Wasseraufbereitung
Teil von Welche Pumpen eignen sich für die Industrie?
Energieeffizienz von Industriepumpen: Was kostet der Betrieb?
Energieeffizienz von Industriepumpen: Wirkungsgrade, Rechenbeispiel für Stromkosten pro Jahr in Euro, Amortisation sowie KfW- und BAFA-Förderung im Überblick.
Das Wichtigste auf einen Blick
- Über die Nutzungsdauer kostet der Strom einer Pumpe ein Vielfaches der Anschaffung.
- Der Gesamtwirkungsgrad aus Pumpe, Motor und Regelung liegt typisch bei 60 bis 75 Prozent.
- Beispiel50 Kubikmeter pro Stunde bei 40 Metern Förderhöhe ergeben rund 10.000 Euro Stromkosten pro Jahr.
- Ein Austausch senkt den Verbrauch oft um 15 bis 25 Prozent, die Amortisation liegt bei fünf bis acht Jahren.
Wirkungsgrade: Wo die Energie verloren geht
Eine Pumpe nimmt elektrische Leistung auf und gibt nur einen Teil davon als hydraulische Leistung an das Fördermedium ab. Diese hydraulische Leistung ergibt sich aus Dichte, Erdbeschleunigung, Förderstrom und Förderhöhe. Bei 50 Kubikmetern pro Stunde und 40 Metern Förderhöhe sind das rund 5,45 Kilowatt.
Den Gesamtwirkungsgrad bestimmen drei Bausteine: die Pumpe, der Antriebsmotor und die Regelung. Kreiselpumpen erreichen im Bestpunkt je nach Bauart 70 bis 85 Prozent. Ein IE3-Motor kommt auf etwa 92 bis 94 Prozent, ein IE4-Motor auf rund 95 Prozent. Im Zusammenspiel bleiben davon häufig nur 60 bis 75 Prozent übrig.
Der VDMA beschreibt in seinem Überblick zur Eignung von Pumpen für die Industrie, wie Bauart und Betriebspunkt den Wirkungsgrad prägen. Läuft eine Pumpe dauerhaft neben ihrem Bestpunkt, sinkt der Wirkungsgrad. Wird der Volumenstrom zusätzlich über ein Drosselventil gedrosselt, geht weitere Energie verloren.
Der rechtliche Rahmen kommt aus Brüssel. Die Verordnung (EU) 547/2012 verlangt für Wasserpumpen einen Mindestwirkungsgradindex, die Verordnung (EU) 2019/1781 stuft Elektromotoren in Effizienzklassen ein. Beide Vorgaben greifen beim Neukauf, nicht beim Weiterbetrieb alter Anlagen.
Verschleiß wirkt zusätzlich: ausgeschlagene Spalte, verkalkte Laufräder und verschlissene Gleitringdichtungen kosten mehrere Prozent Wirkungsgrad. Ein regelmäßiger Vergleich von Aufnahmeleistung und Förderstrom zeigt solche Verluste.
Rechenbeispiel: Stromkosten einer Kreiselpumpe
Angenommen werden 50 Kubikmeter pro Stunde Förderstrom, 40 Meter Förderhöhe, 6.000 Betriebsstunden im Jahr und ein Strompreis von 0,20 Euro pro Kilowattstunde netto.
| Variante | Gesamtwirkungsgrad | Aufnahmeleistung | Jahresverbrauch | Stromkosten pro Jahr |
|---|---|---|---|---|
| Bestand, IE2-Motor | 65 Prozent | 8,4 kW | 50.300 kWh | 10.060 Euro |
| Neubau, IE4-Motor | 78 Prozent | 7,0 kW | 42.000 kWh | 8.400 Euro |
Die Differenz beträgt rund 1.660 Euro pro Jahr. Kostet der Austausch inklusive Montage 12.000 Euro netto, liegt die Amortisation ohne Förderung bei etwa sieben Jahren. Können Betriebe keine Vorsteuer abziehen, kommen auf alle Beträge 19 Prozent Umsatzsteuer hinzu.
Förderung und Amortisation
Die KfW unterstützt Effizienzvorhaben in Unternehmen mit zinsgünstigen Krediten und Tilgungszuschüssen. Über die Förderangebote für Energieeffizienz und Umweltschutz sinken die Kapitalkosten, was die Amortisationszeit verkürzt. Der Antrag muss vor Vorhabenbeginn gestellt werden.
Beim BAFA finden sich unter Energie Programme für Energieberatungen und Effizienzmaßnahmen. Eine geförderte Beratung liefert oft erst die Lastprofile, auf denen eine belastbare Pumpenauswahl aufbaut.
Für große Unternehmen verlangt das Energiedienstleistungsgesetz ohnehin ein Energieaudit nach DIN EN 16247-1. Die dort erhobenen Verbrauchsdaten lassen sich direkt für die Bewertung einzelner Pumpen nutzen.
Vier Schritte zum belastbaren Vergleich
- Lastprofil mindestens eine Woche lang erfassen, Betriebsstunden und Teillastanteile notieren.
- Betriebspunkt prüfen und mit dem Bestpunkt der Kennlinie vergleichen.
- Wirkungsgrade von Pumpe und Motor getrennt erfassen, IE-Klasse am Typenschild ablesen.
- Varianten rechnenneues Laufrad, Frequenzumrichter oder Komplettaustausch.
Häufige Fragen
Wie hoch sind die Stromkosten einer Industriepumpe pro Jahr?
Bei 8,4 kW Aufnahmeleistung und 6.000 Betriebsstunden entstehen rund 50.000 kWh Verbrauch. Bei 0,20 Euro pro Kilowattstunde netto entspricht das etwa 10.000 Euro im Jahr. Anlagen mit mehreren hundert Kilowatt liegen deutlich höher.
Welcher Wirkungsgrad gilt als gut?
Kreiselpumpen erreichen im Bestpunkt je nach Bauart 75 bis 85 Prozent, zusammen mit einem IE3- oder IE4-Motor also 60 bis 75 Prozent im Gesamtsystem. Niedrigere Werte deuten auf einen ungünstigen Betriebspunkt oder eine veraltete Hydraulik hin.
Wann rechnet sich der Austausch?
Wenn die jährliche Einsparung die Investition innerhalb der geplanten Nutzungsdauer deckt. Im Beispiel sind das bei 1.660 Euro Einsparung und 12.000 Euro Investition etwa sieben Jahre. Förderkredite verkürzen diese Zeit.
Was bringt eine Drehzahlregelung?
Ein Frequenzumrichter passt die Drehzahl dem Bedarf an. Halbiert sich die Drehzahl, sinkt die Leistungsaufnahme näherungsweise auf ein Achtel, solange die Anlage keine hohe statische Förderhöhe überwinden muss. Bei stark schwankendem Bedarf ist die Ersparnis am größten.
