Gipskartonplatten: Wie 2 °C Messfehler 10 % Energie kosten
Schon 2 °C Messfehler im Trocknungsprozess von Gipskartonplatten können bis zu 10 % Energie kosten – präzise Taupunktmessung senkt Verbrauch und CO₂.
Gestapelte Gipskartonplatten: Ihr CO₂-Fußabdruck entsteht vor allem im energieintensiven Trocknungsprozess während der Herstellung.
Foto:Smarterpix / zlikovec
30 MW Leistung – so viel schluckt allein das Werk von Saint-Gobain in Paris. Ein Großteil dieser Energie fließt in einen Prozess, den man von außen kaum sieht: das Trocknen der Gipskartonplatten. Genau dieser Prozess bestimmt am Ende, wie groß der CO₂-Fußabdruck des fertigen Baustoffs ist. Gemeinsam mit den Messtechnik-Spezialisten von Vaisala hat der Baustoffkonzern nun einen Weg gefunden, die Effizienz spürbar zu steigern.
Inhaltsverzeichnis
Der teure Weg zur trockenen Platte
Gipskarton ist nach Beton das wichtigste Produkt im Innenausbau. Er ist leicht, feuerfest und lässt sich schnell montieren. Doch die Herstellung ist energieintensiv. Zuerst wird Gipsbrei auf Karton gegossen, dann folgt die Deckschicht. Diese „Sandwich-Struktur“ muss anschließend in riesige Trocknungsöfen.
Hier zählt jedes Detail. Die Anlagen arbeiten mit Temperaturen von bis zu 300 °C. In weniger als einer Stunde muss die Platte den exakten Feuchtigkeitsgehalt erreichen. Saint-Gobain steuert dabei drei Stellschrauben: Luftstrom, Temperatur und die Feuchte der Luft im Ofen.
Genau hier liegt das Problem. Wenn die Messwerte nicht stimmen, laufen die Brenner auf Hochtouren – oft völlig unnötig. Weniger präzise Daten führen zu Sicherheitsaufschlägen im Betrieb. Die Folge: höherer Energieverbrauch und vermeidbare Emissionen.
Wenn zwei Grad über die Bilanz entscheiden
„Eine kleine Ungenauigkeit beim Taupunkt von nur ±2 °C kann die Energieeffizienz um bis zu 10 % verschlechtern“, rechnet Jérôme Cantonnet vor. Er leitet das Team für Trocknungsprozesse bei Saint-Gobain.
Die Auswirkungen sind direkt messbar. In gasbeheizten Anlagen bedeutet jede zusätzliche Kilowattstunde auch zusätzlichen CO₂-Ausstoß. Schon kleine Abweichungen im Prozess summieren sich damit schnell zu einem relevanten Faktor in der Klimabilanz.
Früher stießen herkömmliche Sensoren in den Öfen schnell an ihre Grenzen. Die Hitze ist extrem, die Feuchtigkeit schwankt ständig. Viele Geräte lieferten entweder falsche Daten oder fielen komplett aus. „Wir haben verschiedene Anbieter getestet. Die Ergebnisse waren schlicht nicht präzise genug“, so Cantonnet.
Die Lösung: Den Taupunkt im Griff
Saint-Gobain ging deshalb einen anderen Weg und setzte früh auf die Taupunktmessung. Der entscheidende Vorteil: Während die relative Luftfeuchte stark von der Temperatur abhängt, liefert der Taupunkt einen absoluten Wert für den Wasserdampfgehalt in der Luft. Das macht die Messung deutlich robuster gegenüber den extremen Bedingungen im Trockner.
Doch Sensoren, die bei bis zu 350 °C noch zuverlässig arbeiten, waren lange nicht verfügbar. Seit 2010 entwickeln Saint-Gobain und Vaisala deshalb gemeinsam eine passende Lösung.
Das Ergebnis ist die Sonde DMP6 mit DRYCAP-Technologie. Das Prinzip: Ein dünner Polymerfilm reagiert auf Wasserdampf. Ändert sich die Feuchte, verändert sich die elektrische Kapazität. Daraus berechnet die Elektronik in der Sonde in Echtzeit den Taupunkt.
Entscheidend ist dabei nicht nur die Messung selbst, sondern ihre Stabilität. Die Sensoren liefern auch unter Dauerbelastung konsistente Werte – ohne Drift und mit minimalem Wartungsaufwand.
Was die Technik im Ofenalltag leistet
Die Sensoren sind auf die harten Bedingungen im Trocknungsprozess ausgelegt:
- Hitzefest: stabil bis +350 °C
- Schnell regenerierend: integrierte Heizung trocknet den Sensor bei Kondensation
- Robust: unempfindlich gegenüber Staub, Öldämpfen und Chemikalien
- Selbstkalibrierend: automatische Nachjustierung bei trockenen Bedingungen
Direkte Messung statt träger Umwege
Ein zentraler Fortschritt: Die Messung erfolgt direkt im Ofen. Früher musste Luft oft entnommen und außerhalb analysiert werden. Das kostete Zeit – und führte zu verzögerten Reaktionen.
Heute reagieren Ventilatoren und Brenner nahezu in Echtzeit auf Veränderungen. „Die Ansprechzeit ist extrem kurz“, betont Cantonnet. Dadurch laufen die Anlagen näher am optimalen Betriebspunkt. Das spart Energie, reduziert Verschleiß und stabilisiert die Qualität der Platten.
Weniger Energie, weniger CO₂
Der Effekt ist klar: Weniger Energiebedarf bedeutet weniger Erdgasverbrauch – und damit geringere CO₂-Emissionen. Gerade bei thermischen Prozessen wirkt jede Effizienzsteigerung unmittelbar auf die Klimabilanz.
Bei großen Anlagen wie in Paris summiert sich das schnell. Dort liegt die Leistungsaufnahme bei über 30 MW. Schon kleine Effizienzgewinne haben messbare Auswirkungen auf Kosten und Emissionen.
Elektrifizierung als nächster Schritt
Parallel treibt Saint-Gobain die Elektrifizierung voran. Erste Werke arbeiten bereits vollständig ohne Erdgas. Stattdessen nutzen sie elektrische Trocknungssysteme.
Damit verschiebt sich der Fokus: weg von direkten Emissionen aus der Verbrennung, hin zum Stromverbrauch. In Kombination mit erneuerbaren Energien lässt sich so der CO₂-Fußabdruck weiter senken.
Effizienz und Elektrifizierung greifen dabei ineinander. Ohne präzise Prozesskontrolle würde auch eine elektrische Anlage unnötig Energie verbrauchen.
Übertragbar auf viele Branchen
Der Ansatz geht über die Gipsproduktion hinaus. Überall dort, wo Trocknung eine Rolle spielt, gelten ähnliche physikalische Zusammenhänge.
Dazu zählen unter anderem:
- Lebensmittelverarbeitung
- Chemische Industrie
- Papier- und Holzverarbeitung
In all diesen Bereichen entscheidet die Qualität der Messdaten über Effizienz und Energiebedarf.
Dekarbonisierung als Systemaufgabe
Für Saint-Gobain ist die Sensorik Teil einer größeren Strategie. Das Unternehmen will bis 2050 klimaneutral werden. Mit über 1100 Produktionsstätten weltweit ist das eine enorme Herausforderung. Technische Detailoptimierungen wie im Trocknungsprozess spielen dabei eine zentrale Rolle. Sie lassen sich schnell skalieren und wirken direkt im Bestand.
Juhani Lehto von Vaisala sieht in der Partnerschaft einen Modellfall für die Industrie: „Es freut uns, eine Rolle dabei zu spielen, Saint-Gobain auf seinem Weg zur Klimaneutralität zu unterstützen.“ Das zentrale Motto der Forschenden bei Vaisala lautet dabei: „Taking every measure for the planet.“
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