Energieverbrauch durch Analysen und Messtechnik optimieren
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Bild 1. Gerade in großen Anlagen kann der Betreiber mit Hilfe einer Energiemanagementsoftware schleichende Veränderungen, wie Leckagen in Druckluftsystemen, leicht identifizieren und entsprechende Wartungsarbeiten veranlassen
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Bild 2. Eine Energiemanagementsoftware, wie Montage von Danfoss Solutions, speichert alle Daten aus den Niederlassungen auf einem zentralen Server. Dieser bereitet die Daten auf, visualisiert sie und stellt sie den verantwortlichen Mitarbeitern weltweit zur Verfügung
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Bild 3. Ein optimierter Prozess zeigt alle Messpunkte im Toleranzbereich mit einer relativ geringen Streuung an. Der Korreltationsfaktor r2 zeigt ein Beispiel der Indikatoren für den Kontroll-Level
Steigende Energiepreise, Klimawandel, Emissionen von Treibhausgasen – nur einige Stichworte, die täglich in der Diskussion um Erderwärmung, Umweltverschmutzung und Klimaschutz auftauchen. Einer der entscheidenden Faktoren in allen Bereichen ist der Verbrauch der Ressource Energie in Form von fossilen Energieträgern, wie Kohle, Erdöl oder Gas. So wächst der finanzielle, politische und gesellschaftliche Druck, möglichst effektiv damit umzugehen und den Verbrauch drastisch zu senken. Dementsprechend gewinnt ein Energiemanagement stark an Bedeutung.
In der letzten Dekade sind die Kosten für Energie jährlich zwischen 10 % und 15 % gestiegen. Das macht die Energiekosten in Zukunft zu einem strategischen Faktor für die Produktionskosten und damit auch für das Betriebsergebnis. Umso mehr, je energieintensiver die Produktion gestaltet ist. Die wachsende Bedeutung verdeutlicht das Beispiel einer Brauerei.
Während die Personalkosten einer Brauerei beispielsweise 2010 2,57 €/hl betrugen, lagen die Kosten für Energie in Form von Öl, Gas und Strom im Vergleich dazu bei 2,50 €/hl. Berücksichtigt man die durchschnittliche Steigerungsrate bei den Energiekosten, liegt der Preis schon 2015 bei 3,57 €/hl. Gleichzeitig gehen Experten davon aus, dass die Personalkosten pro hl aufgrund höherer Automatisierung und optimierter Prozesse weiter sinken werden. Daraus lässt sich ableiten, dass die Energiekosten ca. zwei- bis viermal so schnell steigen, wie die Personalkosten. So zeichnet sich heute schon ab, dass Energiekosten in manchen Industrien zu einem der wesentlichen Faktoren werden (Bild 1).
Mehr Energieeffizienz erfordert genaue Datenerfassung
Umso verwunderlicher ist es, dass die Energiekosten in vielen Unternehmen nur als Fixkosten erfasst werden oder eine eher untergeordnete Rolle als „gegeben“ spielen. Dementsprechend wenig Gedanken machen sich die Verantwortlichen darüber, wo sie in ihren Produktionslinien und Niederlassungen die meiste Energie verbrauchen, wofür sie die Energie einsetzen und welche Einsparpotenziale existieren. Selbst in Verwaltungsgebäuden lässt sich beobachten, dass in leeren Büros Licht brennt und Computer rund um die Uhr laufen, obwohl es keine Mühe und kein Nachteil wäre, sie abzuschalten. Es ist auch keine Seltenheit, dass Heizungs- oder Lüftungssysteme konstant laufen, obwohl beispielsweise während der Betriebsferien eine Absenkung der Leistung bis hin zum kompletten Abschalten möglich – und kosteneffizient – wäre.
Was in den meisten Fällen fehlt, ist ein genaues Energiemanagement und die dafür notwendige Infrastruktur, welche die Sensoren zur Erfassung des Energieverbrauchs sowie eine Sammlung der Messdaten umfasst. Mit einer geeigneten Software, die diese Daten schnell, übersichtlich und für das gesamte Unternehmen auswertet und einfach darstellt, ließe sich der Gesamtverbrauch genau quantifizieren und ein unnötiger Verbrauch vermeiden. Denn nur, was messbar ist und was die Verantwortlichen genau erfassen können, lässt sich langfristig beeinflussen und optimieren. Ein Beispiel für eine solche Software ist Montage, die Danfoss Solutions einsetzt (Bild 2).
Anforderungen an die Software
Doch was macht eine gute Software für das Energiemanagement aus? Ihre wesentliche Aufgabe ist es, den Verbrauch aller Energieträger, wie Öl, Gas, Kohle und Strom, innerhalb des Unternehmens – sei es nur eine Niederlassung oder ein weltweit arbeitender Konzern – sichtbar zu machen. Ähnlich einem ERP-System muss das Energiemanagementsystem auf Knopfdruck eine beliebige Analyse durchführen und die Daten, aufbereitet nach Standort, Produktionslinie oder Prozess, anzeigen. Diese Daten sollten dann den mit den jeweiligen Anlagen betrauten Mitarbeitern zugänglich sein, damit sie untersuchen können, welche Möglichkeiten zur Optimierung sich ergeben bzw. sie erkennen können. Üblicherweise führt dies schon zu einem bewussteren Umgang mit der Energie, wodurch sich Einsparungen von 5 % bis 10 % ergeben – ohne, dass dafür zusätzliche Investitionen in Technik notwendig sind.
Um die Optimierung des Energieverbrauchs langfristig garantieren zu können, muss die Software in den täglichen Arbeitsablauf eingebunden sein. Eine angepasste Konfiguration der Messdatenerfassung und der daraus abzuleitenden Analysen und Berichte an die zu überwachenden Prozesse und Niederlassungen ist unabdingbar. Zudem sollten alle Mitarbeiter, die als Operatoren arbeiten, gut geschult sein. Anschließend bekommt dann jeder der Mitarbeiter genau die Daten präsentiert – übersichtlich und leicht verständlich aufbereitet –, die er für die Überwachung und gegebenenfalls die Anpassung und die Optimierung des Verbrauchs benötigt (Bild 3).
Über die gesamte Niederlassung oder konzernweit betrachtet, liefert eine Software, wie Montage, so wichtige Anhaltspunkte für die Identifizierung von Einsparpotenzialen. Zusammen mit den Verfahrenstechnikern und den Prozessmanagern können nun die Geschäftsführung und die Werksleitung nach geeigneten Modellen für eine fortlaufende Verbesserung suchen. Nicht zu vergessen, dass eine solche Energiemanagementsoftware auch schleichende Veränderungen erkennen lässt, beispielsweise Leckagen in einem Druckluftsystem, die sich durch häufigeres Einschalten der Kompressoren bemerkbar machen und bei größeren Anlagen schnell Mehrkosten in Höhe von einigen Tausend € pro Jahr verursachen. Eine regelmäßige Kontrolle der Werte weist frühzeitig auf Fehler und Probleme in der Anlage hin.
Um für alle Unternehmensgrößen, aber auch für die vielfältigen Analysen und Anforderungen innerhalb der Unternehmen gerüstet zu sein, sollte ein solches Energiemanagementsystem skalierbar sein. Sprich: Es lässt sich einfach und schnell in der vom Kunden gewünschten Konfiguration einsetzen und konfigurieren sowie sich in vorhandene ERP- und Analysesysteme integrieren und individuell anpassen. So stehen dem Anwender die Kenngrößen (KPI) für eine Einbindung in die Bilanzierungssoftware zur Verfügung, was auch den wirtschaftlichen Nutzen der durchgeführten Energiesparmaßnahmen nachweist.
Energiemanagement für mehr Nachhaltigkeit
Um den Erfolg von Energiemaßnahmen belegen zu können, sie langfristig zu sichern und im laufenden Betrieb Prozesse weiter optimieren zu können, benötigen Betreiber eine ausgeklügelte Erfassungs- und Managementsoftware. Denn nur erfassbare Größen lassen sich sinnvoll kontrollieren, überwachen und letztendlich auch beeinflussen.
Mittels definierter Kenngrößen und Datensammlung ist es im Tagesgeschäft möglich, die erzielten Einsparungen genau nachzuweisen. Hier zeigt sich dann, ob das Unternehmen die in Euro und Cent vorgegebenen Einsparungen erreicht hat, der CO 2-Ausstoß gesunken ist und ob die Prozesse, trotz der Anpassungen im Detail, nach wie vor zuverlässig und stabil oder gar besser laufen.
Dass dem Energiemanagement eine steigende Bedeutung zukommen wird, ist schon mit den stark steigenden Energiepreisen begründet. Die Steigerung lässt sich dabei zwar nicht beeinflussen – wohl aber, wie viel Energie die Prozesse in der Anlage verbrauchen. Dort müssen Unternehmen und Verantwortliche ansetzen.
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Autor: Johnnie R. Jensen ist President der Danfoss Solutions A/S in Kolding/Dänemark.
