the product.<br />
In 2004 under the roof of Europump, the Association of European Pump Manufacturers, a voluntary<br />
agreement for energy efficiency class labelling has been started by several companies participating in<br />
the stand alone circulator market. In the following years the list of participants grew to 12 European<br />
companies.<br />
Europump publishes yearly sales figure shares of the different A to G classes in the European market<br />
(see figure 1).<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
A B C D E F G<br />
2006 5 40,2 35,4 17,7 1,3 0,3 0,1<br />
2005 2,6 17 39,8 40,2 0,8 0,1 0<br />
2004 1,6 3,3 41,3 52,8 0,8 0,2 0<br />
(Figure 1: Annual sales of energy class labelled circulators [%])<br />
In only two years the annual sales of B and A class circulators strongly raised. Approximately 6,5 Mio<br />
Stand Alone Circulators are sold every year. It is expected that about 65 Mio Stand Alone Circulators<br />
are installed in Europe of which, due to the long life time of heating circulators, 6.5% have been exchanged<br />
or newly installed as class B or A up to the year 2006. Figures for 2007 are not available yet<br />
but are expected to be higher moving to A Class labelled products as a trend. This development will<br />
even be accelerated by legislative measures resulting from the ongoing initiative for the Energy using<br />
products directive 2005/32/EC.<br />
Energy saving potential of high efficiency heating circulators<br />
An independent test institutes in Germany [StiWa] calculated the reduction of electric energy consumption<br />
in average private houses by using a high efficiency heating circulator down to a tenth of the usual<br />
consumption when a standard heating circulator is applied to the system (see figure 2).<br />
All in all studies show that the potential of electric energy saving is 17.9 TWh [AEA] per year after changing<br />
the installed stock of stand alone circulators completely to Class A all over Europe.<br />
- 47 -
The next step in high efficiency pumping will be<br />
bigger pump units ('dry runners') with high efficiency<br />
permanent magnet motors in the range up<br />
to ~7 kW [MOT] which will be applied to big commercial<br />
and public buildings for heating and air<br />
conditioning.<br />
(Figure 2: energy consumption of diff. appliances<br />
in private households)<br />
Decentralised Heating Circulators – a system based approach<br />
A newly approach for not only saving electricity but also primary heating energy will be commercially<br />
launched in Germany march 2009. It is the idea of small pumps overtaking the function and replacing<br />
thermostatic valves directly installed to the radiator and hence sold as a product (set) but changing the<br />
complete system of heating in buildings.<br />
Central Pump<br />
°C<br />
Decentralised Pump<br />
°C<br />
0<br />
Supplyheating<br />
Demandheating<br />
Thermostatic Valve Decentralised Pump<br />
(Thermostatic Valve Control)<br />
(Dec. Pump Control)<br />
Control<br />
System<br />
(Figure 3: centralised and decentralised pumping and its energy saving potential)<br />
- 48 -<br />
end-use energy [%]<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
Energy saving potential<br />
Energy Savings achievable through a decentralised pump system for heating mainly results from a<br />
precise room temperature control, the room wise intermittent operation, the demand-controlled supply<br />
temperature and the automatic hydraulic balancing [VDI] . A high heating comfort helps to keep user influence<br />
as small as needed. It has been shown in several studies that an end-use energy savings<br />
potential of 20% is achievable [HLH] and has been realised in standard test houses also. An even higher<br />
saving potential in percent is expected to be realised in modern low energy houses.<br />
Conclusions<br />
Despite from insulation of the house its heating (and air conditioning) system installed is a good resource<br />
for energy savings itself. Heating installations equipped with high efficiency stand alone circulators<br />
completely in Europe leads to electric energy savings of 17.9TWh. Changing such heating installations<br />
to systems with decentralised controlled pumps an even higher overall primary energy savings<br />
of 20% is achievable.<br />
Literature and References<br />
[TREN] - "Energy use in buildings"; ManagEnergy Sectoral Information Kits; European Communities, 2007<br />
[StiWa] - "Sparen beim Pumpen"; test 9/2007 p76-79; Stiftung Warentest; 10785 Berlin; Germany<br />
[AEA] -"Lot 11- Water Pumps (in commercial buildings, drinking water pumping, food industry, agriculture)"; Report to<br />
European Commission; Issue Number 5; February 20<strong>08</strong>; United Kingdom<br />
[VDI] - "Das Dezentrale Pumpensystem" VDI-Jahrbuch; 20. Jahrgang, August 20<strong>08</strong>; Verein Deutscher Ingenieure; VDI-<br />
Gesellschaft Bautechnik (VDI-Bau); ISBN 978-3-18-40 1660-9; Germany<br />
[HLH] - "Visionen werden wahr: Von der Angebots- zur Bedarfsheizung"; HLH Bd. 58; Sonderdruck aus Ausgabe<br />
9/2007; Springer VDI-Verlag; Germany<br />
[MOT] - " Wirtschaftlichkeit, Anwendungen und Grenzen von effizienten Permanent-Magnet <strong>Motor</strong>en - Schlussbericht";<br />
Bundesamt für Energie BFE - Forschungsprogramm Elektrizität; www.energieforschung.ch; 30. Juni 2006; Switzerland<br />
-20%
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong><br />
_________________________________________________________________________________________<br />
Uwe Sigloch, ebm-papst, Bretzfeld Deutschland<br />
Energieeffiziente Ventilatoren – Eigenschaften und Anwendungen<br />
Energieeffizienz ist wichtiger denn je. Kann doch durch den Einsatz effizienter Produkte, ohne unsere Ansprüche hinsichtlich Komfort<br />
und Wohlbefinden zurückzunehmen, ein deutlicher Beitrag zur Senkung der CO2 Emissionen erreicht werden. Gemäß einer Studie<br />
des Fraunhofer Instituts kann bis 2020, entsprechende Maßnahmen vorausgesetzt, bei Ventilatoren in Nicht-Wohngebäuden über<br />
50TWh/a eingespart werden. Dies ist unter anderem Dank innovativerTechnologien im Ventilatorenbau möglich.<br />
Im allgemeinen Sprachgebrauch sind Ventilatoren lediglich die Einheiten, welche direkt mit dem Transport der Luft zu tun haben. Bei<br />
ebm-papst bestehen Ventilatoren aus mindestens AC* <strong>Motor</strong> plus Strömungsmaschine, in der Idealkonfiguration aber aus EC** <strong>Motor</strong><br />
plus Strömungsmaschine plus Steuerelektronik. (Bild 1)<br />
Eingangsleistung P1 Luftleistung p*V<br />
ηElectronik<br />
η<strong>Motor</strong><br />
ηgesamt<br />
Bild 1: Gesamtwirkungsgrad einer Strömungsmaschine mit EC <strong>Motor</strong><br />
Ziel ist es die Ventilatoreinheit so zu optimieren, dass alle Funktionseinheiten den bestmöglichen Einzelwirkungsgrad aufweisen. Das<br />
Produkt aus den Einzelwirkungsgraden ergibt den Gesamtwirkungsgrad und ist dann als Ganzes ideal wenn die Einzelkomponenten<br />
auch aufeinander abgestimmt sind.<br />
EC <strong>Motor</strong>technik<br />
Der EC <strong>Motor</strong> ist technologiebedingt immer mit einer Steuerelektronik ausgestattet. Diese wird benötigt um die Statorwicklung immer<br />
dann zu bestromen, wenn der mit Permanentmagneten bestückte Rotor relativ zum Stator eine bestimmte Position eingenommen hat.<br />
Die Positionserkennung wird entweder sensorlos über den <strong>Motor</strong>strom oder über eingebaute Hall-Sensoren erreicht. Dies hat zur<br />
Folge, dass der Rotor synchron mit dem Stator-Drehfeld umläuft, also ohne Schlupfverluste. Weniger Schlupfverluste, geringere<br />
bauartbedingte Eisen- und Kupferverluste von EC <strong>Motor</strong>en im Vergleich zu AC <strong>Motor</strong>en resultieren in höheren <strong>Motor</strong>wirkungsgraden<br />
bei EC <strong>Motor</strong>en. (Bild 2)<br />
Bild 2: Effizienzklassen von IEC Normmotoren im Vergleich zu Wirkungsgraden von EC <strong>Motor</strong>en<br />
*AC <strong>Motor</strong>: Asynchronmotor<br />
**EC <strong>Motor</strong>: Netzgespeister elektronisch kommutierter Gleichstrommotor (BLDC)<br />
- 49 -<br />
ηVent<br />
P<br />
1<br />
V ⋅ Δp<br />
=<br />
η<br />
gesamt
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong><br />
_________________________________________________________________________________________<br />
Uwe Sigloch, ebm-papst, Bretzfeld Deutschland<br />
EC Ventilatoren<br />
Ein weiterer Vorteil eines Ventilators mit EC <strong>Motor</strong> ist der über den gesamten Leistungsbereich hohe Wirkungsgrad. Dieser Effekt ist<br />
vor allem bei Anwendungen mit quadratischem Lastmoment, wie es bei Ventilatoren der Fall ist, von Bedeutung.<br />
Beispiel: Wird im Betrieb nur noch die halbe Auslegungsluftmenge benötigt, wird der Ventilator auf die halbe Nenndrehzahl<br />
zurückgeregelt. Dabei wird der <strong>Motor</strong> nur mit etwa einem Achtel der Nennbelastung beaufschlagt. Bei EC <strong>Motor</strong>en bleibt der<br />
<strong>Motor</strong>wirkungsgrad bei Teillast und somit der Ventilatorwirkungsgrad auf ähnlich hohem Niveau wie bei Nennlast. (Bild 3)<br />
4000<br />
8000<br />
Bild 3: Wirkungsgard eines Radialventilators bei Nenn- und Teillast<br />
Ventilatorauswahl<br />
Setzt man effiziente Komponenten ein, muss das Umfeld – die Installation – ebenfalls effizient gestaltet sein. Nur dadurch wird die<br />
Gesamtanlage auch die gewünschte Gesamteffizienz aufweisen. Zuerst ist basierend auf den zu erwartenden Betriebszustände und<br />
den vorhandenen Einbaugegebenheiten der geeignetste Ventilator auszuwählen. Klassisch geschieht dies über die geforderte<br />
Luftmenge und den daraus abgeleiteten Druckverlust. In Bild 4 ist dargestellt, welche Auswirkung ein falsch ausgewählter Ventilator<br />
hinsichtlich Leistungsaufnahme aufweisen kann.<br />
Bild 4: Leistungsaufnahme verschiedener Ventilatoren bei identischem Betriebspunkt<br />
Grundsätzlich gilt: Hocheffiziente Komponenten sind Grundvoraussetzung für energieeffiziente Geräte und Anlagen. Beachtet werden<br />
muss aber, dass diese Komponenten in die Geräte und Anlagen so eingebunden werden, dass ein optimaler Betrieb erreicht wird.<br />
Hierzu ist der Dialog zwischen Komponenten- und Geräte-/Anlagenersteller bereits in einer frühen Planungsphase erforderlich.<br />
Organisation: Autor:<br />
ebm-papst Mulfingen GmbH&Co.KG 74673 Mulfingen Uwe Sigloch, Gebr.-Grimm-Str.11, 74626 Bretzfeld<br />
- 50 -<br />
Wirkungsgrad 65%<br />
Wirkungsgrad 58%<br />
Leistungsaufnahme 2900W<br />
Leistungsaufnahme 2320W<br />
Leistungsaufnahme 2850W<br />
Leistungsaufnahme 360W
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Energieeffizienz und <strong>Motor</strong>en: Forschungsaktivitäten<br />
Roland Brüniger, Ottenbach, Zürich<br />
Eidgenössisches Departement für<br />
Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK<br />
Bundesamt für Energie BFE<br />
Forschungsprogramm Elektrizitätstechnologien und -anwendungen<br />
Der Gesamtverbrauch der motorischen Antriebe und Antriebssysteme wird in der Schweiz auf etwa<br />
45% geschätzt, was in absoluten Zahlen etwa 26´000 GWh/Jahr entspricht. Das durchschnittliche<br />
Einsparpotential liegt in der Grössenordnung von über 20%, bzw. 5‘000 GWh/Jahr. Im Rahmen einer<br />
umfassenden Studie wurde 2006 die Industrie auf das motorische Einsparpotential hin untersucht.<br />
Diese Arbeiten haben ergeben, dass in der schweizerischen Industrie mehr als 2 Millionen Elektromotoren<br />
mit energetisch relevanten Laufzeiten und Leistungen installiert sind, welche zusammen jährlich<br />
mehr als 12'000 GWh Strom verbrauchen. Tatsächlich besteht für die Industrie ein wirtschaftliches<br />
Sparpotenzial in der Grössenordnung von schätzungsweise 15 Prozent oder rund 2´000 GWh/Jahr.<br />
Elektrische <strong>Motor</strong>en müssen immer im Zusammenhang mit dem gesamten Antriebssystem betrachtet<br />
werden. Zwar wird die elektrische Energie primär vom eingesetzten <strong>Motor</strong> verbraucht, doch erst eine<br />
Betrachtung im Gesamtzusammenhang lässt Rückschlüsse über einen effizienten Einsatz zu. Aspekte<br />
wie Einsatz (Laufzeit, Auslastung, Lebensdauer, Wirkungsgrad, etc.), Miteinbezug von erforderlichen<br />
Zusatzgeräten (Getriebe, Drossel, Transmissionsriemen, Drehzahlregulierung, Spannungs- und<br />
Stromrichter, etc.) sowie die mit dem Antrieb letztendlich gewünschte Effizienz als Gesamtsystem sind<br />
bestimmende Faktoren. Die Verwendung von effizienten <strong>Motor</strong>en ist zwar wichtig, aber von Bedeutung<br />
ist vor allem, dass die anzutreibenden Pumpen-, Ventilations-, Kompressions- und Antriebs-<br />
Systeme im entsprechenden Prozess/Verfahren als Gesamtsystem ihre Aufgabe effizient erfüllen<br />
können.<br />
Die übergeordnete, Zielsetzung der Forschungsaktivitäten im Bereich <strong>Motor</strong>en/Antriebe liegt darin,<br />
Grundlagen zu schaffen, damit möglichst viel des geschätzten Einsparpotentials von 5´000 GWh/Jahr<br />
umgesetzt wird. Um einen möglichst grossen Multiplikationseffekt zu erzielen, wird dabei versucht,<br />
einerseits die Effizienz von Standardtechnologien zu erhöhen und anderseits in systemorientierten<br />
Ansätzen die gesamten motorischen Prozesse mit der Industrie anzugehen. Beispielhaft sei erwähnt,<br />
dass mit dem Einsatz von Permanentmagnet-<strong>Motor</strong>en (PM-<strong>Motor</strong>en) anstelle von Asynchronmotoren<br />
ein Einsparpotential von 75 GWh/Jahr und mit dem Nutzen einer neuartigen Ansteuerung für alle bestehenden<br />
Schrittmotoren weitere 100 GWh/Jahr realisiert werden könnten. Mit internationalen Projekten<br />
und Zusammenarbeiten (z.B. im Bereich der <strong>IEA</strong>, Internationalen Energie Agentur) wird ferner<br />
sichergestellt, dass die Wissensbeschaffung und der Wissenstransfer über die Grenzen hinaus gewährleistet<br />
wird.<br />
Nachfolgend sind die Zielsetzungen des BFE-Forschungsprogramms im Bereich <strong>Motor</strong>en/Antriebe<br />
zusammengefasst: Zielsetzungen:<br />
- Optimierung von in sich definierten Antriebssystemen<br />
- Effizienzprojekte mit der Industrie zum Nachweis der Wirtschaftlichkeit<br />
- Technische Innovationen zur Effizienzverbesserung<br />
- Systemerkenntnisse und Auslege-Tool für die Umsetzung<br />
- Grundlagen für Wissensvermittlung in der Ausbildung<br />
- Internationale Kooperationen<br />
R. Brüniger AG<br />
Zwillikerstrasse 8, CH – 8913 Ottenbach<br />
Tel. 044 760 00 66, Fax 044 760 00 68<br />
E-Mail: roland.brueniger@r-brueniger-ag.ch<br />
www.electricity-research.ch<br />
- 51 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Energieeffizienz und <strong>Motor</strong>en: politische Umsetzung<br />
Felix Frey, dipl. Elektroing. ETH, Bereichsleiter<br />
Eidgenössisches Departement für<br />
Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation UVEK<br />
Bundesamt für Energie BFE<br />
Sektion Energieeffizienz<br />
Ausgangslage und Grundlage für die politische Umsetzung sind die Erkenntnisse und Ergebnisse aus<br />
der Elektrizitätsforschung des BFE. Zu Beginn des Programms EnergieSchweiz anfangs 2001 war<br />
beim Elektrizitätsverbrauch und speziell bei den Elektrogeräten das Zielpublikum in erster Linie die<br />
ganze Schweizer Bevölkerung. Für Industrie und Dienstleistungen standen die CO2-Emissionen im<br />
Fokus.<br />
Aufgrund der klaren Zahlen von Forschungsergebnissen ist für die zweite Etappe von EnergieSchweiz<br />
ab 2006 die Energieeffizienz der elektrischen Antriebe ebenfalls zum Thema geworden, dies als Teil<br />
des gesamten Bereichs Elektrogeräte. Der <strong>Motor</strong> Summit präsentiert und dokumentiert nun bereits<br />
zum zweiten Mal auch einen Teil dieser politischen Umsetzung.<br />
Für die Umsetzung sind mehrere Wege möglich. Am meisten Erfolg verspricht in der Regel die Kombination<br />
von verschiedenen Ansätzen. Die wichtigsten Stichworte dazu sind: Zusammenarbeit von<br />
Forschung und Umsetzung; Wissensvermittlung durch Information, Beratung und Ausbildung; internationale<br />
Zusammenarbeit aber auch Mindestanforderungen an <strong>Motor</strong>en als Vorschrift.<br />
Erste grössere Aktivität zum Thema, die auch die Öffentlichkeit wahrnahm, war im Programm EnergieSchweiz<br />
die Druckluft Kampagne. Zusammen mit den neun wichtigsten Unternehmen der Druckluftbranche<br />
sind einheitliche Informationen und Anleitungen für bessere Energieeffizienz von Druckluftanlagen<br />
ausgearbeitet worden. Wichtigster Kommunikationsweg sind die Kundenberater dieser<br />
neun Unternehmen. Die Energieagentur der Wirtschaft und der Informationsträger Internet bilden<br />
wichtige Ergänzungen.<br />
Die Basis für die weitere Themenauswahl haben wir im Forschungsprogramm Elektrizitätstechnologien<br />
und -anwendungen erarbeitet. Am meisten Erfolg versprechen: Beratung, Bildung und mit gutem<br />
Beispiel vorangehen der öffentlichen Hand. Für die Aus- und Weiterbildung hat die Forschung ebenfalls<br />
erste Grundlagen bereit gestellt.<br />
Das Segment Information- und Beratung wird durch S.A.F.E. unter dem Titel topmotors aufgebaut und<br />
bearbeitet. Ich halte mich hier - entgegen dem Gewicht im Gesamtkontext - kurz, da dieser Titel den<br />
roten Faden durch die Tagung zieht, die selbst auch Teil davon ist.<br />
Zum Schluss komme ich auf die hoheitlichen Massnahmen in Form von Mindestvorschriften. Sie ergänzen<br />
die freiwilligen Massnahmen am unteren Rand der Effizienz. Ab 2010 soll IE1 der Mindeststandard<br />
sein, er betrifft in der Schweiz vorwiegend Einbaumotoren. Voraussichtlich zwei Jahre später<br />
soll dann IE2, hoffentlich im Einklang mit dem übrigen Europa, Minimalstandard werden.<br />
Eidgenössisches Departement für Umwelt, Verkehr,<br />
Energie und Kommunikation UVEK Postadresse: 3003 Bern<br />
Bundesamt für Energie BFE felix.frey@bfe.admin.ch<br />
Bereich Elektrogeräte www.bfe.admin.ch www.druckluft.ch<br />
- 52 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Topmotors-Pilotprojekte:<br />
Mit der EnAW zur Optimierung von Industriebetrieben<br />
Thomas Stetter<br />
Energie-Agentur der Wirtschaft<br />
c/o First Climate (Schweiz) AG, Stauffacherstrasse 45, 8004 Zürich<br />
Energie-Agentur der Wirtschaft<br />
Die tragenden Verbände der Schweizer Wirtschaft gründeten 1999 die Energie-Agentur der<br />
Wirtschaft. Als Dienstleistungsplattform für Unternehmen steht sie für die partnerschaftliche<br />
Zusammenarbeit zwischen Staat und Wirtschaft zur Erreichung der energie- und klimapolitischen<br />
Ziele.<br />
Sie setzt sich für eine CO2-Emissionsreduktion und die Steigerung der Energieeffizienz unter<br />
Ausschöpfung wirtschaftlich rentabler Massnahmen ein. Die Energie-Agentur der Wirtschaft<br />
(EnAW) hat zur Umsetzung ihrer Ziele auch einen Leistungsauftrag des Bundes erhalten.<br />
Der Hauptfokus ihrer Tätigkeit gilt dem Industrie-, Gewerbe- und Dienstleistungssektor.<br />
Zum jetzigen Zeitpunkt bestehen ca. 67 Arbeitsgruppen im Energie-Modell und 10 im<br />
Benchmark-Modell. Darin eingefasst sind bereits über 1400 Unternehmen. Die Zahl der Mitgliedsunternehmen<br />
ist wachsend.<br />
Topmotors<br />
Elektrische Antriebe machen im Industriebereich häufig ca. 70% des elektrischen<br />
Verbrauchs aus. Mit effizienteren <strong>Motor</strong>en und optimiertem Betrieb kann der Verbrauch mit<br />
wirtschaftlichen Massnahmen häufig um 20% bis 30% vermindert werden – ein (noch) brachliegendes<br />
Potenzial. Das Projekt Topmotors zielt auf dieses Potenzial und will den Energieverbrauch<br />
von Elektromotoren und Antriebssystemen in der Industrie, bei Infrastrukturprojekten<br />
und in grossen Gebäuden durch wirtschaftliche Massnahmen vermindern.<br />
Pilotprojekt<br />
Sich gut ergänzend haben EnAW und Topmotors im Januar 20<strong>08</strong> beschlossen, gemeinsam<br />
ein Pilotprojekt durchzuführen, um die Möglichkeiten zur <strong>Motor</strong>enoptimierung in der Wirtschaft<br />
zu testen. Hierzu wurde folgendes Vorgehenskonzept unter Einsatz jeweils geeigneter<br />
Software-Tools definiert:<br />
• Vorbereitung<br />
Zur Vorbereitung werden der Gesamtstromverbrauch, die Anzahl Schichten und der<br />
Anteil Büroarbeitsplätze in einem Betrieb erfasst und die Grössenordnung des Einsparpotenzials<br />
wird abgeschätzt. Hierzu wird die Software SOTEA (Softwaretool für<br />
energieeffiziente Antriebe) eingesetzt.<br />
- 53 -
• Grobanalyse (<strong>Motor</strong>-Check Schritt 1)<br />
Eine Grobanalyse nach dem ersten Betriebsrundgang zeigt auf, wie dringend Massnahmen<br />
zur Effizienzverbesserung sind. Für die Grobanalyse werden die <strong>Motor</strong>en-<br />
Daten in der ILI, der intelligenten <strong>Motor</strong>en-Liste, erfasst und es werden Gesamtverbrauch<br />
sowie Lastgang der Firma ermittelt. Anhand der ILI können Prioritäten gesetzt<br />
und das Potenzial für die Durchführung der Feinanalyse kann abgeschätzt werden.<br />
Als direkter Nutzen können die wenigen <strong>Motor</strong>en mit hohem Einsparpotenzial,<br />
bei denen ein sofortiger Ersatz bzw. eine genauere Analyse der Gesamtanlage angezeigt<br />
erscheint, identifiziert werden.<br />
• Feinanalyse mit Investitionsplan und präventivem Unterhaltskonzept (<strong>Motor</strong>-Check<br />
Schritt 2)<br />
Die anschliessende Feinanalyse überprüft die Antriebe nach einer Messkampagne im<br />
Detail. Das Resultat sind ein Investitionsplan mit Kosten-/Nutzenanalyse für einzelne<br />
Massnahmen und ein präventives Unterhaltskonzept.<br />
Erste Erfahrungen<br />
Noch befindet sich das Pilotprojekt in der Bearbeitungsphase und soll im Frühjahr 2009 abgeschlossen<br />
werden. Die folgenden Erfahrungen lassen sich im Sinne erster Puzzle-Steine<br />
zusammenfassen:<br />
• Das theoretisch häufig prognostizierte Reduktionspotenzial von 20 - 30% des Elektrizitätsverbrauchs<br />
lässt sich in der Vorbereitungsphase häufig bestätigen.<br />
• Die Betriebsweise des <strong>Motor</strong>s ist entscheidend für die Wirtschaftlichkeit seines Ersatzes.<br />
Häufig sind die Anzahl Schichten pro Betrieb hierfür ein wichtiges Indiz.<br />
• Der Trend zum Einbau von <strong>Motor</strong>en in grössere Aggregate und Anlagen hält an. Bei<br />
diesen fühlt sich der Betreiber oft überfordert mit punktuellen Eingriffen.<br />
� Bei der Beschaffung können die grössten Effizienzgewinne erzielt werden<br />
� Lebenszykluskosten-Betrachtungen bei der Beschaffung sind entscheidend<br />
� Anlagenlieferanten stellen ein wichtiges Zielpublikum bei der <strong>Motor</strong>enoptimierung<br />
dar<br />
• Je nach Qualifikation des Unterhaltspersonals, seiner Messausrüstung sowie der<br />
vorhandenen <strong>Motor</strong>endokumentation ist der Aufwand für die Grobanalyse grösser als<br />
erwartet.<br />
• In der Feinanalyse ist die Umsetzung eines professionellen Messkonzeptes als<br />
Grundlage für Investitionsplan und Unterhaltkonzept von grosser Bedeutung.<br />
Ausblick und weiteres Vorgehen<br />
Von den rund 10 Unternehmen, welche momentan im Rahmen der Grobanalyse untersucht<br />
werden, werden noch in diesem Jahr 3 - 5 mit dem grössten Potenzial für die Feinanalyse<br />
ausgewählt. Diese wird bis im Frühjahr 2009 durchgeführt und mit Investitionsplan und Unterhaltskonzept<br />
abgeschlossen. Auf der Basis der bis dann gesammelten Erfahrungen wird<br />
die EnAW entscheiden, ob sie dieses Programm bei ihren rund 1'400 Mitgliedsunternehmen<br />
via ihre Moderatoren lancieren wird.<br />
- 54 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Software Tools für Strategen und Betriebsfachleute<br />
Thomas Heldstab<br />
Schaffhauserstrasse 34, CH 8006 Zürich, 044 750 60 80<br />
thomas.heldstab@topmotors.ch www.topmotors.ch<br />
Um Energieeffizienz im Antrieb umzusetzen, bedarf es entsprechender Hilfsmittel. Topmotors<br />
hat die bereits vorhandenen Tools einer eingehenden Analyse unterzogen. Diese können in die<br />
Typen Strategische Beurteilung, Datenbank, Lebenszykluskosten Tool und Engineering<br />
unterteilt werden. Die Software Review hat ergeben, dass für die Zielpuplika Management und<br />
Betriebsfachleute ein Entwicklungsbedarf besteht, weil die untersuchten Tools mehrheitlich nur<br />
von spezialisierten Antriebsfachleuten eingesetzt werden können.<br />
Topmotors führt die Effizienzanalyse nach dem allgemein anerkannten Muster Top-Down und<br />
Bottom-Up durch. Für die Top-Down Analyse wurde das auf Excel basierendes Tool SOTEA<br />
(Software Tool für effiziente Antriebe) entwickelt. Damit lässt sich mit wenigen betrieblichen<br />
Kenndaten und den Stromkosten das Potenzial zur Energieeinsparung in einem Industrie- oder<br />
Gewerbebetrieb ermitteln. SOTEA liefert dem Management eine rasche und einfache<br />
Entscheidungsgrundlage, ob weitere Untersuchungen gewinnversprechend sind. Die<br />
Berechnungen basieren auf hinterlegten Referenzanlagen (Musterverteilung für diverse<br />
Branchen), auf einer hinterlegten Preisbasis (<strong>Motor</strong>en, Frequenzumrichter und Installation)<br />
sowie auf der aktuellen Norm IEC 60034-30:20<strong>08</strong>. Weiter werden zur Berechnung diverse<br />
Benutzerannahmen getroffen u.a. Ersatzschema <strong>Motor</strong>en und Frequenzumrichter. Neben vielen<br />
anderen berechneten Grössen sind natürlich die Grössen „Ersatzinvestition zur Realisierung<br />
des Effizienzpotentials“ und „Payback-Zeit zur Realisierung des Effizienzpotentials“ von<br />
grösstem Interesse. SOTEA liegt aktuell in der Beta-Version (Testversion) vor. Untenstehend ist<br />
ein kleiner Auszug aus dem Programmprotokoll sowie eine grafische Übersicht eines typischen<br />
Industriebetriebs aufgeführt.<br />
Effektiver Elektrizitätsverbrauch der Antriebe 9'475'300 [kWh/a]<br />
Anteil effektiver Elektrizitätsverbrauch der Antriebe 94.8 [%]<br />
Anteil zu erneuernde <strong>Motor</strong>en 86.0 [%]<br />
Anteil <strong>Motor</strong>en mit FU 60.0 [%]<br />
Verbesserter Elektrizitätsverbrauch der Antriebe 7'173'937 [kWh/a]<br />
Effizienzpotential (Energie) 2'301'363 [kWh/a]<br />
Effizienzpotential (in Franken) 207'123 [CHF/a]<br />
Effizienzpotential (in Prozent) 24.3 [%]<br />
Ersatzinvestition zur Realisierung des Effizienzpotentials 420'631 [CHF]<br />
Payback-Zeit zur Realisierung des Effizienzpotentials 2.0 [a]<br />
[kWh/a]<br />
10'000'000<br />
9'000'000<br />
8'000'000<br />
7'000'000<br />
6'000'000<br />
5'000'000<br />
4'000'000<br />
3'000'000<br />
2'000'000<br />
1'000'000<br />
0<br />
9'475'300<br />
Topmotors SOTEA<br />
7'173'937<br />
Summen pro Jahr<br />
2'301'363<br />
- 55 -<br />
Effektiver Elektrizitätsverbrauch<br />
der Antriebe<br />
Verbesserter<br />
Elektrizitätsverbrauch der<br />
Antriebe<br />
Effizienzpotential (Energie)
Nach der Durchführung der Potentialanalyse mit SOTEA geht es darum, den <strong>Motor</strong>enpark einer<br />
genaueren Überprüfung zu unterziehen. Dazu dient die von topmotors entwickelte Software ILI.<br />
Das auf Excel basierende Tool „Intelligente <strong>Motor</strong>enliste“ ILI dient der Grobanalyse des<br />
bestehenden <strong>Motor</strong>enparks im Hinblick auf Energieeffizienz und zeigt Schwachstellen und<br />
Verbesserungspotentiale im Sinne eines Bottom-Up Approaches auf. Beim Design des Tools ist<br />
darauf geachtet worden, dass nur einfach erhältliche Daten eingegeben werden müssen. Die<br />
wichtigsten Eingabegrössen sind:<br />
� Alter des <strong>Motor</strong>s (Jahrzahl auf Typenschild)<br />
� Nennleistung (kW auf Typenschild)<br />
� Betriebsstunden (Schätzung der Stunden pro Jahr durch Betriebspersonal)<br />
� Anwendungstyp (Pumpe, Ventilator, Kompressor, Förderanlage, etc.;<br />
Frequenzumrichter vorhanden)<br />
Die Berechnungen von ILI beruhen wie von SOTEA u.a. auf der aktuellen Norm IEC 60034-<br />
30:20<strong>08</strong>, die hinterlegten Benutzerannahmen können nach Bedarf angepasst werden. ILI ist<br />
zeilenbasiert und liefert für jeden <strong>Motor</strong> eine Aussage über das weitere Vorgehen im Sinne<br />
einer Triage sowie wichtige Kenngrössen wie Verbrauch effektiv oder das Reduktionspotential<br />
über einen Lebenszyklus.<br />
Verbrauch Verbrauch ReduktionsReduktions- Dringlichkeitskategorien effektiv optimiert potentialpotential [kWh/a] [kWh/a] [kWh/a] [CHF/LZ]<br />
unbedingt überprüfen 21'363 19'091 2'272 3'562<br />
unbedingt überprüfen 9'094 7'726 1'369 2'078<br />
unbedingt überprüfen 12'014 10'409 1'605 2'457<br />
genauer überprüfen 41'830 39'316 2'514 4'876<br />
keine Vorkehrungen nötig 2'836 2'759 77 116<br />
Darüber hinaus werden auch summarische Aussagen über den Gesamtbestand der<br />
Antriebsmotoren gemacht. Besonders interessant ist dabei die untenstehende<br />
Zusammenfassung. Diese zeigt auf, mit wie viel <strong>Motor</strong>enersatzleistungen (die älteren <strong>Motor</strong>en<br />
werden durch neue IE3 <strong>Motor</strong>en ersetzt) welcher Anteil des errechneten Einsparpotentials<br />
erreicht werden kann. Oft ist das Ergebnis erstaunlich. Im vorliegenden Fall zeigt es sich, dass<br />
die Hälfte des Einsparpotentials mit nur 7 <strong>Motor</strong>en erreicht werden kann. Somit werden auch die<br />
notwendigen Massnahmen und die entsprechenden Ersatzinvestitionen sehr schnell mit einer<br />
guten Genauigkeit abschätzbar.<br />
<strong>Motor</strong>en Stück Leistung Elt. verbrauch Einsparpotenzial<br />
kW kWh/a CHF/LC<br />
Beste 10% 1 120 393'753 50'817<br />
Bester Drittel 5 464 1'879'020 180'557<br />
Hälfte 7 614 2'579'213 253'540<br />
Alle 74 1'418 4'682'757 468'306<br />
Nach der Durchführung der Grobanalyse mit ILI weiss der Betreiber also mit wenig Aufwand, wo<br />
es sich lohnt, den Hebel anzusetzen. Neben den gewonnen Erkenntnissen kann die ILI auch für<br />
die kontinuierliche Optimierung der <strong>Motor</strong>en verwendet werden.<br />
ILI und SOTEA konnten in der Praxis bereits mehrfach erfolgreich eingesetzt werden. Dabei<br />
wurden einige weitere Optimierungspotentiale erkannt. Beide Softwaren können von der<br />
Website topmotors kostenlos heruntergeladen werden.<br />
- 56 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
<strong>Motor</strong>-Checks bei EKZ Kunden<br />
Jürg Nipkow, S.A.F.E., Zürich<br />
Pilotprojekte sind wichtig!<br />
Die Durchführung und Auswertung von Pilotprojekten ist eine wichtige Phase zur Erprobung<br />
und Optimierung von Vorgehensmethoden. Auch der <strong>Motor</strong> Check – die Topmotors-<br />
Methodik zur optimalen Beratung von Industriebetrieben beim Thema Energieeffizienz von<br />
elektrischen Antrieben – wird mittels Pilotprojekten optimiert. Im Rahmen der Zusammenarbeit<br />
von S.A.F.E./Topmotors mit EKZ (Elektrizitätswerke des Kantons Zürich) konnten mehrere<br />
Gewerbe- bzw. Industriekunden des EKZ für ein Pilotprojekt gewonnen werden. Tabelle<br />
1 zeigt eine Übersicht der bisher behandelten Pilotprojekte.<br />
Anzahl<br />
<strong>Motor</strong>en<br />
> 1 kW<br />
grösste<br />
<strong>Motor</strong>en,<br />
kW<br />
GWh/a<br />
Kontakt<br />
<strong>Motor</strong>en<br />
durch Anwendungen<br />
Ventilatoren, Kältekompresso-<br />
Getreidezentrum 0.4 150 70 EKZ ren, Transport, spez. Maschinen<br />
Abwasserreinigungsanlage<br />
2 50 80 EKZ Pumpen, Gebläse<br />
Kunststoffspritzguss-<br />
Werk 8 > 300 90 EnAW<br />
Wasserversorgung 3.4 50 560 EKZ<br />
- 57 -<br />
Spez. Maschinen, Druckluft,<br />
Kältekompressoren<br />
Pumpen, Entfeuchter (Kompressoren)<br />
Kalkfabrik 10 80 120 EnAW Gebläse, Mahlwerk, Transport<br />
Schokolade-<br />
Herstellung 3.5 330 110 EnAW<br />
Conchen (Walzen), Kältekompressoren,<br />
Pumpen, Ventilatoren<br />
<strong>Motor</strong> Check: Untersuchungsmethodik<br />
Managementebene<br />
• Kontaktaufnahme mit Betrieb über Vermittler (EKZ, EnAW etc.)<br />
• Motivation/Information Geschäftsleitung/technischer Dienst mit dem PC-Tool<br />
„SOTEA“ (erster Überblick Sparpotenzial)
Pilotstudie Getreidezentrum<br />
Relativ kleiner Elektrizitätsverbrauch, saisonaler Betrieb, wenig Betriebsstunden, keine <strong>Motor</strong>enliste<br />
vorhanden. Was haben wir gelernt:<br />
• Der Betrieb ist zu klein für einen <strong>Motor</strong> Check<br />
• Kaum wirtschaftliche Massnahmen wegen kleiner Betriebsstundenzahl der Antriebe.<br />
Pilotstudie Abwasserreinigungsanlage (ARA)<br />
Die Anlage enthält ein eigenes BHKW (Stromerzeugung) sowie eine Wärmepumpe<br />
für Fernheizung; d.h. der Gesamt-Elektrizitätsverbrauch sowie der<br />
Lastgang sind für die <strong>Motor</strong>en nicht aussagekräftig. Dies macht die Analyse<br />
aufwändiger. Wegen der kürzlich (2005) erfolgten Gesamterneuerung gibt es<br />
nur wenige alte <strong>Motor</strong>en, jedoch (zu) viele <strong>Motor</strong>en mit Frequenzumrichter.<br />
Beim weiteren Vorgehen stehen betriebliche Massnahmen im Vordergrund:<br />
• Optimierung der Pumpen-Umschaltung, insbesondere Rohwasser-Hebepumpen<br />
• Optimierung des Frequenzumrichter-Einsatzes, Planungsgrundlagen 2005 analysieren<br />
• Lastmanagement: teure Leistungsspitzen könnten vermindert werden<br />
Pilotstudie Kunststoffspritzguss-Werk<br />
Haupt-Elektrizitätsverbraucher der Fabrik sind Kunststoffspritzguss-Maschinen sowie die<br />
dafür erforderlichen Kälte- und Druckluftversorgungen. Die Maschinen brauchen Elektrizität<br />
vor allem für den Hydraulikmotor und die Heizung zum Kunststoff schmelzen; die Aufteilung<br />
ist in der Feinanalyse zu ermitteln. Die in den Maschinen eingebauten Hydraulikmotoren laufen<br />
je nach gerade hergestelltem Produkt auf Teillast bis unter 25% mit entsprechend tiefem<br />
Wirkungsgrad. Weil sie zur Maschine gehören (OEM), ist ein Austausch nicht ohne weiteres<br />
möglich. Für das weitere Vorgehen ist zuerst eine Feinanalyse mit weiteren Messungen erforderlich.<br />
Beträchtliches Optimierungspotenzial wird bei den Infrastruktur-Anlagen (Druckluft,<br />
zentrale Kühlung für Maschinen) vermutet.<br />
Pilotstudie Wasserversorgung<br />
Die Gruppenwasserversorgung Zürcher Oberland hat als Energieverbraucher<br />
zwei Pumpwerke und eine Filteranlage. Versorgungstechnisch und hygienebedingt<br />
ergeben sich extreme Lastgänge und hohe Spitzenlasten, was auch<br />
entsprechende hohe Leistungskosten verursacht. Den grössten Teil des Elektrizitätsverbrauchs<br />
beanspruchen die Rohwasserpumpen mit 300…560 kW<br />
Leistung und hohen Wirkungsgraden um 95% (IE2). Genauer zu untersuchende<br />
Effizienzpotenziale:<br />
• Optimierung Betriebsregime der Pumpen und Stoss-Chlorierung (Leistungsspitzen)<br />
• Evtl. Einsatz einzelner IE3-<strong>Motor</strong>en mit längeren Laufzeiten<br />
• Beträchtliche Sparpotenziale bestehen auch bei Entfeuchtungsgeräten<br />
Erkenntnisse aus der bisherigen Bearbeitung der Pilotprojekte<br />
Pilotprojekte bringen – wie erwartet – Erfahrungen zu Verbesserung des Vorgehens und des<br />
<strong>Motor</strong>-Check. Der Zugang zu Industriebetrieben war durch die Vertrauens-Partner EKZ und<br />
EnAW problemlos. Wichtig ist, dass die Geschäftsleitung orientiert und überzeugt wird und<br />
dann die erforderlichen Eigenleistungen des Betriebs zur Verfügung stehen. So ist die <strong>Motor</strong>enliste<br />
(ILI) als technische Grundlage unerlässlich. Nach der Grobanalyse ist für die Massnahmenplanung<br />
in der Regel eine Feinanalyse mit Messungen erforderlichen. Der schliesslich<br />
resultierende Investitions- und Vorgehensplan muss wiederum Chefsache sein.<br />
- 58 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Zusammenarbeit von Hochschulen in Forschung und Lehre<br />
Prof. Max Schalcher, Peter Kühne<br />
Angewandte Forschung und Entwicklung an Fachhochschulen<br />
• Zielvorgaben des Bundes: Die Fachhochschulen verstärken ihre besondere Rolle als <strong>Motor</strong> von<br />
Innovation an den Schnittstellen zwischen Praxis und Wissenschaft. Sie erweitern ihre Kooperation<br />
mit der Praxis und den anderen Hochschulen, vernetzen ihre Forschungsaktivitäten und stellen den<br />
Transfer der Forschungsergebnisse sicher.<br />
• Fachhochschulgesetz: Durch das Fachhochschulgesetz wird den FH’s ein vierfacher<br />
Leistungsauftrag übertragen, bestehend aus praxisorientierten Diplomstudien,<br />
Weiterbildungsveranstaltungen, anwendungsorientierter Forschung und Entwicklung sowie<br />
Dienstleistungen.<br />
• Abgrenzung: die FH‘s beschäftigen sich mit anwendungsorientierter Forschung und Entwicklung,<br />
während die Hochschulen (ETH und Universitäten) primär Grundlagenforschung betreiben.<br />
• Grundsätze aF+E:<br />
o Verknüpfung von ausgewählten Kompetenzschwerpunkten mit aktuellen Marktbedürfnissen<br />
o Enger Bezug zur Lehre, Einbringen der Kompetenz und des Wissens des Lehrpersonals<br />
o Förderung von Innovation und Technologietransfer<br />
o Zusammenarbeit mit externen Partnern aus Industrie und Gewerbe<br />
• Dienstleistungen:<br />
o Häufig Grundlage für aF+E<br />
o Hilft mit zur Finanzierung von aF+E<br />
• Finanzierung: aF+E sollte selbsttragend sein, Problem der Finanzierung ist ein Dauerbrenner<br />
Zusammenarbeit der Fachhochschulen untereinander<br />
Die Zusammenarbeit unter den Fachhochschulen erfolgt (aus der Sicht des Referenten) überwiegend<br />
auf der Basis von persönlichen Kontakten. Weniger häufig findet Zusammenarbeit statt im Rahmen von<br />
gemeinsamen Projekten, von Netzwerken und von Kooperationsverträgen. Oft fehlt es auch an der<br />
Information. Interessant wäre die Klärung von vielen, meist offenen Fragen, z.B.:<br />
• Wer lehrt was im Bereich Antriebstechnik (Erstausbildung)?<br />
• Wer betreibt aF+E auf dem Gebiet elektrische <strong>Motor</strong>en (elektrische Antriebe)?<br />
• Wer misst was (Energieeffizienz, Verluste)?<br />
• Wie erfolgt der Informations- und Wissensaustausch (Technologietransfer)?<br />
Zusammenarbeit zwischen den Fachhochschulen und der Industrie<br />
Die Zusammenarbeit erfolgt in der Regel via<br />
• Diplom- und Bachelorarbeiten<br />
• Projektarbeiten<br />
• Durchführung von Projekten mit der Industrie (z.B. KTI-Projekte)<br />
Fazit<br />
Es bleibt noch viel zu tun. Beispiele für mögliche Formen der Zusammenarbeit:<br />
• Enge Zusammenarbeit mit externen Partnern<br />
• Bildung von Kompetenzzentren<br />
• Aufbau von Instituten<br />
• Betreiben von Netzwerken<br />
• Nutzen von Synergien<br />
• Informationen auf Plattformen wie www.topmotors.ch öffentlich zugänglich mache<br />
- 59 -
S.A.L.T. Labor an der HTW Chur<br />
Swiss Alpine Laboratories for Testing of Energy Efficiency: ein Beispiel für ein Kompetenzzentrum zur<br />
Bestimmung der Energieeffizienz<br />
S.A.L.T. ist ein Joint Venture mit<br />
• Hochschule für Technik und Wirtschaft Chur (HTW Chur)<br />
• Schweizerische Agentur für Energieeffizienz, Zürich (S.A.F.E.)<br />
Ziele<br />
• energieeffizientere Geräte<br />
• mehr Markttransparenz (Deklarationen, Labels, www.topten.ch)<br />
• Politiker<br />
Partner<br />
• energieschweiz: Bundesamt für Energie<br />
• www.topten.ch: Online-Suchmaschine für gute Geräte<br />
• Elektrizitätswerk Zürich (EKZ)<br />
Tätigkeiten<br />
• normgerechte Messungen (in den Testlabors an der HTW Chur)<br />
• Feldmessungen (in Büros, Verkaufsstellen und in der Industrie)<br />
Schwerpunkte<br />
• Messungen an Büro- und Haushaltgeräten (klimatisierter Messraum mit stabilisierter<br />
Stromversorgung)<br />
• Messung von Leuchten (Lichtmesslabor)<br />
• Messungen von <strong>Motor</strong>en (<strong>Motor</strong>enprüfstand)<br />
Projekte mit<br />
• Stadt Zürich (Beschaffung von Büroausrüstungen)<br />
• M-Electronic, Interdiscount, Mediamarkt (Messungen an Geräten der Unterhaltungselektronik)<br />
• Bundesamt für Energie, EKZ, WWF, Konsumentenorganisationen<br />
An der HTW Chur konnte im Laufe der Zeit an Hand von<br />
zahlreichen Messprojekten ein umfangreiches Know-how im<br />
Bereich Energieeffizienzmessungen aufgebaut werden. Wir<br />
sind in der Lage, z.B. <strong>Motor</strong>en bis 27Nm (Drehmomentmesswelle<br />
50Nm) und 4500 U/min mit hoher Genauigkeit<br />
gemäss DIN EN 60034-2-1 auszumessen bei einer<br />
maximalen Leistung des Bremsmotors von 12,7kW.<br />
Es ist das erklärte Ziel der HTW Chur, die Kompetenz für<br />
Energieeffizienzmessungen stetig weiter zu entwickeln und<br />
zu perfektionieren.<br />
Hochschule für Technik und Wirtschaft Chur, Ringstrasse, CH-7000 Chur<br />
Tel. +41 (0)81 286 24 24<br />
Fax. +41 (0)81 286 24 00<br />
www.fh-htwchur.ch<br />
Prof. Max Schalcher Peter Kühne<br />
Dipl. El. Ing. ETH Dipl. El. Ing. ETH<br />
Dozent Dozent<br />
Tel. +41 (0)81 286 24 46 Tel. +41 (0)81 286 24 87<br />
Email: max.schalcher@fh-htwchur.ch Email: peter.kuehne@fh-htwchur.ch<br />
- 60 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong> Zurich Switzerland<br />
Bestimmung des Wirkungsgrades von elektrischen Maschinen<br />
Felix Leumann, Dipl. El.- Ing. HTL, Leumann & Uhlmann AG, Leiter der akkreditierten Prüfstelle STS 421<br />
4132 Muttenz, Tel. +41 61 467 98 98, E-Mail .Felix.Leumann@Leumann.ch<br />
Norm<br />
IEC 60034-2-1:2007<br />
Definition des Wirkungsgrades<br />
Der Wirkungsgrad ist das Verhältnis der abgegebenen Leistung zur aufgenommenen Leistung, ausgedrückt in<br />
denselben Einheiten und gewöhnlich angegeben in Prozent.<br />
Prüfverfahren<br />
Prüfungen zur direkten Wirkungsgradbestimmung mit niedriger Unsicherheit<br />
Bei diesen Verfahren wird der Wirkungsgrad durch Messungen der aufgenommenen und der abgegebenen<br />
Leistung ermittelt. Die üblichsten Verfahren sind:<br />
- Prüfung mit Drehmomentmesseinrichtung<br />
- Rückarbeitsverfahren mit zwei Einspeisungen (Zwei identische Maschinen)<br />
Prüfung zur indirekten Wirkungsgradbestimmung Einzelverlustverfahren, mit und ohne Belastungsprüfung<br />
Bei diesen Prüfungen können die lastabhängigen Zusatzverluste PLL durch verschiedene Verfahren festgelegt<br />
werden:<br />
- aus einer Prüfung mit Drehmomentmessung<br />
- als festgelegter Wert nach IEC 60034-2-1:2007 (nur für IE1 Zertifizierung)<br />
- aus einer eh-Stern-Prüfung (nur für IE1 Zertifizierung)<br />
Prüfung zur indirekten Wirkungsgradbestimmung Einzelverlustverfahren ohne Belastungsprüfung<br />
- aus dem Verfahren mittels Ersatzschaltbild (nur für IE1 Zertifizierung)<br />
Direkte Messung<br />
Prüfung mit Drehmomentmesseinrichtung<br />
Bei diesem Prüfverfahren werden die folgenden physikalischen Grössen aufgezeichnet:<br />
P1 P1 = Pel. aufgenommene Leistung = elektrische Leistung (alle drei Phasen L1, L2, L3 als Mittelwert<br />
oder zwei Phasen mit der Schaltung nach Aron)<br />
U Spannung (alle drei Phasen L1, L2, L3 als Mittelwert)<br />
I Strom (alle drei Phasen L1, L2, L3) als Mittelwert)<br />
Zur Festlegung der aufgenommenen elektrischen Leistung<br />
T Drehmoment<br />
n Drehzahl<br />
ӨC<br />
Zur Ermittlung der abgegebenen Leistung Pmech.<br />
Eintrittstemperatur des primären Kühlmittels, °C<br />
Zur Korrektur auf die in der Norm festgelegten Bezugstemperatur von 25°C<br />
Genauigkeit der Messgeräte<br />
Elektrische Messgeräte<br />
Die elektrischen Messgeräte müssen der Genauigkeitsklasse 0.2 nach IEC 60051 entsprechen.<br />
Messwandler<br />
- Für allgemeine Messungen ± 0.5%<br />
- Zur Ermittlung der Lastzusatzverluste bei Induktionsmaschinen mit dem Einzelverlustverfahren ±0.3 %<br />
Drehmomentmesseinrichtung<br />
- Für die Drehmomentmessung wird eine Genauigkeit von ± 0.2% gefordert.<br />
Drehzahl<br />
Die zur Drehzahlmessung verwendeten Geräte müssen eine Genauigkeit von ± 1 min -1 aufweisen. Die<br />
Drehzahlmessung sollte innerhalb von 0.1 % oder eine Umdrehung je Minute genau sein, je nachdem,<br />
welcher Wert den geringsten Fehler aufweist.<br />
- 61 -
Temperaturmessung<br />
Die zur Temperatur verwendeten Geräte müssen die Genauigkeit von ± 1 °C aufweisen.<br />
Korrektur auf die Bezugs- Kühlmitteltemperatur<br />
Die in den Prüfungen aufgezeichneten Werte des Wicklungswiderstandes sind auf eine Norm-<br />
Bezugstemperatur von 25°C zu beziehen.<br />
Klassifizierung nach eff oder IE<br />
Die Bestimmung des Wirkungsgrades mit einer Drehmomentmesseinrichtung hat eine niedrige Unsicherheit.<br />
Die Maschinen lassen sich mit diesem Verfahren in die verschiedenen Wirkungsgradklassen nach eff 3 bis eff<br />
1 respektive IE1 bis IE4 einteilen.<br />
IEC<br />
Energieklasse IEC Code EFF Code NEMA<br />
Super Premium<br />
Efficiency IE4<br />
Premium<br />
Efficiency IE3<br />
NEMA<br />
Premium<br />
High Efficiency IE2 EFF1 EPAct<br />
Standard<br />
Efficiency IE1 EFF2<br />
Below Standard<br />
Efficiency - EFF3<br />
Unsicherheit bei der Bestimmung des Wirkungsgrades<br />
Die niedrige Unsicherheit bei der Bestimmung des Wirkungsgrades nach den IEC/EN Norm 60034-2-1 bezieht<br />
sich auf die Bemessungsspannung der Maschine. Dabei wurde die Frequenz während der Messung auf ± 0.3<br />
% festgelegt. Die für die Bestimmung des Wirkungsgrades gültige Spannung wurde jedoch in der Norm nicht<br />
festgelegt. Dies kann bei <strong>Motor</strong>en mit einem Spannungsbereich A und vor allem bei <strong>Motor</strong>en mit einem Spannungsbereich<br />
B, oder gar einem Weitspannungsbereich zu wesentlichen Abweichungen führen. Bei Weitspannungsmotoren<br />
kann der Spannungsbereich von 380 bis 420 V mit einer Toleranz von ± 5 % reichen. Für die<br />
Ermittlung des Wirkungsgrades sollte vermutlich die ungünstigste Spannung gewählt werden, was in der<br />
Praxis vermutlich nicht gemacht wird, weil es von der Norm nicht gefordert wird. Dieser Umstand kann jedoch<br />
dazu führen, dass der Kunde einen IE4 <strong>Motor</strong> einkauft aber im Betrieb, durch die nicht optimale<br />
Netzspannung, nur einen IE3 <strong>Motor</strong> betreibt.<br />
Sanierung von Altanlagen<br />
Durch den Einsatz von <strong>Motor</strong>en mit einem erhöhten Wirkungsgrad können beträchtliche Energiekosten gespart<br />
werden. Für eine erfolgreiche Sanierungen sind jedoch detaillierte Vorabklärungen durchzuführen, um<br />
grössere Überraschungen auszuschliessen. Es reicht dabei nicht nur, die Angaben des Datenschildes aufzunehmen<br />
und beispielsweise mit einer Strommessung den Belastungszustand der Maschine zu ermitteln.<br />
Für eine erfolgreiche Sanierung sind oft viele weitere Parameter zwingend erforderlich. Die folgende Aufzählung<br />
soll einen Hinweis auf die möglicherweise erforderlichen Angaben geben:<br />
- Entspricht der Flansch einem IEC Flansch der entsprechenden Baugrösse.<br />
- Entspricht der Flansch einem normalen oder einem reduzierten IEC Flansch<br />
- Hat der <strong>Motor</strong> eine IEC Welle oder eine Sonderwelle<br />
- Kann der Getriebemotor durch einen IEC <strong>Motor</strong> ausgetauscht werden<br />
- Ist die Sonderwelle des Flanschmotors magnetisierbar<br />
- Muss der <strong>Motor</strong> für Schweranlauf geeignet sein<br />
- Muss der <strong>Motor</strong> für Umrichterbetrieb geeignet sein<br />
- Handelt es sich um einen <strong>Motor</strong> zur bestimmungsgemässen Verwendung in explosionsgefährdeten<br />
Bereichen<br />
- Muss bei einem Ersatz der thermische Überstromauslöser ausgetauscht werden<br />
- Von was ist die Belastung des <strong>Motor</strong>s abhängig (Verfahrensbeschreibung)<br />
- usw.<br />
Schlussfolgerung<br />
Bei der Sanierung einer Anlage ist die Vernetzung von Fachexperten aus den verschiedensten Fachbereichen<br />
wie Verfahrenstechnik, Antriebstechnik, Maschinenhersteller und Betreiber nebst einem <strong>Motor</strong> mit einem nach<br />
ökonomischen Grundsätzen optimierten Wirkungsgrad eine Grundvoraussetzung<br />
- 62 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Effiziente Elektromotoren<br />
bei neuen Anforderungen an Bauten<br />
Christoph Gmür<br />
Die Kantone setzen auf energieeffiziente Gebäude. Gemäss den erneuerten Mustervorschriften<br />
der Energiedirektorenkonferenz (EnDK) dürfen Neubauten künftig nur<br />
noch rund halb soviel Wärmeenergie verbrauchen, wie heute. Dies entspricht einer<br />
Annäherung an die bisherigen MINERGIE-Anforderungen. Energieeffizienzmassnahmen<br />
führen oft zu einem vermehrten Einsatz von Elektromotoren, womit die Effizienz<br />
dieser Elektromotoren zu einem Faktor für den Gesamtstrombedarf werden wird.<br />
Für den Erlass von Vorschriften im Gebäudebereich sind primär die 26 Kantone zuständig. Um trotzdem<br />
ein hohes Mass an Harmonisierung zu erreichen, erarbeiten sie gemeinsam Mustervorschriften<br />
und auch gemeinsame Formulare und Anwendungshilfen, um damit die Bauplanung und die Bewilligungsverfahren<br />
für Bauherren und Fachleute, die in mehreren Kantonen tätig sind, zu vereinfachen.<br />
Rund die Hälfte des Schweizerischen Energieverbrauches entfällt auf die Gebäude. Entsprechend<br />
zentral ist im energie- und versorgungspolitischen Kontext die Qualität des schweizerischen Gebäudeparks.<br />
In den letzten Jahren ist die Wärmeversorgung<br />
unserer Bauten<br />
aufgrund der stark steigenden<br />
Energiepreise und der umweltrelevanten<br />
Auswirkungen – insbesondere<br />
des CO2-Ausstosses –<br />
verstärkt ins Blickfeld der Öffentlichkeit<br />
gerückt. Während 1975 ein<br />
üblicher Neubau um 20 Liter Heizöl-Äquivalente<br />
pro Quadratmeter<br />
für Heizung und Wassererwärmung<br />
benötigte, sind es derzeit<br />
neun Liter und dank der nun neu<br />
verabschiedeten Mustervorschriften<br />
wird dieser<br />
Verbrauch nochmals auf 4,8 Liter Heizöl-Äquivalente pro Quadratmeter halbiert und dem bisherigen<br />
MINERGIE-Standard angenähert. Dazu sehen die Mustervorschriften verschiedene Massnahmen vor,<br />
die im Folgenden näher betrachtet werden sollen.<br />
Die erste Voraussetzung für einen tiefen Gesamtverbrauch ist eine gute Wärmedämmung. Die Anforderungen<br />
an die Wärmedämmung werden um etwa 30% erhöht. Dazu kommt die Vorgabe, dass<br />
höchstens 80% des zulässigen Bedarfs mit nichterneuerbaren Energien gedeckt werden. Die restlichen<br />
20 Prozent sind durch verbesserte Wärmedämmung, effizientere Haustechnik oder durch erneuerbare<br />
Energien zu decken. Diese Vorschrift wurde im Oktober 1997 im Kanton Zürich eingeführt und<br />
hat viele Veränderungen ausgelöst oder beschleunigt: Während vorher eine Oel- oder<br />
- 63 -<br />
AWEL Amt für<br />
Abfall, Wasser, Energie und Luft<br />
Abteilung Energie<br />
Stampfenbachstr. 12, Postfach, 8090 Zürich<br />
Telefon: 043 259 42 66<br />
Telefax: 043 259 51 59<br />
Internet: www.awel.zh.ch<br />
E-Mail: christoph.gmuer@bd.zh.ch<br />
Direktwahl: 043 259 42 70
Erdgasheizung die übliche Heiztechnik war, stellten wir bereits 1999 fest, dass bei Einfamilienhäusern<br />
die Wärmepumpen an erster Stelle standen. In letzter Zeit wurden immer öfters auch grössere Wärmepumpen<br />
für Mehrfamilienhäuser oder gar ganze Überbauungen realisiert. Und damit sind wir bei<br />
den Elektromotoren. In Anbetracht der grossen Anzahl ist offensichtlich, dass die Effizienz der <strong>Motor</strong>en<br />
eine wichtige Rolle spielt.<br />
Eine Herausforderung für das künftige Bauen stellt der sommerliche Wärmeschutz dar. Wenn wir heute<br />
neue Gebäude planen und bauen, interessiert uns, welches Klima sie erleben werden. Obwohl<br />
präzise Aussagen kaum im Voraus möglich sind, haben die Klimatologen eine Prognose erarbeitet<br />
und quantifizieren diese als Bandbreite: Bis 2050 wird es gegenüber den heute verwendeten Klimadaten<br />
von 1990 im Jahresmittel etwa 2 °C bis 3 °C wärmer. Temperaturen wie im extremen Sommer<br />
2003 können zum Normalfall werden. Wie reagieren wir darauf? Braucht es überall Klimaanlagen oder<br />
Klimageräte, wie heute schon in den Zügen, Trams, Bussen und Autos? Bei Bauten kann mit einem<br />
Sonnenschutz viel erreicht werden, deshalb setzen die Mustervorschriften hier an. Auf Grund der<br />
Norm SIA 382/1 mit den Grundlagen und Anforderungen an Lüftungstechnische Anlagen ist zudem<br />
bei klimatisierten Bauten eine fassadenweise nach der Globalstrahlung gesteuerte Sonnenschutzeinrichtung<br />
Stand der Technik. Damit sind wir schon wieder bei den Elektromotoren.<br />
Im Hinblick auf einen tiefen Stromverbrauch soll die Kaltwassertemperatur bei einer Klimaanlage nicht<br />
tiefer als nötig ausgelegt werden. Neu geben die Mustervorschriften deshalb Vorgaben an die Kaltwassertemperatur<br />
und auch an die Leistungszahl (COP, Coefficient Of Performance) der Anlagen.<br />
Diese Anforderung ist sogar „voller“ Elektromotoren. In den COP ist nicht nur der Antriebsmotor der<br />
Kältemaschine einzurechnen, selbst die <strong>Motor</strong>en der Pumpen und Ventilatoren für die Rückkühlung<br />
gehen mit ein.<br />
Tabelle: Übersicht Mustervorschriften der Kantone<br />
Thermische Energie Heizungsanlagen Lüftungs- und Klima-<br />
im Hochbau<br />
anlagen<br />
Norm SIA 380/1 Norm SIA 384/1 (Aus- Norm SIA 382/1 (Aus-<br />
(Ausgabe 2009) gabe 2009)<br />
gabe 2007)<br />
• Einzelanforderungen • Maximale Vorlauf- • Wirkungsgrad der<br />
an Bauteile, oder temperaturWärmerückgewin-<br />
• Systemnachweis an • Einzelraumregelung nung<br />
den Heizwärme- • Kondensation bei • Wärmedämmung<br />
bedarf<br />
Heizkesseln<br />
Kanäle + Apparate<br />
• Sonnenschutz / • Elektroheizungen • Maximale Luftge-<br />
sommerlicher Wär- • Wärmedämmung schwindigkeitmeschutz<br />
von Leitungen und • Technische Anfor-<br />
Speichern<br />
derungenKaltwassertemperatur und<br />
COP<br />
Höchstanteil an nicht erneuerbaren Energien<br />
- 64 -<br />
Elektrische Energie<br />
Norm SIA 380/4 (Ausgabe<br />
2006)<br />
• Strombedarf der<br />
Beleuchtung (von<br />
Nicht-Wohnbauten)<br />
• Strombedarf der<br />
Lüftungs- und Klimaanlagen<br />
(von<br />
Nicht-Wohnbauten)<br />
Elektromotoren sind überall zu finden. Diese Übersicht zeigt, dass die Kantone keine direkten Anforderungen<br />
an Elektromotoren erlassen. Dies entspricht der Aufgabenteilung von Bund und Kantonen.<br />
Während die Kantone für den Gebäudebereich und damit eher Anwendungen der Elektromotoren<br />
zuständig sind, sind dem Bund die Fahrzeuge und die Geräte zugewiesen. Zu letzteren gehören auch<br />
die Elektromotoren. Gerade jetzt läuft das Vernehmlassungsverfahren zu einer Änderung der eidgenössischen<br />
Energieverordnung, es sollen nun Mindestanforderungen an elektrische Normmotoren<br />
eingeführt werden. Auf diese Weise ergänzen sich die kantonalen und die eidgenössischen Vorschriften<br />
mit dem Ziel einer möglichst guten Energieeffizienz.<br />
Weitere Informationen zu den Mustervorschriften: www.endk.ch oder www.energie.zh.ch.
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Effizienz als nachhaltige Investmentchance<br />
Robert Hauser<br />
Zürcher Kantonalbank (ZKB), Leiter Nachhaltigkeitsresearch, IRN<br />
Josefstrasse 222, 8005 Zürich<br />
Telefon +41 44 292 33 16, Fax +41 44 448 90 98, E-Mail robert.hauser@zkb.ch<br />
Briefadresse: Postfach, 8010 Zürich, http://www.zkb.ch<br />
Die Politik beginnt zu agieren<br />
Im Februar 2007 hat der Bundesrat entschieden, seine Energiepolitik auf vier Säulen abzustützen: auf<br />
Energieeffizienz, erneuerbare Energien, den Ersatz und Neubau von Grosskraftwerken zur Stromproduktion<br />
sowie auf die Energieaussenpolitik. Zur Konkretisierung dieser vier Säulen hat das UVEK<br />
unter anderem Aktionspläne zur Energieeffizienz und zu den erneuerbaren Energien erarbeitet, die<br />
vom Bundesrat im Februar 20<strong>08</strong> verabschiedet wurden. Die wichtigsten Massnahmen haben sich in<br />
Revisionen des Energiegesetzes und der Energieverordnung niedergeschlagen. Sie beinhalten einerseits<br />
Transparenzmassnahmen (wie den Gebäude-Energieausweis) und Mindestvorschriften für elektronische<br />
Geräte und Lampen sowie für elektrische <strong>Motor</strong>en.<br />
Auch der nationale Energieeffizienzplan in Deutschland zeigt die grossen Potenziale der Energieeffizienz<br />
auf. Dabei stehen vier Aspekte für das Ziel einer nachhaltigen Energieversorgung im Vordergrund.<br />
Erstens ist die Senkung des Energieverbrauchs ökonomisch und ökologisch richtig. Zweitens<br />
ist das Potenzial der Energieeffizienz mit den heute verfügbaren technisch und wirtschaftlich vernünftigen<br />
Massnahmen sehr gross. Drittens schaffen Energieeffizienz und erneuerbare Energien mehr<br />
Arbeitsplätze als die bestehende Energiepolitik. Und schliesslich viertens, verringert die Investitionen<br />
in die Energieeffizienz die Abhängigkeit von Energieimporten.<br />
Am Beispiel der beiden Länder Schweiz und Deutschland wird ersichtlich, dass die Politik der Energieeffizienz<br />
einen sehr hohen Stellenwert beimisst. Auch in der Wissenschaft steht die Energieeffizienz<br />
bei der Bekämpfung des Klimawandels an erster Stelle, wie dies im IPCC-Bericht von 2007 festgehalten<br />
wurde. Abgeleitet aus diesen politischen und wissenschaftlichen Vorgaben kann man davon<br />
ausgehen, dass sich in naher Zukunft ein grosser Markt für Energieeffizienz-Technologien entwickeln<br />
wird.<br />
Energieeffizienz hat viele Facetten<br />
Im Folgenden einige Kommentare zu den sechs Bereichen Industrie, Gebäude, Konsumgüter, Beleuchtung,<br />
Mobilität und Energieversorgung, in denen eine Steigerung der Energieeffizienz sowohl<br />
aus Klima- wie auch aus wirtschaftlicher Sicht sinnvoll ist.<br />
a. Industrie<br />
Industrielle Elektromotoren und –motorensysteme in der Industrie und im Dienstleistungsbereich sind<br />
für rund 40% des weltweiten Stromverbrauchs verantwortlich. Die Energieeffizienz eines Elektromotorensystems<br />
kann im Normalfall um 20 bis 30 % verbessert werden, was einem enormen, unangetasteten<br />
Potenzial für kosteneffektive Energieeinsparungen und Treibhausgasreduktionen gleichkommt.<br />
Staaten mit einer Minimalanforderung an die Energieeffizienz von Elektromotoren weisen schon heute<br />
eine Durchdringung mit hocheffizienten <strong>Motor</strong>en von 70% auf. Staaten ohne Minimalanforderungen,<br />
aber mit freiwilligen Programmen, bringen es hingegen nicht einmal auf einen Anteil von 10%.<br />
- 65 -
. Raum- und Prozesswärme<br />
Rund ein Viertel des Energieverbrauchs in der Schweiz entfällt auf das Wohnen: Heizen, Kühlen,<br />
warmes Wasser und Beleuchtung sind dabei die verursachenden Faktoren. Bezieht man auch Geschäftshäuser<br />
mit ein, wird sogar die Hälfte der in der Schweiz verbrauchten Energie für Bau, Unterhalt<br />
und Betrieb von Gebäuden verwendet. Will man also den Energieverbrauch unserer Gesellschaft<br />
wirksam senken, ist es unerlässlich, energiesparende Gebäude zu bauen und bestehende zu sanieren.<br />
Einige wichtige Massnahmen sind etwa: Dach- und Wandisolationen, Isolierverglasung, Komfortlüftung,<br />
Nutzung von Umweltwärme (z.B. durch Sonnenkollektoren, Erdwärme) und anderes. Mit der<br />
konsequenten Anwendung heute verfügbarer Technologien könnte man den Energieverbrauch (nicht<br />
nur für Raumwärme) für das Wohnen bis 2050 um knapp 50 % vermindern.<br />
c. Konsumgüter<br />
Die Haushaltgeräte und die Konsumelektronik verbrauchen grosse Mengen an Elektrizität durch ihre<br />
Standby-Verbräuche. Von Interesse ist auch der Anteil des Standby-Verbrauchs am gesamten Elektrizitätsverbrauch<br />
eines Gerätes, da dieser Wert für die Effizienz massgebend ist. Ein extrem hoher Anteil<br />
von 84% hat der Standby-Verbrauch bei Kaffeemaschinen am Arbeitsplatz. Ansatzpunkte zur Effizienzsteigerung<br />
bei den Kaffeemaschinen existieren, insbesondere Auto-off-Funktionen. Analoge<br />
Schlüsse können natürlich auch für Standby-Verbräuche bei der Konsumelektronik gezogen werden<br />
d. Beleuchtung<br />
Das Ende des Zeitalters der alten Glühbirne hat angefangen. Die Glühbirne produziert vor allem Wärme<br />
(95%) und wenig Licht (5%). Mit den schon lange erhältlichen Fluoreszenz-Röhren und den neueren<br />
Sparlampen lassen sich Einsparung zwischen 15 bis 80% erzielen. Neuere Technologien wie<br />
etwa LED (Light Emitting Diode) werden den Trend zu energieeffizienterer Beleuchtung verstärken.<br />
Die Beleuchtung ist für rund 19% des globalen Stromverbrauchs verantwortlich.<br />
e. Mobilität<br />
Neben der Beleuchtung entstehen die grössten Energieverluste im Strassenverkehr/-transport. Von<br />
der eingesetzten Energie werden nur rund 20% für den Antrieb verwendet, die restlichen 80% gehen<br />
verloren. Geeignete Lösungen im Mobilitätsbereich, die eine höhere Effizienz aufweisen, sind heute<br />
schon vorhanden: Dreiliter-Auto, Gasmotoren, Hybridfahrzeuge, leichtere Fahrzeuge, alternative<br />
Treibstoffe, Elektrofahrzeuge und nicht zuletzt der öffentliche Verkehr oder Bahntransporte.<br />
f. Strom- und Wärmeversorgung<br />
Ein grosses Potenzial für die Reduktion der Umweltbelastung liegt aber auch in der effizienteren Nutzung<br />
herkömmlicher Energieträger. Dies lässt sich zum Beispiel durch die Steigerung der Effizienz<br />
von konventionellen Kraftwerken bewerkstelligen. Noch intelligenter ist aber die dezentrale Nutzung<br />
der fossilen Energieträger in Wärmekraftkopplungs-Anlagen. Durch die gleichzeitige Produktion von<br />
Wärme und Elektrizität steigt der Gesamtwirkungsgrad der Anlagen auf bis zu 80 bis 90 % massiv an.<br />
Im Weiteren können in Zukunft auch Brennstoffzellen bei der dezentralen Energieversorgung mit<br />
Wärme und Elektrizität eine Rolle spielen.<br />
Chancen für Unternehmen und Investoren<br />
Wie die vorangehenden Ausführungen aufgezeigt haben, eröffnen sich für Unternehmen im Bereich<br />
Energieeffizienz grosse Chancen. Für die Unternehmen besteht die Schwierigkeit herauszufinden,<br />
wann die Zeit für ihre Technologie gekommen ist und ob das Unternehmen auch bereit ist für das<br />
grosse Wachstum. Für die Investoren stellt sich die Frage, welche Unternehmen bringen das richtige<br />
Produkt zum richtigen Zeitpunkt auf den Markt. Das Nachhaltigkeitsresearch der ZKB verfolgt die politischen,<br />
gesellschaftlichen und technologischen Entwicklungen und leitet die entsprechenden Empfehlungen<br />
für Investoren ab. Daraus entstehen dann Anlageprodukte wie Nachhaltigkeitsfonds (z.B. ZKB<br />
Nachhaltigkeits Vision) oder nachhaltige strukturierte Produkte, so genannte Nachhaltigkeits-Baskets<br />
(etwa auf erneuerbare Energien oder Gebäudeeffizienz).<br />
- 66 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
What is S.A.F.E. ?<br />
Zürich, 19. November 20<strong>08</strong>, (CUB:c:\daten\ms<strong>08</strong>\vor-nachspann\what is safe.doc)<br />
Founded 1998<br />
Status Non governmental agency NGO, association by Swiss law.<br />
Energy Agency under contract from Swiss Federal Office of Energy in<br />
the SwissEnergy Program since 2001<br />
Mission Energy efficiency with a focus on electricity<br />
Representation Ecological and consumer interests<br />
Members 10 individuals and 4 collective members:<br />
WWF Switzerland, equiterre, SKS and SES<br />
President Giuse Togni<br />
Director Paul Schneiter<br />
Members of the board Armin Braunwalder, Eric Bush, Conrad U. Brunner, Stefan Gasser, Jürg<br />
Nipkow, Felix Meier, Christa Mutter, Paul Schneiter, Giuse Togni.<br />
Media partner Consuprint (K-Tipp, Saldo) www.saldo.ch, www.ktipp.ch<br />
Faktor Publishers (factor journal and books) www.faktor.ch<br />
Major projects Topten (Eric Bush) www.topten.ch<br />
Lighting (Stefan Gasser) www.toplicht.ch<br />
Household demand (Stefan Gasser) www.energybox.ch<br />
<strong>Motor</strong>s (Conrad U. Brunner) www.topmotors.ch<br />
Energy efficiency (Jürg Nipkow) www.energysystems.ch<br />
Consumer advise (Giuse Togni) www.energy-efficiency.ch<br />
Media (Armin Braunwalder, Christa Mutter) www.energie-effizienz.ch,<br />
www.efficace.ch<br />
International projects Euro Topten (Energy Intelligent Europe) www.topten.info<br />
Energy+ pumps www.energypluspumps.eu<br />
Remodece www.isr.uc.pt/~remodece<br />
SEEEM www.seeem.org<br />
<strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> <strong>Annex</strong> www.motorsystems.org<br />
Address S.A.F.E.<br />
Schaffhauserstrasse 34, CH 8006 Zurich Switzerland<br />
Tel +41 (0)44 362 92 31<br />
www.energieeffizienz.ch<br />
www.efficace.ch<br />
www.energy-efficiency.ch<br />
- 67 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
What is Topmotors ?<br />
www.topmotors.ch Topmotors is powered by S.A.F.E. and supported by SwissEnergy<br />
Zürich, 19. November 20<strong>08</strong>, (CUB:c:\daten\ms<strong>08</strong>\what is topmotors.doc)<br />
Topmotors is the implementation program for energy efficient electric motor systems within the<br />
framework of SwissEnergy in Switzerland. It is operated by S.A.F.E. the Swiss Agency for Efficient<br />
Energy Use. There are partnership projects for pilot projects, implementation and training<br />
with professional industry groups (EnAW and ÖBU) as well as utilities (EKZ, BKW), Canton of<br />
Zurich (Awel) and industry associations (Swissmem, SwissTnet).<br />
Topmotors aims at improving electric motor systems in pumps, fans, compressors and mechanical<br />
traction that are used in industry, infrastructure projects and large buildings.<br />
Topmotors has run a series of pilot projects in industry and infrastructure plants. It provides<br />
training for energy efficiency consultants and technical staff in industry.<br />
Topmotors has the <strong>Motor</strong>-Check available, a multi step audit for existing motors in industry.<br />
First step Rough overall calculation of motors as fraction of total electric energy use, estimate<br />
of potential energy savings based on age and structure of motor park.<br />
Tool: SOTEA (software tool for efficiency potential)<br />
Second step Accounting of running motor stock, 1-2-3 test by age, size and annual hours of<br />
operation. Priority for replacements.<br />
Tool: ILI (intelligent motor list)<br />
Third step Investment plan for systematic three year improvement program.<br />
Tool: LCC (Life Cycle Calculator)<br />
Fourth step Preventive maintenance plan. Detailed motor analysis and replacement plan.<br />
Priorities for downsizing, use of frequency inverters and IE3 motors.<br />
Tool: OPAL (Engineering tool for motors)<br />
The web site also gives a number of technical support documents:<br />
• Rating plate How to read and interpret<br />
• On site measurements<br />
Necessary equipment and possible interpretation for partial and<br />
changing load<br />
• Load profiles Interpretation of year, week and day profiles for average running hours.<br />
• Available IE3 List of distributors and manufacturers of Premium Efficiency IE3 motors<br />
• Average cost Cost in CHF/kW for standard IE3 motors and frequency inverters<br />
Access to more detailed motor and drive engineering software tools and motor database:<br />
• EuroDEEM European motor database<br />
• <strong>Motor</strong> Master+ International motor database<br />
If you want to receive the Topmotors newsletter register at www.topmotors.ch<br />
- 68 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Was ist Topmotors ?<br />
www.topmotors.ch Topmotors is powered by S.A.F.E. and supported by SwissEnergy<br />
Topmotors ist das Umsetzungsprogramm für energieeffiziente elektrische Antriebe innerhalb<br />
des Programms EnergieSchweiz. Topmotors wird von S.A.F.E. der Schweizerischen Agentur<br />
für Energieeffizienz organisiert. Dabei gibt es Partnerschaftsprojekte für die Umsetzung und<br />
Ausbildung mit EnAW, ÖBU, EKZ und BKW, dem Kanton Zürich (Awel) sowie mit ProKlima,<br />
Swissmem und SwissTnet.<br />
Topmotors will die Energieeffizienz von Pumpen, Ventilatoren, Kompressoren und mechanischen<br />
Traktionsanlagen in der Industrie, in Infrastrukturanlagen und grossen Gebäuden<br />
verbessern.<br />
Topmotors hat bereits eine Reihe von Pilotanlagen in der Industrie und in Infrastrukturanlagen<br />
untersucht. Topmotors bietet Ausbildungskurse für Energieberater und technisches Personal in<br />
der Industrie an.<br />
Topmotors präsentiert einen <strong>Motor</strong>-Check auf der Basis eines mehrstufigen Industrieaudits:<br />
Erster Schritt Grobe Gesamtrechnung des elektrischen Energieverbrauches, des Anteils<br />
der elektrischen Antriebe und Schätzung des Effizienzpotenzials nach Alter<br />
und Nutzung der Anlagen.<br />
Tool: SOTEA (Software Tool für Effizienzpotenzial)<br />
Zweiter Schritt Aufnahme des <strong>Motor</strong>enbestandes, 1-2-3 Test nach Alter, Grösse und Betriebsstunden.<br />
Prioritäten für Ersatz.<br />
Tool: ILI (Intelligente <strong>Motor</strong>enliste)<br />
Dritter Schritt Investitionsplan für systematisches Verbesserungsprogramm innert der<br />
nächsten drei Jahre.<br />
Tool: LCC (Life Cycle Calculator)<br />
Vierter Schritt Präventiver Unterhaltsplan. Vor Ort Messkampagnen, Prioritäten für Downsizing,<br />
Einsatz von Frequenzumformern, und IE3 <strong>Motor</strong>en.<br />
Tool: OPAL (Engineering tool)<br />
Im Internet werden eine Reihe von Merkblättern vorgestellt:<br />
• Typenschild Wie wird das Typenschild am <strong>Motor</strong> gelesen und interpretiert<br />
• Messungen vor Ort<br />
Nötige Messgeräte zur Ermittlung von Lastprofilen und zur Bestimmung<br />
des Teillastanteils.<br />
• Lastprofile Interpretation des elektrischen Jahres-, Wochen- und Tagesgangs zur<br />
Bestimmung der mittleren Jahresbetriebsdauer.<br />
• Lieferliste IE3 Liste der Hersteller und Händler von Premium-effizienten IE3 <strong>Motor</strong>en<br />
• Kosten Spezifische Kosten CHF/kW für Standardmotoren und<br />
Frequenzumformer.<br />
Der Zugang zu detaillierten Engineering Softwareapplikationen ist auch vorhanden:<br />
• EuroDEEM European <strong>Motor</strong>endatenbank<br />
• <strong>Motor</strong> Master+ Internationale <strong>Motor</strong>endatenbank<br />
Wenn Sie den Topmotors Newsletter erhalten wollen, registrieren Sie sich unter<br />
www.topmotors.ch<br />
- 69 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
What is SEEEM ?<br />
Zürich, 19. November 20<strong>08</strong>, (CUB:c:\daten\ms<strong>08</strong>\what is seeem.doc)<br />
The harmonization initiative Standards for Energy Efficiency of <strong>Electric</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> (SEEEM)<br />
is an independent, multi-stakeholder community of practice to promote rapid market diffusion of<br />
high-efficiency industrial electric motor component technologies and systems worldwide<br />
(www.seeem.org). The initiative was launched on 20 June 2006 in London. It is concluded by<br />
the end of 20<strong>08</strong> with the <strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> <strong>Electric</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> <strong>Annex</strong> taking over some of his tasks.<br />
The SEEEM History 2005 - 20<strong>08</strong><br />
Date Place Event/Institution Description<br />
4 September 2005 Heidelberg<br />
Germany<br />
EEMODS'05 Informal Workshop: <strong>Motor</strong> Efficiency Standards<br />
and Harmonization Initiatives, chair<br />
- 70 -<br />
Paolo Bertoldi<br />
18/19 April 2006 New York SEEEM SEEEM Technical Advisory Group meeting,<br />
USA, ICA<br />
chair Conrad U. Brunner<br />
15/16 May 2006 Paris France <strong>IEA</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> Workshop, chair Richard<br />
Bradley<br />
20 June 2006 London UK EEDAL'06 SEEEM Side Event: Launch, chair Conrad U.<br />
Brunner<br />
30 October 2006 Frankfurt IEC TC2 1 st WG31 Meeting, chair Martin Doppelbauer<br />
Germany<br />
9 March 2007 Paris France <strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> Implementing Agreement on Efficient <strong>Electric</strong>al<br />
End-Use Equipment: Definition Work-<br />
9 April 2007 Zurich Switzerland<br />
<strong>Motor</strong> Summit<br />
2007<br />
shop, chair Peter Cunz<br />
SEEEM Side Event: Working Groups 1, 2<br />
and 3, chairs Paul Waide & Anne Arquit<br />
Niederberger, Anibal de Almeida, Conrad U.<br />
Brunner<br />
10/11 May 2007 Washington<br />
DC USA<br />
IEC TC2/NEMA 2 nd WG31 Meeting, chair Martin Doppelbauer<br />
13/14 June 2007 Beijing China EEMODS'07 SEEEM Side Event: Strategy, chair Conrad<br />
U. Brunner<br />
9 July 2007 Paris France <strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> First preliminary ExCo meeting: <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong><br />
<strong>Annex</strong>, chair Ture Hammar<br />
8/9 November Paris France <strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> ExCo meeting. <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> Project Draft<br />
2007<br />
proposal, chair Ture Hammar<br />
4/5 December Beijing China APP and APEC Workshop on Efficient <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong>, chairs<br />
2007<br />
Zhang Xin/CNIS and Melanie Slade/AGO<br />
26/28 March 20<strong>08</strong> Johannesburg<br />
South Africa<br />
IEC TC2 3 rd WG31 Meeting, chair Martin Doppelbauer<br />
27 May 20<strong>08</strong> Brussels Bel- European Ecodesign Energy-using products. Consultagium<br />
Commission tion Forum on motors, pumps and fans, chair<br />
André Brisaer, technical study by Anibal de<br />
Almeida, presentation by Rob Boteler/NEMA<br />
10 June 20<strong>08</strong> Zurich Switzer- <strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong>: Kick-off meeting, chair Rolandland<br />
Brüniger<br />
23/24 October Washington <strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> ExCo meeting: <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> Project, chair<br />
20<strong>08</strong><br />
DC USA<br />
Hans-Paul Siderius<br />
24 November 20<strong>08</strong> Zurich Switzer- <strong>Motor</strong> Summit SEEEM Side Event: with <strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> and EuP,<br />
land<br />
20<strong>08</strong><br />
chairs Conrad U. Brunner, Ismo Grönroos-<br />
Saikkala, Roland Brüniger<br />
The archive of SEEEM documents will be available from 2009 at the new website www.motorsystems.org
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
What is <strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> MS ?<br />
Zürich, 19. November 20<strong>08</strong>, (CUB:c:\daten\ms<strong>08</strong>\what is iea 4e ms.doc)<br />
In April 20<strong>08</strong> the new <strong>IEA</strong> Implementing Agreement<br />
“Efficient <strong>Electric</strong>al End-Use Equipment" <strong>4E</strong> was<br />
launched. So far 10 countries work together to improve<br />
energy efficiency in set-top boxes, standby, motors and<br />
lighting; they engage in benchmarking and mapping of<br />
best available products. www.iea-4e.org.<br />
<strong>Electric</strong> motors around the globe use 40% of the total electricity demand for pumps, fans, compressors<br />
and mechanical traction in industry, infrastructure and large buildings. In order to bring<br />
together the technical knowledge, best practice and political experience a <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> <strong>Annex</strong><br />
was defined in <strong>4E</strong>. The goal of MS is to contribute in the international community - both in industrialized<br />
and developing countries - to improve energy efficiency for electric motor systems<br />
through information, capacity building and training, mandatory standards, incentive programs<br />
and other activities.<br />
The <strong>4E</strong> <strong>Electric</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> <strong>Annex</strong> was launched in October 20<strong>08</strong>. It consists of the following<br />
tasks www.motorsystems.org:<br />
Austria<br />
Australia<br />
Tasks Countries<br />
Contact (Task<br />
Leader)<br />
OP Operating Agent Conrad U. Brunner<br />
A Implementation Support & Outreach Conrad U. Brunner<br />
B Technical Guide for <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> Hans Andersen<br />
C Testing Centers Sarah Hatch<br />
D Instruments for Coherent <strong>Motor</strong> Policy<br />
Sarah Hatch<br />
Konstantin Kulterer<br />
E Training & Capacity Building Hans Andersen<br />
F Energy Management in Industry (Frank Hartkamp)<br />
G New <strong>Motor</strong> Technologies Charles Gaisford<br />
H Total <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> Integration Charles Gaisford<br />
Canada<br />
- 71 -<br />
Denmark<br />
France<br />
Japan<br />
Netherland<br />
Participant in Task<br />
Task leader<br />
Switzerland is the lead country and represented in the <strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> Executive Committee by Roland<br />
Brüniger. Conrad U. Brunner (cub@cub.ch) has been nominated as Operating Agent for the first<br />
project phase from 20<strong>08</strong> to 2011. At the Side Event of the MS’<strong>08</strong> on 24 November 20<strong>08</strong> in Zurich<br />
the starting phase will be discussed.<br />
If your country wants to participate please send an email to cub@cub.ch.<br />
www.motorsystems.org<br />
South Africa<br />
Switzerland<br />
UK
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Abbreviations<br />
Zürich, 19. November 20<strong>08</strong>, (CUB:c:\daten\ms<strong>08</strong>\abkürzungen.doc)<br />
<strong>4E</strong> <strong>IEA</strong> Implementing Agreement: Efficient <strong>Electric</strong>al End-Use Equipment<br />
AC Alternating Current<br />
ACEEE American Council for an Energy Efficient Economy<br />
ASD Adjustable Speed Drive<br />
BEE Bureau of Energy Efficiency, India<br />
BFE Bundesamt für Energie (SFOE)<br />
CC Code of Conduct<br />
CDM Clean Development Mechanism<br />
CEMEP European Committee of Manufacturers of <strong>Electric</strong>al Machines and Power<br />
Electronics<br />
CNIS China National Institute of Standardization<br />
CSA Canadian Standards Association<br />
DC Direct Current<br />
DETEC Federal Department of Environment, Transport, Energy and<br />
Communication<br />
DG TREN European Commission, Directorate General Transport and Energy<br />
DOE US Department of Energy<br />
EC European Commission<br />
ECI European Copper Institute<br />
ECM Electronically Commutated <strong>Motor</strong><br />
Ecodesign EC Directive for Energy-Using Products 2005/32/EC<br />
ECP Energy Conservation Plan<br />
Eff CEMEP motor classification (Eff 1, Eff 2, Eff 3)<br />
eh Star Testing method in IEC motor testing Standard IEC 60034-2-1:2007<br />
EnAW Energie-Agentur der Wirtschaft<br />
EPA US Environmental Protection Agency<br />
EPAct US Energy Policy Act, 1992 MEPS for electric motors<br />
ESCO Energy Services Company<br />
EU European Union<br />
EuP Ecodesign Directive for Energy-Using Products 2005/32/EC<br />
FU Frequenz Umrichter<br />
Gt Giga tonne (10 15 g)<br />
GW Gigawatt (10 9 W)<br />
hp Horse power (0.7457 W)<br />
Hz Hertz frequency<br />
ICA International Copper Association<br />
IE1 New IEC 60034-30 Energy Efficiency Class for electric motors (roughly<br />
equivalent to Eff 2): Standard Efficiency<br />
IE2 New IEC 60034-30 Energy Efficiency Class for electric motors (roughly<br />
equivalent to Eff1 and EPAct): High Efficiency<br />
IE3 New IEC 60034-30 Energy Efficiency Class for electric motors (roughly<br />
equivalent to NEMA Premium): Premium Efficiency<br />
<strong>IEA</strong> International Energy Agency, Paris France<br />
IEC International Electrotechnical Commission, Geneva Switzerland<br />
IEEE US Institute of <strong>Electric</strong>al and Electronics Engineers<br />
kW Kilowatt (10 3 W)<br />
LCC Life Cycle Cost<br />
LTA Long Term Agreement<br />
MCP <strong>Motor</strong> Challenge Programme<br />
- 72 -
MEPS Minimum Energy Performance Standard<br />
MS <strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> <strong>Annex</strong><br />
Mt Mega tonne (10 12 g)<br />
MW Megawatt (10 6 W)<br />
NABL National Accreditation Board for Testing and Calibration Laboratories, India<br />
NEMA National <strong>Electric</strong>al Manufacturers Association, USA<br />
NGO Non-Governmental Organization<br />
NIST US National Institute of Standards<br />
NVLAP US National Voluntary Lab Accreditation Program<br />
OEM Original Equipment Manufacturer<br />
PMM Permanent Magnet <strong>Motor</strong><br />
PWh Peta Watt Hour (10 15 Wh)<br />
rpm Rotations per minute<br />
S.A.F.E. Swiss Agency for Efficient Energy Use<br />
SEEEM Standards for Energy Efficiency of <strong>Electric</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong><br />
SFOE Swiss Federal Office of Energy<br />
TC Technical Committee (IEC)<br />
TCO Total Cost of Ownership<br />
Topmotors Swiss efficient motor systems implementation program<br />
TWh Tera Watt Hour (10 12 Wh)<br />
UNDP United Nations Development Programme<br />
UNEP United Nations Environment Programme<br />
UVEK Eidgenössisches Departement Umwelt, Verkehr, Energie und<br />
Kommunikation<br />
VA Voluntary Agreement<br />
VFD Variable Frequency Drive<br />
VSD Variable Speed Drive<br />
WG Working Group (IEC)<br />
W Watt<br />
- 73 -
<strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong>, Zurich Switzerland<br />
Supporters<br />
Zürich, 19. November 20<strong>08</strong>, (CUB:c:\daten\ms<strong>08</strong>\vor-nachspann\supporters.doc)<br />
S.A.F.E. wants to thank the following institutions that made the <strong>Motor</strong> Summit 20<strong>08</strong> possible:<br />
Sponsors:<br />
• SFOE/BFE with SwissEnergy<br />
• Canton of Zurich Awel (Baudirektion)<br />
Partners for this event:<br />
• EKZ<br />
• Energie-Agentur der Wirtschaft EnAW<br />
• Faktor Publishers, Zurich<br />
• <strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong> <strong>Annex</strong><br />
• <strong>Motor</strong>Challenge Switzerland<br />
• ÖBU<br />
• ProKlima<br />
• SEEEM Standards for Energy Efficiency of <strong>Electric</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong><br />
• Swiss Technology Network<br />
• Swissmem<br />
Industrial exhibitors and contributors:<br />
• Maxon <strong>Motor</strong>s Switzerland<br />
- 74 -
<strong>MOTOR</strong> <strong>SUMMIT</strong> <strong>08</strong><br />
Side Event for SEEEM, EuP and <strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong><br />
MS'<strong>08</strong> Side Event: Monday 24 November 20<strong>08</strong><br />
(Room: London, 1st fl oor)<br />
Time Topic Speaker<br />
09:00 Coffee<br />
09:30 Welcome to Side Event Conrad U. Brunner, S.A.F.E. and<br />
<strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong>, Switzerland<br />
10:00 SEEEM – Standards for Energy Effi -<br />
ciency of <strong>Electric</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong>:<br />
Report on activities since<br />
EEMODS’07 in Beijing<br />
10:30 Ecodesign Directive for Energy-using Products: EuP Lot 11 Technical<br />
Studies and Impact Assessement<br />
Chair: Ismo Grönroos-Saikkala, EC DG Tren, Brussels Belgium<br />
<strong>Motor</strong>s Anibal de Almeida, University of<br />
Coimbra, Portugal<br />
Variable Frequency Drives Pierre Angers, Hydro Quebec,<br />
Canada<br />
Pumps and Circulators Hugh Falkner, Atkins, UK<br />
Fans Urs Steinemann, Switzerland<br />
Political decision making process Paul Waide, <strong>IEA</strong>, Paris France<br />
12:00 General discussion and conclusions<br />
12:30 Lunch Hotel Glockenhof, fi rst fl oor<br />
14:00 <strong>IEA</strong> Implementing Agreement Effi cient <strong>Electric</strong>al End-Use Equipment<br />
<strong>4E</strong> <strong>Electric</strong> <strong>Motor</strong> <strong>Systems</strong><br />
Chair: Roland Brüniger, <strong>IEA</strong> <strong>4E</strong> ExCo, Switzerland<br />
State of Work Plan Conrad U. Brunner<br />
Involvement of present partners: Australia: Hugh Falkner<br />
Task leaders<br />
Austria: Konstantin Kulterer<br />
Denmark: Hans Andersen<br />
Switzerland: Conrad U. Brunner<br />
UK: Charles Gaisford<br />
Involvement of new partners Brazil: George Soares<br />
Canada: Terry Brennan<br />
China: Zhang Xin<br />
South Africa: Minnesh Bipath<br />
USA: Rob Boteler<br />
and: France, India, Japan, Korea,<br />
et al.<br />
17:00 General discussion and next steps<br />
18:00 End<br />
19:00<br />
20:00<br />
Reception<br />
Dinner<br />
Restaurant Urania<br />
Zentrum Glockenhof<br />
Sihlstrasse 33, 8001 Zurich<br />
Telephon +41 (0)44 225 93 93<br />
Restaurant Urania<br />
Uraniastrasse 7, 8001 Zurich<br />
Telephon +41 (0)44 210 28 <strong>08</strong><br />
Registration for Side Event and <strong>Motor</strong><br />
Summit: www.seeem.org<br />
Participation is free of charge for invited<br />
guests and speakers at the MS’<strong>08</strong>.<br />
For hotel accomodation see the MS’<strong>08</strong><br />
program.
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