Warum Knoll auf Stickstoff-Eigenerzeugung mit PV-Strom setzt

Abschied vom Tanklaster: Bis vor Kurzem war der regelmäßig anrollende Stickstoff-Tanklaster fester Bestandteil des Betriebsalltags bei Knoll Maschinenbau in Bad Saulgau. „Mindestens einmal kam er jede Woche – und manchmal auch gleich ein zweites Mal“, erinnert sich Eduard Mader, Teamleiter NC-Programmierung/Disposition Rohbau. Heute produziert das Familienunternehmen seinen Stickstoff selbst, wie Knoll mitteilt. Die Energie dafür stammt aus der firmeneigenen PV-Anlage. Umgesetzt wurde das Projekt gemeinsam mit den „AirXperten“ von Mader, die Druckluft- und Stickstofftechnik inklusive Beratung, Service und Pneumatik aus einer Hand liefern.

Mit der Umstellung verabschiedet sich Knoll nicht nur von Lieferabhängigkeiten, sondern kann sich Gegebenheiten auch besser anpassen. Diese ist ein zentraler Wert im Unternehmen, dessen Wertschöpfungstiefe laut Eduard Mader bei über 90% liegt. „Das gibt uns eine enorme Flexibilität, wenn es um maßgeschneiderte Anlagen für unsere Kunden geht“, erklärt er.

Effizienzgewinne als Schlüsselfaktor

Die Eigenerzeugung von Stickstoff ist bei Knoll kein neues Thema. „Wir haben uns schon damals mit der Technologie beschäftigt – da lag der Luft-Faktor noch bei sieben“, so Eduard Mader. Heute liegt dieser bei 3,0 – ein entscheidender Fortschritt in der Effizienz. Gemeinsam mit Bernhard Buck aus der Gebäudetechnik und Instandhaltung nahm das Projekt 2023 erneut Fahrt auf.

Die Vision war klar umrissen. „Wir wollen die 1,4-MW-PV-Anlage intelligent mit der Stickstofferzeugung verknüpfen“, beschreibt Buck den Ansatz. Überschüssiger Strom soll genutzt werden, um Stickstoffbündel zu füllen und Vorräte für mehrere Tage aufzubauen. Auch wenn die Steuerung des Stromflusses noch weiter optimiert wird, ist der Nutzen bereits deutlich: „Keine Lieferengpässe, keine Transportkosten, keine unnötigen CO₂-Emissionen“, fasst Eduard Mader zusammen.

Hochreiner Stickstoff für die Lasertechnik

Stickstoff wird bei Knoll als Schneidgas eingesetzt, um Oxidation an Werkstücken zu verhindern. Die Eigenerzeugung von Stickstoff der Reinheitsklasse 6.0 ermöglicht es, beim Laserschneiden weitgehend auf Sauerstoff zu verzichten. „Das spart uns oft den zusätzlichen Arbeitsschritt des Schleifens“, erklärt Bernhard Buck. Gleichzeitig erhöht die konstante Qualität die Prozesssicherheit in der Fertigung.

Vom Auswahlverfahren zur Partnerschaft

Vier Anbieter wurden in einem strukturierten Verfahren miteinander verglichen. Die Lösung von Mader überzeugte sowohl technisch als auch wirtschaftlich. Dennoch wollte Knoll mehr als Zahlen. Besichtigungen am Standort Leinfelden-Echterdingen und bei einer Referenzanlage mit ähnlicher Anwendung gaben zusätzliche Sicherheit. „Wir wollten mit eigenen Augen sehen, wie die Technik läuft“, sagt Eduard Mader.

Weitere Pluspunkte waren der kompakte Skid-Aufbau der Anlage sowie die Unterstützung bei der Beantragung der Bafa-Förderung. „Ohne die Bafa-Förderung hätten wir das Projekt nicht umgesetzt“, betont Mader. Für Buck spielte zudem die räumliche Nähe eine zentrale Rolle: „Wenn es doch mal ein Problem gibt, dann macht es einen großen Unterschied, ob der Partner ins Flugzeug steigen muss – oder in einer Stunde vor Ort ist.“

Von der Idee zur stabilen Produktion

Zwischen Projektstart Anfang 2023 und Inbetriebnahme im Februar 2025 lagen fast zwei Jahre. Allein die Bewilligung des Bafa-Antrags dauerte rund neun Monate. Nach dem Aufbau der Anlage mit zunächst acht Stickstoffbündeln wurde die Kapazität nach dem Abbau eines alten Silos auf insgesamt 20 Bündel erweitert. „Man hat gespürt: Jetzt wird aus der Idee wirklich Realität“, sagt Philipp Komenda, Projektleiter bei Mader.

Die modular aufgebaute Anlage erreicht eine Erzeugungsleistung von 100 Nm³/h Stickstoff bei einer Reinheit von 99,9999 Prozent. Die Gasversorgung der Laseranlagen wird konstant auf 30 bar geregelt. Anfangs erforderte der sensible Betrieb der Laser Feineinstellungen. „Unsere Laseranlagen sind extrem sensibel“, erläutert Eduard Mader. Nachjustierungen durch einen Mader-Techniker sorgten schließlich für einen stabilen, störungsfreien Betrieb.

Digitale Transparenz durch Monitoring

Ein zentrales Element der Anlage ist das umfassende Monitoring. Die Stickstoffreinheit wird kontinuierlich überwacht, ebenso der Gasverbrauch. „Jetzt sehe ich live, wie viel Stickstoff tatsächlich abgenommen wird“, erklärt Buck. Verbrauchsspitzen lassen sich einzelnen Fertigungsaufträgen zuordnen und künftig besser einplanen.

Auch der Energieeinsatz wird detailliert erfasst. Ziel ist es, die Stickstofferzeugung in das Energiemanagement des Unternehmens einzubinden und Lastspitzen zu vermeiden. Perspektivisch sollen die Stickstoffbündel sogar als Energiespeicher für PV-Strom dienen. „Das wäre ein großer Schritt in Richtung Autarkie“, so Buck.

Partnerschaft als Erfolgsfaktor

Für Knoll steht weniger der reibungslose Projektverlauf im Vordergrund als die gemeinsame Lösungsfindung. „Ein Projekt läuft nie völlig reibungslos. Wichtig ist, dass man Vertrauen hat und gemeinsam Lösungen findet“, sagt Eduard Mader. Dieses Vertrauen habe Mader auch dadurch gezeigt, dass Komponenten bereits vor finaler Auftragserteilung bereitgestellt wurden.

Die räumliche Nähe und schnelle Reaktionsfähigkeit des Partners gelten intern als wesentliche Erfolgsfaktoren. „Man muss jemanden einfach mal anrufen können – und dann ist auch wirklich schnell jemand da“, bringt es Buck auf den Punkt.