Elektromotoren haben im Jahr 2023 13.462 Terawattstunden verbraucht – 53 % des weltweit erzeugten Stroms –, und die meisten von ihnen liefen mit fester Drehzahl, unabhängig davon, was die Aufgabe tatsächlich erforderte, so Zahlen, die diese Woche veröffentlicht wurden. Forscher sagen, dass eine bedarfsgerechte Drehzahlregelung für diese Motoren ihren Stromverbrauch um bis zu 25 % senken könnte.
Die Konzentration in Industrie und Landwirtschaft ist noch deutlicher: Motoren machen 72 % des Stromverbrauchs in Fabriken und 87 % in der Landwirtschaft aus. Diese Sektoren betreiben Pumpen, Förderbänder, Ventilatoren und Kompressoren, die oft mit voller Leistung weiterlaufen, selbst wenn ein Ventil halb geschlossen ist oder eine Produktionslinie im Leerlauf läuft.
Wo die Verschwendung entsteht
Das Problem ist weniger der Motor selbst als vielmehr seine Steuerung. Ein Motor mit konstanter Drehzahl ist entweder an oder aus. Wenn die Arbeit nicht die volle Leistung benötigt, muss die überschüssige Energie irgendwohin – oft in ein Drosselventil oder eine Klappe, die den Durchfluss blockiert, während der Motor weiterhin seine volle Last zieht. Frequenzumrichter ermöglichen es dem Motor stattdessen, langsamer zu laufen und die Leistung an den Bedarf anzupassen.
In der Industrie zeigt sich diese Diskrepanz bei Druckluftsystemen, Kühltürmen und Förderbändern, die während der gesamten Schicht mit einer Geschwindigkeit laufen. In der Landwirtschaft arbeiten Bewässerungspumpen oft mit konstantem Druck, selbst wenn die Felder weniger Wasser benötigen. Die Zahlen deuten darauf hin, dass die Einsparungen keine Nischenmöglichkeit sind – sie liegen mitten im globalen Stromsystem.
Was die 25-%-Zahl bedeuten würde
Wenn die volle Reduktion von 25 % bei allen motorbetriebenen Lasten erreicht würde, würde dies etwa ein Viertel von 13.462 TWh – rund 3.365 TWh – vom globalen Stromverbrauch entfernen. Der Auszug spezifiziert nicht den resultierenden Rückgang des gesamten globalen Verbrauchs, aber die Größenordnung ist groß genug, um mit der Leistung ganzer nationaler Stromnetze zu konkurrieren.
Die Forschung behauptet nicht, dass 25 % eine einheitliche Zahl für jede Anwendung ist. Sie wird als Obergrenze für bedarfsgerechte Drehzahlregelung beschrieben, und die tatsächlichen Einsparungen hängen davon ab, wie viele Motoren nachgerüstet werden können, wie variabel ihre Lasten wirklich sind und ob sich die Wirtschaftlichkeit eines Frequenzumrichters für jede Installation rechnet.
Warum Motoren mit konstanter Drehzahl bestehen bleiben
Motoren mit konstanter Drehzahl sind billig, robust und bei Wartungsteams gut bekannt. Die Nachrüstung einer Drehzahlregelung bedeutet neue Elektronik, mögliche Oberwellenfilter und eine andere Qualifikation in der Werkhalle. Bei einem einzelnen kleinen Motor können diese Kosten die Energieeinsparungen überwiegen. Bei großen Pumpen und Ventilatoren, die Tausende von Stunden pro Jahr laufen, kippt die Rechnung schnell.
Die Landwirtschaft stellt eine besondere Herausforderung dar, weil die Motorlasten auf Tausende einzelne Standorte verteilt sind – Bewässerungspumpen, Getreidehandling, Belüftung – und nicht in wenigen großen Anlagen konzentriert. Der 87-%-Anteil der landwirtschaftlichen Elektrizität, der auf Motoren entfällt, bedeutet, dass der Sektor wenig anderes zu optimieren hat.
Was als Nächstes passiert
Die Forschung legt keinen Zeitplan für die Einführung fest oder nennt spezifische politische Maßnahmen. Was sie tut, ist, der Chance eine harte Zahl zu geben: ein Viertel des Motorstroms in einer Kategorie, die bereits mehr als die Hälfte des globalen Stromverbrauchs ausmacht. Ob sich das in Nachrüstungen niederschlägt, hängt von Entscheidungen ab, die eine Pumpe, ein Förderband und ein Betrieb nach dem anderen getroffen werden.
