Viele kleine Teile – große Wirkung

Stichworte wie Smart Home, intelligente Vernetzung und künstliche Intelligenz gehören heute fast schon zum privaten und beruflichen Alltag.

Mit dem Fokus auf die Haustechnik sollen diese cleveren Systeme und Produkte das Leben des Betreibers und den Praxisalltag des Fachhandwerkers verbessern – und das alles bei kinderleichter und sicherer Handhabung. Funktionsweisen zum Komfort und zur Sicherheit smarter Produkte und Systeme wurden bereits hinreichend in vielen Bereichen untersucht. Welche Rolle übernehmen aber speziell moderne Umwälzpumpen bei der Ressourcenschonung? Der folgende Beitrag gibt einen Überblick.

Genau mit dieser Frage beschäftigte sich das Forschungsprojekt „ResmaP“ („Ressourceneffizienz durch smarte Pumpen“). Gemeinsam untersuchten die Projektpartner im Rahmen des mehrjährigen Forschungsprojektes (Juli 2019 bis Dezember 2021), welche Auswirkungen der Einsatz smarter Pumpen auf die lebenszyklusweite Ressourceneffizienz hat. Die untersuchten Pumpen verfügen über zahlreiche elektronische Ausstattungsmerkmale, die im Betrieb die Energieeffizienz und Funktionalität der Systeme erhöhen. Dazu wurde erforscht, wie diese intelligenten Funktionalitäten in den Bereichen Service und Kreislaufführung zur Steigerung der Ressourceneffizienz über das gesamte Produktleben hinweg beitragen können.

Mit dem Dortmunder Pumpenhersteller Wilo SE, dem Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML sowie der TH Köln waren erfahrene Partner im Team. Als übergeordnete Ziele wurden die Verlängerung der Lebensdauer der verbauten Pumpen und der verwendeten Bauteile sowie deren Wiederverwendbarkeit definiert. Dazu untersuchte das Forschungsteam den Einfluss eines Remote-Services auf die Ressourceneffizienz sowie den Nutzen für die Umwelt und für das Fachhandwerk.

Ausgangslage im Projekt

Moderne Hocheffizienzpumpen liefern während ihres Lebenszyklus und darüber hinaus wertvolle Daten. Während der Betriebszeit dokumentiert die integrierte Datenaufzeichnung alle Informationen über die Betriebsstunden und die unterschiedlichen Betriebszustände. Bei Eintreten eines Ausfalls lassen sich Anlagenfehler leicht erkennen und gezielte Reparaturen ohne eine lange Fehlersuche durchführen. Das Auslesen der Daten erfolgt durch das Fachhandwerk entweder vor Ort oder aus der Ferne über die Remote-Anbindung. Neben der schnellen Fehlererkennung bei einem Pumpenausfall bietet die dauerhafte Aufzeichnung während der Betriebszeit wichtige Hinweise zum System und ermöglicht dem Fachhandwerk, zukünftige Systemausfälle zu vermeiden. Die spätere Auswertung der Daten durch den Hersteller nach dem Ende des Lebenszyklus liefert des Weiteren wichtige Hinweise für die Produktweiterentwicklung.

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projektes wurden die Potentiale der Ressourceneinsparung und Effizienzerhöhung untersucht und zusätzlich auch die Möglichkeiten zur Verbesserung der Kreislaufführung von Pumpenbauteilen und zur damit einhergehenden Erhöhung der Materialeffizienz ausgewertet.

Klimaschutz durch Kreislaufführung

Im Rahmen der Jahrestagung des bvse-Bundesverband Sekundärrohstoffe und Entsorgung e.V. erklärte Dr.-Ing. Alexander Janz vom Bundesministerium für Umwelt (BMU) im vergangenen Jahr: „Auf jeden Fall kann man sagen, dass das Recycling erheblich zur CO2-Einsparung beiträgt.” Der zusätzliche Blick auf die CO2-Belastung aus der Rohstoffgewinnung und -verarbeitung macht deutlich: Heute verbaute Pumpen sind das Materialdepot von morgen. Ohne eine optimierte Kreislaufführung dieser wertvollen Rohstoffe entsteht in der Welt demnächst ein Versorgungsproblem.

Der mehrstufige Projektplan hat von Anfang an eine umfangreiche Datenerhebung und Analyse aller Parameter vorgesehen. Dazu wurden die aktuellen Prozesse des Herstellers im Detail analysiert und als Grundlage für einen Versuchsbetrieb ausgewertet. Im praktischen Versuchsbetrieb wurden Bestandteile rückgeführter Pumpen auf ihren Zustand untersucht. Dabei wurden die Fragen danach beantwortet, ob eine softwareseitige Reparatur in Form eines Updates die Behebung von Problemen ermöglichen kann und in welcher Form reparierte Pumpen oder Bauteile den Weg zurück an den Markt finden können.

Im Rahmen einer beim ausgewählten Fachhandwerk durchgeführten Marktumfrage bewerteten über 90 Prozent der Befragten das Angebot einer Remote-Funktion als großen Fortschritt und über 87 Prozent wollen mit ihren Betrieben die Nutzung wiederverwendbarer Teile unterstützen.

Durch die Einbindung des Fachhandwerks hat das Team im Forschungsprojekt frühzeitig auf wichtige Hinweise der Praktiker zurückgegriffen und weiß für die Zukunft sicher um die Unterstützung am Markt im Falle der praktischen Umsetzung nach der erfolgreichen Bewertung der Forschungsergebnisse. Nicht zuletzt bestätigten auch erste Präsentationen des Forschungsprojektes im Rahmen von Arbeitskreisen unterschiedlichster Fachbetriebe die positive Haltung gegenüber dem Thema Ressourcenschonung.

Zur finalen Entscheidungsfindung hinsichtlich der zukünftigen Verlängerung der Kreislaufführung, der Entwicklung neuer, ressourcenschonender Geschäftsmodelle im Serviceangebot des Fachhandwerks und der Einsparung wertvoller Ressourcen für die Pumpenneuproduktion erfolgt eine abschließende detaillierte Umweltanalyse mit Potentialberechnung.

Vorläufiges Fazit

Die ersten Ergebnisse des Forschungsprojektes „ResmaP“ zeigen deutlich, dass eine Steigerung der Ressourceneffizienz möglich ist. Vom Hersteller zurückgenommene, defekte Pumpen werden zerlegt und teilweise wiederverwendet. Besonders Elektronikkomponenten können dabei mit neuer Software ausgestattet werden und als Ersatzteile zurück in den Markt gehen. Im Bereich Service bietet die intelligente Pumpe mit ihrer dauerhaften Aufzeichnung und Dokumentation einen großen Nutzen für die Umwelt und für das Klima. Durch die Nutzung der Remote-Funktion werden dem SHK-Fachhandwerk die Kontrolle und das Eingreifen aus der Ferne ermöglicht und häufig wird die Fahrt zum Kunden dadurch unnötig, was wiederum Zeit und (Energie-)Kosten spart.

Alle Versuche und Ergebnisse beruhen im Rahmen des Forschungsprojektes auf der Grundlage von Pumpen des Herstellers Wilo. Eine Übertragbarkeit auf andere Pumpenhersteller oder auch andere Produktsegmente ist realistisch.

Rückblick: Projekt „HeizKreis“

Mit dem Forschungsprojekt „HeizKreis“ förderte die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) ein Projekt zur Konzeption und Erprobung der zirkulären Wertschöpfungskette am Beispiel von Hocheffizienzpumpen zwischen Hersteller, Großhändler, Fachhandwerker und Recyclingbetrieben. Als Ideengeber hatte sich das Projektteam 2017 das Ziel gesetzt, die nachhaltige Rückgewinnung Seltener Erden aus den Hocheffizienzpumpen in Serie zu demonstrieren.

In einer sechsmonatigen Pilotphase mit insgesamt 180 Teilnehmern aus ganz Nordrhein-Westfalen wurde die Durchführbarkeit der Rückführung von Pumpen getestet. Dabei standen den teilnehmenden SHK-Fachbetrieben drei unterschiedliche Rückführungswege zur Verfügung: Zum einen bot die TSR Recycling GmbH & Co. KG, Lünen, mit der Kleinbehälter-Lösung „The Metal Box“ den Betrieben an, Altpumpen und Nichteisenmetall- und Metallschrott in einer bereitgestellten Box zu sammeln und auf Abruf abzuholen, zu verwiegen und zu vergüten. Der Großhändler Kurt Pietsch GmbH & Co. KG, Ahaus, stellte seine 70 Abholstandorte als Sammelstellen zur Verfügung. Des Weiteren konnten Pumpen durch Pietsch direkt von der Baustelle abgeholt werden. Bei ausreichenden Mengen holte der Pumpenhersteller Wilo SE, Dortmund, die Altpumpen direkt ab.

Die Ergebnisse der Pilotphase wurden im Juni 2019 auf der Abschlussveranstaltung an der Westfälischen Hochschule Gelsenkirchen präsentiert. Die teilnehmenden Betriebe haben insgesamt 3.265 Pumpen gesammelt – mit einem Gesamtgewicht von über 13 t. Das Projekt hat demonstriert, dass Pumpen zurückgeholt und 42 Prozent der Seltenen Erden in den Kreislauf zurückgeführt werden können.

Weitere Informationen unter: https://pumpenrecycling.de