Vanaf komende zomer verkopen fabrikanten alleen nog energiezuinige elektromotoren. De energiebesparingen zijn evident, maar de meerkosten zijn niet altijd snel terugverdiend. En oude elektromotoren zijn ook niet één op één te vervangen door energiezuinige exemplaren.

Door Tijdo van der Zee. In: PT Industrieel Management maart 2011

In het testcentrum van Vanderlande rollen de gele bakken – Tubtrax geheten – in sneltreinvaart over de lopende band. Die heeft daarmee wel wat weg van een achtbaan in een attractiepark. Tubtrax is een nieuw systeem om bagage beter te transporteren. De standaard formaat gele bakken maken het namelijk eenvoudiger om te automatiseren. Vanderlande produceert geautomatiseerde materialhandlingsystemen voor luchthavens, pakketsorteercentra en distributiecentra. Minder opvallend dan de gele bakken zijn de elektromotoren die de transportbanden aandrijven. Toch zit ook daar een innovatie. In plaats van de standaard IE1-motoren, gebruikt men hier energiezuinige IE2-motoren. Vanderlande heeft besloten om alle nieuw op te leveren systemen te voorzien van dit tweede type. “Er zijn projecten waar we overeen waren gekomen IE1-motoren te leveren. Omdat de oplevering hiervan niet voor juni plaats zal vinden, hebben we met de klant afgesproken om ook hier over te gaan op IE2-motoren. Op Schiphol bijvoorbeeld”, zegt Antonie Vos, Group leader R&D Baggage Handling.

Rendement

De Europese Ecodesignrichtlijn, die ingaat op 16 juni, stelt minimumeisen aan het rendement van elektromotoren. Leveranciers zijn daarom nog hard aan het werk om de laatste aanpassingen te maken, voordat zij de oude exemplaren uit de schappen moeten halen. Dit betekent niet dat een defecte elektromotor in de fabriek onmiddellijk vervangen moet worden door een nieuwe. Bij een oude motor kunnen de spoelen nog wel enkele keren gewikkeld worden voordat hij definitief de geest geeft, ook na 16 juni. “Maar als je dat twee keer hebt gedaan, neemt het rendement dermate af, dat vervanging door een nieuwe energiezuinige elektromotor zich snel terugverdient”, zegt Bas Oldenhof van energieadviesbureau KWA. Elektromotoren zitten overal. In 2006 gebruikten elektromotoren in de EU gezamenlijk 1067 TWh, terwijl de Europese elektriciteitsproductie in dat jaar lag op 3354 TWh. In een doorsnee fabriek wordt gemiddeld 70 procent van de totale hoeveelheid elektriciteit gebruikt door elektromotoren, in bijvoorbeeld lopende bandsystemen, koel/vriescombinaties, ventilatoren, pompen en persluchtcompressoren. De EU wil met de nieuwe richtlijn in 2020 jaarlijks 135 TWh besparen op het scenario business as usual.

Passen en meten

Volgens Gosse Brik, energieadviseur bij bureau DWA, variëren de besparingen op vollast van 2 procent bij grote motoren, tot 10 procent bij motoren onder 10 kW. Een kleine rekensom leert dat een besparing van bijvoorbeeld 5 procent op een 1 kW motor die 20 uur per dag, 350 dagen per jaar draait, met een kWh-prijs van 10 cent, een besparing oplevert van 35 euro. Niet echt iets om over te juichen. Toch kan die besparing oplopen, meent Brik. “De meeste motoren zijn ruimschoots overgedimensioneerd, tot wel 70 procent. Aangezien de nieuwe richtlijn ook eisen stelt aan deellastrendementen, zijn juist hier de grote besparingen te halen.” Daarnaast wijst zowel Brik als Oldenhof erop dat een energiezuinige motor het best aangeschaft kan worden, wanneer de oude aan vervanging toe is. “En omdat de nieuwe richtlijn de markt voor energiezuinige motoren groter maakt, zal de meerprijs ten opzichte van een conventionele motor snel dalen”, denkt Oldenhof. Toch zal in de meeste gevallen zo’n nieuwe motor niet zonder meer geplaatst kunnen worden in de bestaande situatie. Dat blijkt bijvoorbeeld bij nadere inspectie van de conveyorbelts van Vanderlande. De motoren zijn daarin liggend geplaatst. Aangezien energiezuinige motoren net iets groter zijn en een andere vorm hebben, was het passen en meten om de nieuwe exemplaren ook tussen de banden gepositioneerd te krijgen. Daarnaast, zo vertelt Vos, liggen de toerentallen en de aanloopkoppels net iets anders, waardoor de gehele afstelling opnieuw ingeregeld moet worden.

Geleidelijke optimalisering

Energieadviseurs Brik en Oldenhof benadrukken dat een energiezuinige elektromotor maar een van de onderdelen is in een energiezuinige installatie. Overdimensionering is een veelgehoord probleem. Een kleinere motor kan leiden tot grote besparingen. Daarnaast wordt in veel gevallen waarbij een wisselende belasting voorkomt, vaak een frequentieomvormer geadviseerd. Dat apparaat wordt bij verdere uitwerking van de Ecodesignrichtlijn in 2017 verplicht (zie kader). Afstelling vindt nu nog te vaak plaats door middel van het afknijpen van de smoorkleppen achter de motor. Brik: “Energieverliezen lopen hier op tot 70 procent. Een frequentieomvormer is dan snel terugverdiend.” Bij Vanderlande gelooft men meer in een aan-uit-systeem, dat met ICT en dus de juiste logistiek haalbaar is. Vos: “Dit scheelt al snel de helft aan energie.” De richtlijn voorziet in een geleidelijke optimalisering van het rendement: van een IE2-motor komende zomer, naar een IE3-motor in 2017. Gosse Brik van DWA raadt dit type al standaard aan. Bij Vanderlande draait inmiddels een IE4-motor op proef. Het is een permanentmagneetmotor. Vos denkt erover de stap naar de IE3-motor straks over te slaan. “Er gaan meer dingen spelen dan alleen energie. Wij zijn nu ook bezig met duurzaamheid en recyclebaarheid en dan wil je ook kijken naar het materiaalgebruik. Het kan goed zijn dat de IE4-motor wat dit betreft beter uit de bus komt.”

——————————————————————————————-

Kader

Regels en regelingen

De Ecodesignrichtlijn (Richtlijn 2005/32/EG inzake ecologisch ontwerp voor elektromotoren) voorziet in een drietrapsmodel, dat ingaat op 16 juni 2011. De kleinste motor die onder de richtlijn valt, een tweepolige motor met een uitgaand vermogen van 0,75 kW, moet in 2011 een efficiëntie hebben bereikt van ten minste 77,4 procent. De grootste motor, een 375 kW motor met 6 polen, moet een efficiëntie van 95 procent halen. Voor 2015 stelt de richtlijn nog scherpere eisen aan de elektromotor: deze moet nog energiezuiniger zijn of voorzien van een frequentieomvormer voor motoren van 7,5 kW tot 375 kW. In 2017 gaat de laatste fase in: ook in de vermogenscategorieën vanaf 0,75 kW gelden dan bovenstaande eisen. Elektromotoren worden nu nog ingedeeld in de EFF-classificatie, waarbij EFF2 staat voor conventioneel een EFF1 voor zuinig. In de nieuwe IE-indeling krijgt een energiezuinig model juist een hogere notering, die loopt van IE1 voor conventioneel tot IE4 voor extreem energiezuinig.

Energie Investeringsaftrek

Via de Energie Investeringsaftrek (EIA) is in 2011, net als in 2010, een energieadvies of maatwerkadvies of actieplan voor elektromotoren voor 41,5 procent van de winstbelasting af te trekken. Daarnaast komt ook een investering in een teruglevervoorziening van remenergie van elektrische motoren voor de EIA in aanmerking. Hieronder vallen vermogenselektronica bestaande uit: teruglevervoorziening remenergie, (eventueel) vliegwiel, (eventueel) supercondensator, (eventueel) chopperinstallatie, (eventueel) frequentieregelaar, (eventueel) vermogenselektronica/ vermogensregeling motor. De motor zelf komt niet in aanmerking.