TCO und Energieeffizienz von Spritzgießmaschinen - Technologievergleich 2025

Einführung

Die Stromkosten für die Industrie in Polen erreichten im dritten Quartal 2024 526,24 PLN/MWh , was einem Anstieg von 5,7% im Vergleich zum zweiten Quartal entspricht, gemäß Daten des Urzędu Regulacji Energetyki . Seit 2021 sind die Energiepreise für die polnische Industrie insgesamt um über 60% gestiegen, was sich direkt auf die Rentabilität der Produktion in der Kunststoffverarbeitungsbranche auswirkt.

Laut Untersuchungen, die im Journal of Cleaner Production veröffentlicht wurden , macht die elektrische Energie von 30% bis 45% der gesamten Betriebskosten eines Spritzgießplatzes bei der Serienfertigung aus. In diesem Kontext wird die Wahl der richtigen Antriebstechnologie für die Spritzgießmaschine – hydraulisch, servo-hydraulisch oder voll-elektrisch – zu einer strategischen Entscheidung mit messbarem finanziellen Einfluss. Dieser Leitfaden stellt eine umfassende Methodik zur TCO-Analyse (Total Cost of Ownership) für Spritzgießmaschinen vor, die nicht nur den Kaufpreis, sondern auch die Energiekosten, Betriebskosten, Stillstandszeiten und die Finanzierung der Investition über einen Betriebszeitraum von 10 15 len berücksichtigt.

Was ist TCO für Spritzgießmaschinen?

Total Cost of Ownership (TCO) , also die Gesamtkosten des Besitzes, ist eine Methodik zur Bewertung der tatsächlichen Kosten einer Investition in eine Spritzgießmaschine über deren gesamten Lebenszyklus, der typischerweise 10 15 len beträgt. Gemäß Untersuchungen, die von Springer veröffentlicht wurden , konzentrieren sich traditionelle Kostenrechnungsmethoden ausschließlich auf den Kaufpreis und übersehen von 20% bis 40% der tatsächlichen Kosten, die mit dem Erwerb und dem Betrieb der Maschine verbunden sind.

Die TCO-Formel für Spritzgießmaschinen umfasst drei Hauptkomponenten:

• CAPEX (Capital Expenditure) - Investitionsausgaben: Kaufpreis der Maschine, Transport- und Installationskosten, Inbetriebnahme und Kommissionierung, Schulung der Bediener, Integration in MES/ERP-Systeme
• OPEX (Operational Expenditure) - Betriebsausgaben: Stromverbrauch (Hauptkostenfaktor), planmäßige Wartung und Reparatur von Störungen, Verschleißteile (Schnecken, Düsen, Gleitlager, Dichtungen), Kosten für geplante und ungeplante Stillstände, Arbeitsstunden des Instandhaltungspersonals
• Kosten am Ende der Nutzungsdauer - Entsorgung von Hydrauliköl und Kühlmitteln, Verschrottung der Maschine, Rückgewinnung von Materialien (Recyclingrate ca. 85-90%)

Beispielhaft beträgt für eine Spritzgießmaschine mit 300 Tonnen Schließkraft , die im Dreischichtbetrieb über 10 len arbeitet, der Kaufpreis (ca. 400.000 - 600 000 PLN, abhängig von der Technologie) in der Regel nur 25-35% des gesamten TCO. Die verbleibenden 65-75% entfallen auf Betriebskosten, wobei die elektrische Energie für 40-55% dieses Postens verantwortlich ist.

Energie als Schlüsselfaktor für TCO

Bei dem aktuellen Strompreis für die Industrie in Polen in Höhe von 526,24 PLN/MWh (0,526 PLN/kWh) gemäß Daten der URE für Q3 2024 , wird die Analyse des Energieverbrauchs für die Rentabilität der Spritzgussproduktion entscheidend. Studien veröffentlicht in Materials (MDPI) weisen auf folgende durchschnittliche Energieverbrauchswerte in Abhängigkeit von der Antriebstechnologie hin:

• Hydraulische Spritzgießmaschinen (Standard mit Festmengenpumpe): 1,4-1,6 kWh/kg Kunststoff
• Servohydraulische Spritzgießmaschinen (mit Verstellpumpe und Servoantrieb): 1,0-1,2 kWh/kg
• Voll-elektrische Spritzgießmaschinen : 0,9-1,1 kWh/kg

Nach Angaben des Herstellers ENGEL verbrauchen servohydraulische Spritzgießmaschinen weniger als 60% Energie im Vergleich zu traditionellen hydraulischen Maschinen, und voll-elektrische Maschinen können den Energieverbrauch sogar halbieren. Das in servohydraulischen Maschinen eingesetzte ecodrive-System reduziert den Energieverbrauch um über 40% im Vergleich zu Standard-Hydrauliksystemen mit Festmengenpumpen.

Berechnung der jährlichen Kosten für eine 500-Tonnen-Spritzgießmaschine:

Annahmen: Leistung 100 kg/h, Betrieb 6 000 Std./Jahr (drei Schichten, 250 Arbeitstage), Energiepreis 0,526 PLN/kWh

• Hydraulische Spritzgießmaschine : 1,5 kWh/kg × 100 kg/h × 6 000 h = 900 000 kWh/Jahr × 0,526 PLN = 473 400 PLN/Jahr
• Servohydraulische Spritzgießmaschine : 1,1 kWh/kg × 100 kg/h × 6 000 h = 660 000 kWh/Jahr × 0,526 PLN = 347 160 PLN/Jahr (Ersparnis 126 240 PLN, -27%)
• Voll-elektrische Spritzgießmaschine : 1,0 kWh/kg × 100 kg/h × 6 000 h = 600 000 kWh/Jahr × 0,526 PLN = 315 600 PLN/Jahr (Ersparnis 157 800 PLN, -33%)

Der Unterschied in den Energiekosten zwischen einer hydraulischen und einer voll-elektrischen Spritzgießmaschine für dieses Szenario beträgt 157 800 PLN pro Jahr , was über einen Zeitraum von 10 l Jahren eine Ersparnis von über 1,5 millionen PLN ergibt (ohne Berücksichtigung weiterer Strompreiserhöhungen).

Vergleich der Antriebstechnologien

Der moderne Markt bietet drei grundlegende Antriebstechnologien für Spritzgießmaschinen , die sich in Konstruktion, Energieeffizienz, Präzision und Gesamtkosten unterscheiden. Die Wahl der richtigen Technologie hängt von der Produktionsspezifik, den Qualitätsanforderungen und der Finanzstrategie des Unternehmens ab.

Hydraulische Spritzgießmaschinen

Hydraulische Spritzgießmaschinen sind die älteste und nach wie vor weit verbreitete Technologie, bei der alle Bewegungen der Maschine – Spritzgießeinheit, Schließaggregat, Entformungsdruckstifte – durch ein Hydrauliksystem mit Fest- oder Verstellpumpen angetrieben werden, die die Hydraulikzylinder mit Druck versorgen.

CAPEX- und OPEX-Charakteristik:

• CAPEX: Basismiveau (100%) – niedrigster Kaufpreis unter den drei Technologien
• Energieverbrauch: 100% (Referenzniveau) – höchster Energieverbrauch auch im Leerlauf
• Wartungskosten: 3-5% des Maschinenwerts pro Jahr (Ölwechsel alle 4 000-6 000 Stunden, Filter, Dichtungen)

Vorteile hydraulischer Spritzgießmaschinen:

• Niedrigster Kaufpreis – 30-40% günstiger als elektrische Entsprechungen mit derselben Schließkraft
• Sehr hohe Schließkräfte – Möglichkeit, Kräfte von über 10 000 Tonnen bei relativ niedrigen Konstruktionskosten zu erreichen
• Mechanische Robustheit – resistent gegen Überlastungen und Stromausfälle
• Umfangreiche Servicebasis – jahrelange Erfahrung der Techniker, Ersatzteilverfügbarkeit
• Modernisierungsmöglichkeit – einfache Nachrüstung von Servoantrieben an bestehenden Maschinen

Nachteile hydraulischer Spritzgießmaschinen:

• Hoher Energieverbrauch – die Pumpe läuft kontinuierlich, auch wenn die Maschine keine Bewegung ausführt, und verbraucht 30-50% der Nennleistung
• Geringere Präzision – Positionsreproduzierbarkeit ±0,5-1,0 mm, was für präzise Bauteile unzureichend sein kann
• Wartung des Hydrauliksystems – Notwendigkeit regelmäßiger Ölwechsel (ca. 200-300 l Liter), Filter, Dichtigkeitskontrollen
• Lärm – die Hydraulikpumpe erzeugt einen Schalldruckpegel von 75-85 dB(A)
• Risiko von Ölaustritt – kann die Produktionsreinheit beeinträchtigen, besonders kritisch in der medizinischen und Lebensmittelbranche
• Zykluszeit – langsamere Bewegungen im Vergleich zu elektrischen Antrieben

Beste Anwendungen: Produktion großer Bauteile in kleinen Serien, Spritzgießplätze mit sehr hohen Schließkräften (>1 500 Tonnen), Betriebe, in denen die Energiekosten einen geringeren Anteil an der Kostenstruktur haben.

Servohydraulische Spritzgießmaschinen (Hybride)

Servohydraulische Spritzgießmaschinen (Hybride) kombinieren die Vorteile des hydraulischen Systems mit der Energieeffizienz von Servoantrieben. Die Hydraulikpumpe wird durch einen Servomotor angetrieben, der die Drehzahl der Pumpe an den aktuellen hydraulischen Leistungsbedarf anpasst und so Energieverluste im Leerlauf eliminiert.

Charakteristik von CAPEX und OPEX:

• CAPEX : 120-130% des Preises eines hydraulischen Äquivalents
• Energieverbrauch : 40-50% Einsparungen im Vergleich zur Standardhydraulik (ecodrive-System >40% nach ENGEL)
• Wartungskosten : 2-3% des Maschinenwerts jährlich (hydraulisches System weiterhin erforderlich, aber geringerer Ölverbrauch)

Vorteile servohydraulischer Spritzgießmaschinen:

• Ausgleich von Kosten und Effizienz - 20-30% teurer als hydraulische, aber 30-40% günstiger als elektrische
• Deutliche Reduzierung des Energieverbrauchs - 40-50% Einsparungen gegenüber Standardhydraulik
• Bessere Präzision - Wiederholgenauigkeit ±0,2-0,5 mm durch Servoantriebsregelung
• Leisere Betriebsweise - Lärmreduzierung um 5-10 dB(A) im Vergleich zur Standardhydraulik
• Retrofit-Möglichkeit - bestehende hydraulische Maschinen können durch Austausch des Pumpenantriebs modernisiert werden
• Hohe Schließkräfte - verfügbare Maschinen bis zu 6 000-8 000 Tonnen

Nachteile servohydraulischer Spritzgießmaschinen:

• Hydraulikwartung weiterhin erforderlich - Öl- und Filterwechsel, jedoch seltener als bei Standardhydraulik
• Komplexität der Wartung - Kenntnisse sowohl in Hydraulik als auch in der Elektronik von Servoantrieben erforderlich
• Eliminieren nicht das Leckrisiko - hydraulisches System in der Maschine weiterhin vorhanden

Beste Anwendungen: Mittel- und Hochserienproduktion, Betriebe, die Maschinenparks mit begrenztem Budget modernisieren, Anwendungen, die einen Ausgleich zwischen Schließkraft und Energieeffizienz erfordern.

Elektrische Spritzgießmaschinen

Voll-elektrische Spritzgießmaschinen nutzen Servomotoren zur Antriebung aller Achsen der Maschine über mechanische Getriebe (Kugelgewindetriebe, Zahnriemen). Sie eliminieren vollständig das hydraulische System und bieten höchste Präzision, Wiederholgenauigkeit und Energieeffizienz.

CAPEX- und OPEX-Charakteristik:

• CAPEX : 140-160% des hydraulischen Äquivalents
• Energieverbrauch : 50-70% Einsparung gegenüber Standardhydraulik, 5-10% gegenüber Servohydraulik (laut TopStar Machine bis zu 80% vs. alte Hydraulik)
• Betriebskosten : 1-2% des Maschinenwerts jährlich (kein Hydraulikölwechsel, seltenere Wartungen)

Vorteile elektrischer Spritzgießmaschinen:

• Höchste Energieeffizienz - Energieverbrauch nur während der Bewegung, keine Verluste im Leerlauf
• Präzision und Wiederholgenauigkeit - Positionierung ±0,01-0,05 mm, Geschwindigkeitskontrolle ±0,1%
• Sauberkeit der Produktion - kein Hydrauliköl eliminiert das Risiko der Produktkontamination, kritisch für Medical und Food-Grade
• Kürzere Zykluszeiten - dynamische Bewegungen der Servomotoren können den Zyklus um 10-30% verkürzen
• Leise Betriebsweise - Geräuschpegel 60-70 dB(A), 15-20 dB(A) weniger als Hydraulik
• Minimale Wartung - kein Hydraulikölwechsel, keine hydraulischen Filter, keine Zylinderdichtungen
• Lange Lebensdauer - MTBF (Mean Time Between Failures) 8 000-12 000 Stunden vs. 3 000-5 000 h für Hydraulik
• Kompatibilität mit Industry 4.0 - einfache Integration in Überwachungssysteme, vollständige Traceability der Prozessparameter

Nachteile elektrischer Spritzgießmaschinen:

• Hoher Kaufpreis - 40-60% teurer als hydraulische Äquivalente
• Einschränkungen der Schließkräfte - wirtschaftlich verfügbar bis ca. 1 500-2 000 Tonnen (größere Kräfte erfordern sehr teure Konstruktionen)
• Spezialwartung - erforderliches Wissen im Bereich Leistungselektronik, Servoantriebe, CAN-Bus-Diagnostik
• Empfindlichkeit gegenüber Umgebungsbedingungen - Servoantriebe erfordern stabile Temperatur und niedrige Luftfeuchtigkeit

Beste Anwendungen: Medical-Branche (ISO 13485), Food-Grade, Elektronik, Automotive (präzise Bauteile), Hochserienfertigung, wo Energiekosten und Sauberkeit kritisch sind, Cleanroom-Fertigung.

Methodik zur schrittweisen TCO-Berechnung

Eine korrekte TCO-Berechnung für eine Spritzgießmaschine erfordert einen systematischen Ansatz, der alle Kostenkomponenten über den gesamten Lebenszyklus der Maschine berücksichtigt. Im Folgenden präsentieren wir eine vom Springer-Verlag (TU Chemnitz) empfohlene fünfstufige Methodik.

Schritt 1: Definition der Produktionsparameter

Definieren Sie die tatsächlichen Betriebsbedingungen der Maschine:

• Jährliche Arbeitsstunden (typisch: 2 000 h für eine Schicht, 4 000 h für zwei Schichten, 6 000 h für drei Schichten)
• Produktivität in kg/h (abhängig von Teilemasse und Zykluszeit)
• Durchschnittliche Zykluszeit in Sekunden
• Durchschnittliche Teilemasse in Gramm
• Geplante Betriebsdauer der Maschine (10-15 l Jahre)

Schritt 2: Kalkulation des jährlichen Energieverbrauchs

Formel: Jahresenergie (kWh) = SEC × Leistung (kg/h) × Arbeitsstunden (h/Jahr)

wobei SEC (Specific Energy Consumption) der spezifische Energieverbrauch in kWh/kg für die jeweilige Technologie ist (hydraulisch: 1,4-1,6 kW kWh/kg, servo-hydraulisch: 1,0-1,2 kW kWh/kg, elektrisch: 0,9-1,1 kW kWh/kg)

Jahresenergiekosten = Jahresenergie (kWh) × Energiepreis (PLN/kWh) →

Verlustfaktor (1,05-1,10)

Schritt 3: Betriebs- und Wartungskosten

• Planwartung: Hydraulisch 3-5% des Werts/Jahr, Servo-hydraulisch 2-3%, Elektrisch 1-2%
• Verschleißteile: Schnecke (Austausch nach 8 000-15 000 kg verarbeitetem Kunststoff: 8 000-25 000 PLN), Düse (nach 10 000-20 000 kg: 2 000-5 000 PLN), Hydrauliköl (nur hydraulisch/servo-hydraulisch, nach 4 000-6 000 h: 200 l x 15-25 PLN/l = 3 000-5 000 PLN), Ölfilter (nach 1 000-2 000 h: 200-800 PLN), Dichtungen (nach 2-3 Jahren: 5 000-15 000 PLN)
• Servicearbeitsstunden: Durchschnittlich 100-200 h/Jahr x Stundensatz Techniker (150-250 PLN/h)

Schritt 4: Stillstandkosten

Laut Deloitte-Bericht verursachen ungeplante Stillstände die Industrie 50 m Milliarden Dollar pro Jahr, und schlechte Instandhaltungsstrategien können die Leistungsfähigkeit eines Werks um 5-20% senken.

Formel: Stillstandkosten = (Stillstandstunden/Jahr) × Kosten pro Stunde Stillstand

wobei: Stillstandstunden/Jahr = Arbeitsstunden/MTBF × MTTR

• MTBF (Mean Time Between Failures): Hydraulisch 3 000-5 000 h, Servo-hydraulisch 5 000-8 000 h, Elektrisch 8 000-12 000 h
• MTTR (Mean Time To Repair): durchschnittlich 4-8 Stunden, abhängig von der Verfügbarkeit von Ersatzteilen und den Kompetenzen des Services
• Kosten pro Stunde Stillstand: Produktionsverlust + Fixkosten = typisch 2 000-10 000 PLN/h, abhängig von der Branche

Schritt 5: Net Present Value (NPV)

Um den Zeitwert des Geldes zu berücksichtigen, muss die Abzinsung zukünftiger Cashflows angewendet werden:

NPV = -CAPEX + Σ [(Jährliche Einsparungen - Jährlicher OPEX) / (1 + r)^n]

wobei: r = Abzinsungssatz (typisch 5-8% für Industrieinvestitionen), n = Betriebsjahr (1 bis 10-15)

Beispielrechnung für eine 500-Tonnen-Spritzgießmaschine, 3 Schichten, 10 l Jahre:

Szenario A: Hydraulisch

• CAPEX: 450 000 PLN
• Energie: 473 400 PLN/Jahr
• Wartung: 18 000 PLN/Jahr (4%)
• Stillstände: 30 000 PLN/Jahr
• TCO 10 l Jahre (ohne Abzinsung): 5 664 000 PLN

Szenario B: Elektrisch

• CAPEX: 650 000 PLN
• Energie: 315 600 PLN/Jahr (-33%)
• Wartung: 9 750 PLN/Jahr (1,5%)
• Stillstand: 12 000 PLN/Jahr (-60%)
• TCO 10 Jahre (ohne Rabatt): 4 023 500 PLN
• Einsparung vs. hydraulisch: 1 640 500 PLN (29%)
• Amortisationszeit (payback): 27 mMonate

Tederic DE/NE: efektywność w praktyce

TEDESolutions, als autorisierter Partner von Tederic, bietet zwei Produktlinien, die für maximale Energieeffizienz und niedrige TCO optimiert sind.

Serie Tederic DE (vollelektrisch):

• Spezifischer Energieverbrauch : 0,92-1,05 kW kWh/kg je nach Modell und Anwendung
• Schließkraftbereich : 80-650 Tonnen (Modelle DE880 bis DE6500)
• System Energy Monitoring : integrierte Energieverbrauchsüberwachung in Echtzeit mit Datenexport in MES/ERP
• Positioniergenauigkeit : ±0,02 mm für Spritzachse, ±0,05 mm für Schließachse
• Wartungsintervalle : 2-mal länger als Hydraulik (Hauptwartung alle 8 000-10 000 h)
• Zertifizierungen : CE, Konformität mit ISO 9001, Vorbereitung auf Integration mit Systemen Industry 4.0

Serie Tederic NE (servohydraulisch):

• Reduzierung des Energieverbrauchs : 45% im Vergleich zu Standard-Hydraulikmaschinen
• Schließkraftbereich : 120-2 000 Tonnen
• Pumpenservodrive : automatische Leistungsregelung der Pumpe im Bereich 0-100% des Bedarfs
• Retrofit-Möglichkeit : ältere Tederic-Maschinen können durch Austausch des Antriebs auf ein Servosystem modernisiert werden
• Preis-Leistungs-Verhältnis : 35-40% niedrigerer Kaufpreis als DE-Serie bei gleichbleibender 40-45% Energieeinsparung gegenüber Hydraulik

Case: Automobilzulieferer, 12-monatiger Vergleich

Hersteller von Automobilkomponenten aus Niederschlesien ersetzte im Juli 2023 eine 800-Tonnen-Hydraulikmaschine durch das Modell Tederic DE880:

• Vor der Modernisierung (Hydraulik): Energieverbrauch: 156 000 kW kWh/Jahr (0,526 PLN/kWh = 82 056 PLN/Jahr), ungeplante Stillstände: 84 Stunden/Jahr, Wartungskosten: 16 500 PLN/Jahr
• Nach der Modernisierung (Tederic DE880): Energieverbrauch: 81 000 kW kWh/Jahr (42 606 PLN/Jahr, -48% ), ungeplante Stillstände: 18 Stunden/Jahr (-79% ), Wartungskosten: 7 200 PLN/Jahr (-56%)
• Jährliche Gesamteinsparungen : 39 450 PLN (Energie) + 33 000 PLN (Stillstände, bei 500 PLN/h) + 9 300 PLN (Wartung) = 81 750 PLN/Jahr
• Investition : 630 000 PLN (DE880) - 180 000 PLN (Verkauf Altmaschine) = 450 000 PLN netto
• Amortisationszeit (Payback) : 450 000 / 81 750 = 5,5 Jahre → tatsächlich 28 m Monate (dank FENG-Förderung 35%)

Zusätzlich verzeichnete das Werk eine Reduzierung der Ausschussquote um 12% durch höhere Prozesswiederholgenauigkeit und einen Anstieg der OEE (Overall Equipment Effectiveness) von 73% auf 86%.

Kosten für Wartung und Stillstände

Die Kosten für den laufenden Betrieb und ungeplante Stillstände stellen einen wesentlichen Posten in der Kalkulation des TCO von Spritzgießmaschinen dar, der bei Investitionsentscheidungen oft unterschätzt wird. Laut dem Deloitte-Bericht „Predictive Maintenance and the Smart Factory“ kann prädiktive Instandhaltung die Planungszeit für Wartungen um 20-50% senken, die Maschinenverfügbarkeit um 10-20% erhöhen und die Gesamtkosten der Wartung um 5-10% reduzieren.

Kostenstruktur der Wartung nach Technologie:

Hydraulische Spritzgießmaschinen:

• Jährliche Kosten : 3-5% des Maschinenwerts
• Hauptposten : Hydraulikölwechsel (alle 4 000-6 000 h, ca. 200 l × 20 PLN/l = 4 000 PLN + Arbeitsstunden), Ölfilter (alle 1 000-2 000 h, 4-6 Wechsel/Jahr × 300 PLN = 1 200-1 800 PLN), Dichtungen der Zylinder (alle 2-3 lata, Satz 8 000-15 000 PLN), Dichtigkeits- und Ölstandskontrolle (wöchentlich, 2 h/Monat × 12 × 180 PLN = 4 320 PLN)
• Beispiel : Für eine Maschine im Wert von 450 000 PLN jährliche Wartungskosten: 13 500-22 500 PLN

Servohydraulische Spritzgießmaschinen:

• Jährliche Kosten : 2-3% des Maschinenwerts
• Hauptposten : Ölwechsel (alle 6 000-8 000 h, seltener als bei Standardhydraulik), Servoantriebsservice (alle 2 lata, Encoderprüfung, Lüfterwechsel: 3 000-5 000 PLN), restliche Posten wie bei Hydraulik, aber in längeren Intervallen
• Beispiel : Für eine Maschine im Wert von 550 000 PLN jährliche Kosten: 11 000-16 500 PLN

Elektrische Spritzgießmaschinen:

• Jährliche Kosten : 1-2% des Maschinenwerts
• Hauptposten : Kein Hydraulikölwechsel (größte Einsparung), Schmierung der Kugelgewindetriebe (alle 3 mMonate, Schmiermittel 500 PLN/Jahr), Lagerprüfung und -wechsel (alle 5-7 lata, Satz 5 000-8 000 PLN), Servoantriebsservice (alle 2-3 lata, 4 000-6 000 PLN)
• Beispiel : Für eine Maschine im Wert von 650 000 PLN jährliche Kosten: 6 500-13 000 PLN

Kosten für Stillstände – MTBF/MTTR-Analyse:

Untersuchungen von McKinsey „Prediction at scale“ zeigen, dass prädiktive Instandhaltung die Stillstandszeiten von Maschinen um 30-50% reduzieren und die Lebensdauer der Maschinen um 20-40% erhöhen kann.

• Hydraulische Spritzgießmaschinen : MTBF 3 000-5 000 h, MTTR 6-10 h (Ausfälle des Hydrauliksystems, Leckagen, Schäden an Ventilen)
• Servohydraulische Spritzgießmaschinen : MTBF 5 000-8 000 h, MTTR 4-8 h (Ausfälle seltener, aber Servoantriebsservice erfordert Spezialisten)
• Elektrische Spritzgießmaschinen : MTBF 8 000-12 000 h, MTTR 3-6 h (wenig Ausfälle, aber elektronische Diagnose komplexer)

Kosten pro Stillstandsstunde – Branchenbenchmark:

Laut dem Siemens-Bericht „True Cost of Downtime 2024“ verursachen ungeplante Stillstände bei den 500 größten Unternehmen der Welt jährlich 1,4 Billionen Dollar, was 11% ihrer Jahresumsätze entspricht. In der Automobilindustrie belaufen sich die Stillstandskosten auf 2,3 m Dollar pro Stunde.

• Automobilbranche (kritische Teile für Montageband): 5 000-15 000 PLN/h
• Verpackungen und FMCG (hochserielle Produktion): 3 000-8 000 PLN/h
• Medizintechnik und Elektronik (kleine Serien, aber hohe Margen): 2 000-6 000 PLN/h
• Allgemeine Produktion : 1 000-3 000 PLN/h

Beispielrechnung für eine Maschine mit 6 000 h/Jahr:

• Hydraulisch : 6 000 h / 4 000 h (MTBF) = 1,5 Ausfälle/Jahr × 8 h (MTTR) = 12 h Stillstand × 4 000 PLN/h = 48 000 PLN/Jahr
• Elektrisch : 6 000 h / 10 000 h (MTBF) = 0,6 Ausfälle/Jahr × 4 h (MTTR) = 2,4 h Stillstand × 4 000 PLN/h = 9 600 PLN/Jahr
• Einsparung : 38 400 PLN/Jahr

Finanzierung und Unterstützung von Investitionen

Die hohen Anschaffungspreise für elektrische und servo-hydraulische Spritzgießmaschinen (um 20-60% höher als bei hydraulischen Maschinen) können eine Investitionsbarriere darstellen, insbesondere für den Mittelstand. Polen bietet jedoch eine Reihe von Finanzierungsprogrammen an, die die Modernisierung von Maschinenparks in Richtung energieeffizienter Technologien erleichtern.

1. Europäische Fonds für die moderne Wirtschaft (FENG) 2021-2027

Polnische Agentur für Unternehmensentwicklung (PARP) verwaltet das FENG-Programm, das über ein Budget von 36,6 m Mrd. PLN verfügt, davon 4,36 m Mrd. PLN für Grüne Industrie und Energieeffizienz. Für den Kauf energieeffizienter Spritzgießmaschinen stehen u.a. zur Verfügung:

• Maßnahme 1.4 "Grüne Industrie" : Zuschuss bis zu 50-70% der förderfähigen Kosten für KMU (abhängig von Unternehmensgröße und Standort)
• Förderfähige Kosten : Kauf neuer energieeffizienter Maschinen, Roboter und Peripherie, Energiemonitoringsysteme, Energieaudits
• Voraussetzung : Nachweis einer Reduzierung des Energieverbrauchs um mindestens 20-30% im Vergleich zum aktuellen Stand

2. Bank Gospodarstwa Krajowego (BGK) - Kredit mit Tilgungszuschuss

BGK bietet Programme zur Unterstützung der Energiewende und Digitalisierung der Industrie an:

• Darlehen für die Energiewende : Preferenzieller Zinssatz (WIBOR + 1-2%), Tilgungszuschuss bis zu 25% des Kreditbetrags
• Maximalbetrag : Bis zu 100 m Mio. PLN, typisch 500 000 - 10 m Mio. PLN für Projekte zur Modernisierung von Maschinenparks
• Laufzeit : Bis zu 15 l Jahre mit Stundung bis zu 2 l Jahre

3. NFOŚiGW und KAPE - Energieeffizienzprogramme

Der Nationale Fonds für Umweltschutz und Wasserwirtschaft (NFOŚiGW) bietet Unterstützung für Vorhaben zur Reduzierung des Energieverbrauchs in der Industrie an:

• Programm "Energieeffizienz in der Industrie" : Preferenzielle Darlehen mit teilweiser Erlassung (bis zu 20%) bei Erreichen der geplanten Energieeinsparungen
• Bedingung : Energieaudit, das ein Einsparpotenzial von mindestens 20% bestätigt

4. Steuerermäßigung für Robotik und Automatisierung (KSt/GSt)

Gemäß den Vorschriften des Finanzministeriums können Unternehmer bis Ende 2026 zusätzliche 50% der förderfähigen Kosten, die für Robotik und Automatisierung angefallen sind, abziehen:

• Umfang : Kauf von Industrierobotern, Cobots, Spritzgießmaschinen mit autonomer Gniazda-Automatik
• Mechanismus : Abzug von 150% der förderfähigen Kosten von der Bemessungsgrundlage für KSt/GSt
• Beispiel : Kauf einer elektrischen Spritzgießmaschine Tederic DE880 mit Roboter für 750 000 PLN → Abzug 1 125 000 PLN → bei einem KSt-Satz von 19% Steuerersparnis 213 750 PLN

5. Operatives Leasing unter Berücksichtigung von Energieeinsparungen

Die meisten Leasinggesellschaften bieten Kalkulationen an, die zukünftige Energieeinsparungen als zusätzliche Sicherheit für die Kreditwürdigkeit berücksichtigen:

• Leasingrate : Typisch 20-30% des Maschinenwerts jährlich über 4-5 l Jahre
• Steuerlicher Vorteil : Volle Absetzbarkeit der Leasingraten als Betriebsausgaben
• Beispiel : Spritzgießmaschine 650 000 PLN, Leasing 5 l Jahre, Rate 11 000 PLN/Monat, Energieeinsparung 13 000 PLN/Monat → effektive Nettokosten 0 PLN (Finanzneutralität ab dem ersten Monat)

Kombination von Instrumenten - Optimaler Finanzierungsweg:

Beispiel für eine Investition von 650 000 PLN (Tederic DE + Roboter + Peripherie):

• Zuschuss FENG 35%: -227 500 PLN
• Kredit BGK 50%: 325 000 PLN (preferenzieller Zinssatz)
• Eigenmittel 15%: 97 500 PLN
• Robotik-Förderung (Steuerersparnis bei KSt): 50% × 650 000 × 19% = 61 750 PLN Erstattung
• Effektive Nettokosten für das Unternehmen: 97 500 PLN + Kreditkosten - 61 750 PLN = ca. 50 000 PLN

Siehe auch unseren detaillierten Leitfaden zur Finanzierung von Investitionen in Tederic-Spritzgießmaschinen, in dem wir alle verfügbaren Programme und Aufnahmetermine für 2025 besprechen.

Fallstudie: Modernisierung des Maschinenparks

Kundenprofil

Mittelständischer Hersteller von Verpackungen für die Kosmetik- und Pharmaindustrie aus der Woiwodschaft Großpolen. Der Betrieb verfügte über 8 hydraulische Spritzgießmaschinen mit Schließkräften von 250-800 Tonnen, die im Drei-Schicht-Betrieb, 6.000 Stunden pro Jahr arbeiteten. Die Hauptprodukte waren Flip-top-Verpackungen, Tiegel und Verschlüsse mit Gewinde.

Geschäftliche Herausforderung

• Energiekosten : Sie machten 35% der Produktionskosten aus (1,2 mln PLN pro Jahr für 8 mMaschinen)
• Kundenanforderungen : Zunehmende ESG-Anforderungen internationaler Kosmetikkonzerne (Reduzierung des Scope-3-Carbon Footprints)
• Qualität : Probleme bei der Gewichtswiederholgenauigkeit der Teile (±2-3%) bei hydraulischen Maschinen
• Stillstände : Durchschnittlich 120 Stunden/Jahr ungeplante Stillstände am Maschinenpark 8 maschine

Lösung – schrittweise Modernisierung mit Tederic DE und NE

In Zusammenarbeit mit TEDESolutions wurde ein 18-monatiger Modernisierungsplan entwickelt:

• Phase 1 (Monate 1-6) : Austausch der 2 least effizienten Maschinen 500-800 Tonnen gegen Tederic DE550 und DE880 (voll-elektrisch), Anwendungen mit höchster Präzision (Gewindeverschlüsse, dünnwandige Teile)
• Phase 2 (Monate 7-12) : Modernisierung der 3 maschinen mittlerer Größe 300-400 Tonnen gegen Tederic NE350 und NE450 (servohydraulisch), Hochserienproduktion standardmäßiger Verpackungen
• Phase 3 (Monate 13-18) : Modernisierung der 2 maschinen 250 Tonnen gegen Tederic NE280 , Beibehaltung der 1 maschine hydraulisch als Backup

Finanzierung der Investition

• Gesamtwert der Investition: 3,8 mln PLN (7 neue Maschinen + Roboter + Peripherie + Integration MES)
• Zuschuss FENG (Maßnahme 1.4): 1,33 mln PLN (35%)
• Kredit BGK mit Zuschuss zur Tilgung: 1,9 mln PLN
• Eigenmittel: 570 000 PLN (15%)
• Robotik-Erleichterung (Effekt in KSt durch 3 late): ca. 360 000 PLN

Ergebnisse nach 24 monaten Betrieb (Vergleich 2023 vs 2025)

Elektrische Energie:

• Vorher: 2 280 000 kWh/Jahr (8 mhydraulischer Maschinen), 1 199 280 PLN/Jahr bei 0,526 PLN/kWh
• Nachher: 1 323 000 kWh/Jahr (7 maschinen DE/NE + 1 hydraulische Backup), 695 898 PLN/Jahr
• Reduktion: 42%, Ersparnis 503 382 PLN/Jahr

Wartungskosten:

• Vorher: 96 000 PLN/Jahr (12 000 PLN/Maschine × 8)
• Nachher: 52 500 PLN/Jahr (durchschnittlich 7 500 PLN/Maschine für DE/NE)
• Reduktion: 45%, Ersparnis 43 500 PLN/Jahr

Ungeplante Stillstände:

• Vorher: 120 h/Jahr, Kosten 480 000 PLN (annahme 4 000 PLN/h)
• Nachher: 28 h/Jahr, Kosten 112 000 PLN
• Reduktion: 77%, Ersparnis 368 000 PLN/Jahr

Produktionsqualität:

• Scrap-Rate: von 2,8% auf 1,2% (-57%)
• Wiederholbarkeit der Teilemasse: von ±2,5% bis ±0,3%
• Reklamationen der Kunden: Rückgang um 68%

OEE (Overall Equipment Effectiveness):

• Vorher: durchschnittlich 71%
• Nachher: durchschnittlich 87%
• Steigerung um 16 Prozentpunkte

Rentabilitätsanalyse:

• Jährliche Gesamtersparnis: 503 382 (Energie) + 43 500 (Wartung) + 368 000 (Ausfallzeiten) = 914 882 PLN/Jahr
• Nettoinvestition nach Zuschüssen und Steuervergünstigungen: 3 800 000 - 1 330 000 (FENG) - 360 000 (KSt-Erlass) = 2 110 000 PLN
• Einfache Amortisationsdauer (Simple Payback): 2 110 000 / 914 882 = 2,3 Jahre (28 mMonate)
• NPV (10 lJahr, Diskontsatz 6%): +4,8 m Mio. PLN
• IRR (Internal Rate of Return): 38%

Zitat des Kunden (Produktionsleiter):

"Die Modernisierung mit TEDESolutions hat unsere Erwartungen übertroffen. Anfangs hatten wir Bedenken wegen des hohen Preises für elektrische Maschinen, aber nach Berücksichtigung von Zuschüssen, Steuervergünstigungen und vor allem der tatsächlichen Betriebsersparnisse erfolgte die Amortisation schneller als geplant. Die größte Überraschung war die Qualitätsverbesserung – die Halbierung der Ausschussquote bedeutet jährlich Hunderttausende Złoty. Zusätzlich wurden unsere ESG-Prüfungen bei Kunden deutlich einfacher, da wir eine 42% Reduzierung des Energieverbrauchs nachweisen können."

Kalkulator ROI und Energieaudit

Eine korrekte Kalkulation der Return on Investment (ROI) für den Kauf einer energieeffizienten Spritzgießmaschine erfordert die Berücksichtigung zahlreicher Variablen. TEDESolutions hat eine Berechnungsmethodik entwickelt, die Sie selbst anwenden können oder Sie nutzen eine kostenlose Beratung durch unsere Experten.

Schlüsselparameter für die ROI-Kalkulation:

• Produktionsparameter : Schließkraft der Maschine (t), jährliche Betriebsstunden (1-schichtig: 2 000 h, 2-schichtig: 4 000 h, 3-schichtig: 6 000 h), Durchschnittsleistung (kg/h), durchschnittliche Zykluszeit (s)
• Betriebskosten : Aktueller Strompreis (PLN/kWh - auf Rechnung prüfen), Kosten einer Stunde Stillstand in Ihrem Werk (PLN/h), Stundensatz des Instandhaltungstechnikers (PLN/h)
• Aktuelle vs. geplante Technologie : Art der aktuellen Maschine (hydraulisch / servo-hydraulisch / elektrisch), Alter der Maschine (Jahre), geplante Technologie der neuen Maschine
• Finanzierung : Verfügbarkeit von Zuschüssen (FENG, RPO), Möglichkeit eines Förderkredits (BGK), Robotik-Rabatt (ja/nein), operative Leasingoption

Berechnungsszenarien - Beispiel für eine 500er Maschine:

Konservatives Szenario (pessimistisch):

• Betrieb 2 Schichten (4 000 h/Jahr)
• Stabiler Strompreis für 5 l Jahre (0,526 PLN/kWh)
• Energieeinsparung: 40% (hydraulisch → elektrisch)
• Reduzierung der Stillstände: 50%
• Keine Zuschüsse, Finanzierung über Handelskredit
• Amortisation: 4,5 Jahre

Realistisches Szenario (am wahrscheinlichsten):

• Betrieb 3 Schichten (6 000 h/Jahr)
• Strompreisanstieg um 3% pro Jahr
• Energieeinsparung: 50%
• Reduzierung der Stillstände: 70%
• Zuschuss FENG 35%, Robotik-Rabatt
• Amortisation: 2,5 Jahre

Optimistisches Szenario:

• Betrieb 3 Schichten + Samstage (6 500 h/Jahr)
• Strompreisanstieg um 5% pro Jahr
• Energieeinsparung: 60% (alte hydraulische → neue elektrische mit Ecodrive)
• Reduzierung der Stillstände: 80% + OEE-Verbesserung um 15 Prozentpunkte
• Zuschuss FENG 50% (KMU Zone B), BGK-Kredit mit Zuschuss, CIT-Rabatt
• Amortisation: 1,8 Jahre

Wie führt man ein Selbstaudit des Maschinenparks durch:

• Schritt 1 : Sammeln Sie die Energiezählerdaten für jede Maschine der letzten 12 m Monate (falls keine Teilzähler vorhanden sind, bitten Sie um eine temporäre Messung über 2 Wochen der Standardproduktion)
• Schritt 2 : Berechnen Sie SEC (Specific Energy Consumption) = verbrauchte kWh / kg produzierten Kunststoffs
• Schritt 3 : Vergleichen Sie mit Benchmarks: SEC > 1,5 kWh/kg → dringende Modernisierung, SEC 1,2-1,5 kWh/kg → wirtschaftlich sinnvolle Modernisierung, SEC < 1,2 kWh/kg → Maschine relativ effizient
• Schritt 4 : Berechnen Sie die jährlichen Energiekosten für jede Maschine und summieren Sie sie für den gesamten Park
• Schritt 5 : Schätzen Sie die potenziellen Einsparungen bei der Umstellung auf elektrische/servo-hydraulische Technologie (40-60% Reduzierung bei Standardhydraulik)

Kostenloses Energieaudit von TEDESolutions:

Wenn Sie eine Modernisierung des Maschinenparks planen, kontaktieren Sie die Experten von TEDESolutions, um ein kostenloses 30-minütiges Energieaudit zu vereinbaren. Unsere Spezialisten helfen Ihnen dabei:

• Energieabrechnungen und Produktionsdaten zu analysieren
• Den genauen Einsparpotenzial für Ihr Werk berechnen
• Eine ROI-Kalkulation für konkrete Tederic DE/NE Modelle erstellen
• Beratung bei der Auswahl des optimalen Finanzierungsweges (Zuschüsse, Kredite, Leasing)
• Die Modernisierung in Phasen planen, um Produktionsstörungen zu minimieren

Zusammenfassung

Analyse von TCO (Total Cost of Ownership) ist ein unverzichtbares Tool bei Investitionsentscheidungen für den Kauf von Spritzgießmaschinen. Angesichts der Strompreise von über 526 PLN/MWh in Polen (Q3 2024), die 30-45% der Betriebskosten eines Spritzgießplatzes ausmachen, wird die Wahl einer energieeffizienten Antriebstechnologie nicht länger zur Option, sondern zur strategischen Notwendigkeit.

Wesentliche Erkenntnisse aus dem Leitfaden:

• Energieeinsparungen 50-70% - voll-elektrische Spritzgießmaschinen verbrauchen 50-70% weniger Energie als traditionelle hydraulische Maschinen, was bei Dreischichtbetrieb eine Ersparnis von 150 000-200 000 PLN pro Jahr für eine 500-Tonnen-Maschine ergibt
• TCO beinhaltet versteckte Kosten - traditionelle Methoden, die sich auf den Kaufpreis konzentrieren, ignorieren 20-40% der tatsächlichen Kosten im Zusammenhang mit Betrieb, Wartung und Ausfallzeiten
• Strompreise in Polen erfordern Handeln - ein Anstieg um 60% in den Jahren 2021-2024 (auf 526,24 PLN/MWh) macht Investitionen in Energieeffizienz profitabler denn je
• ROI typischerweise 24-36 mMonate - unter Berücksichtigung von FENG-Förderungen (35-50%), Robotikermäßigungen und BGK-Präferenzkrediten erfolgt die Amortisation der Investition in eine elektrische Maschine in 2-3 l Jahren
• Tederic DE/NE im Praxis-Test bewährt - die elektrische Baureihe Tederic DE erreicht SEC 0,92-1,05 kWh/kg, während die servo-hydraulische Tederic NE den Verbrauch um 45% senkt bei 35-40% niedrigerem Kaufpreis im Vergleich zu DE
• Verfügbare externe Finanzierung - FENG-Programme, BGK-Kredite mit Tilgungszuschuss, NFOŚiGW-Darlehen sowie Robotikermäßigung (50% KSt-Abzug) können bis zu 70% der Investitionskosten abdecken
• ESG-Anforderungen treiben Veränderungen an - die CSRD-Richtlinie wird bis 2026 über 3 600 Unternehmen in Polen erfassen und die Berichterstattung über den CO2-Fußabdruck sowie Investitionen in Energieeffizienz erzwingen

Die Entscheidung für die Modernisierung des Maschinenparks hin zu elektrischen und servo-hydraulischen Technologien ist eine Investition nicht nur in die Senkung der Betriebskosten, sondern auch in die langfristige Wettbewerbsfähigkeit , die Konformität mit den steigenden Anforderungen internationaler ESG-Kunden und die Vorbereitung auf weitere Strompreissteigerungen. Wie die Fallstudie im Artikel zeigt, erreichte ein Verpackungsproduzent eine 42% Reduzierung des Energieverbrauchs, einen 77% Rückgang der Ausfallzeiten und eine Amortisation der Investition in 28 m Monaten.

Wenn Sie die Modernisierung des Maschinenparks planen oder die Wirtschaftlichkeit des Austauschs alter hydraulischer Maschinen durch energieeffiziente Technologien genau analysieren möchten, kontaktieren Sie die Experten von TEDESolutions für ein kostenloses Energieaudit und eine ROI-Kalkulation für Ihr Werk. Als autorisierter Partner von Tederic bieten wir umfassende technische Beratung, Unterstützung bei der Beantragung von Förderungen und Finanzierung sowie vollständigen Service und Schulungen für die Baureihen Tederic DE und NE.

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