Energiemanagement

Verbrauch folgt der Erzeugung

Von Patrick Jain · 2016

In der Realisation von Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge steckt eine große Chance, die Energiewende und die damit verbundenen Effizienzverbesserungen umzusetzen. Ressourcenschonung und Steuerung des Energieverbrauchs sind Teil des Veränderungsprozesses. In Unternehmen sollte dabei ein Gesamtenergiekonzept für alle Bereiche zum Zuge kommen.

Entwicklungen und reale Anwendungen der digitalen Fabrik nach dem Konzept Industrie 4.0 zeigen, dass in der Art des Energieeinsatzes und im Verbrauch erhebliche Verbesserungen möglich sind. Flexible Arbeitsprozesse, vollautomatisierte berechenbare Produktionen, Transparenz der Daten und Skalenvorteile erlauben eine feine Steuerung. Just in Time gilt in diesem Kontext nicht nur für die Fabrikation, sondern auch für den präzisen Einsatz von Energie. Digitalisierung liefert die Grundlage für ein Konzept des Energiemanagements. Smart Grid (intelligentes Stromnetz) und Smart Metering (intelligente Stromzähler) ermöglichen eine genaue Aufschlüsselung der Verbrauchskosten. Um die Vorteile von Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge für den richtigen Energieeinsatz zu nutzen, sind Smart Grid und Smart Meter Voraussetzung. Smart Grid vernetzt in diesen Rahmen Stromerzeuger, Stromverbraucher und Stromspeicher miteinander. Eine internetbasierte Kommunikation in Echtzeit ist möglich. Daten können in alle Richtungen interpretiert werden. Gegliedert nach ihrem Entstehungsort, Verbrauch zu welcher Tages- oder Nachtzeit, nach Geräten und Maschinen, detaillierter Gesamtverbrauch nach Art und Quelle des Stroms und des Anbieters. So richtet sich beispielsweise der Verbrauch nach der Erzeugung. Angeschlossene Stromspeicher wissen, wann sie Strom sammeln oder Strom in das Netz einspeisen.

Energiemanagement-Software löst den Knoten bei Big Data

Aufbereitete Energiedaten bilden die Grundlage für Anwendungskonzepte, die in visualisierter Form bereitstehen. Reporting-Werkzeuge geben konkrete Hinweise auf Einsparpotenziale und berechnen Modelle, die Strategien für mehr Effizienz aufzeigen. Dabei geht es im Rahmen eines alles umfassenden Energiemanagements vor allem um ein ganzheitliches Konzept. Sowohl das Management als auch der Operator in der Werkhalle werden in einem integrierten System informiert und geführt. In vielen hiesigen Unternehmen ist der Energie-Audit bereits Standard. In Zeiten von Big-Data ist die reine Verwaltung von Daten überholt. Hochwertige Systeme liefern keine endlosen Zahlenkolonnen mehr, sondern sie werden qualifiziert analysiert, sortiert, geordnet und interpretiert im Gesamtgeschehen (Business Intelligence). Entsprechende Vernetzungen überwinden verschiedene Standorte, Produktionslinien, Tochterfirmen und Partner.

Gesetze verändern die Anlagenarchitektur

Politische Vorgaben beeinflussen darüber hinaus den Umgang mit Energie. Im Rahmen der Energiewende ist die neue Energieeinsparverordnung (EnEV) in Kraft. Sie verschärft die Vorschriften für Unternehmen und Gebäudebetreiber, wozu auch die Pflicht zur energetischen Inspektion von Klimaanlagen und Lüftungsanlagen nach Paragraph 12 der EnEV gehört. Die DIN SPEC 15240, die Umsetzungsrichtlinie der EnEV, schafft eine einheitliche Regelung für die Durchführung energetischer Inspektionen. Für diese Durchführung sind umfangreiche Kenntnisse zu den aktuellen Regeln der Technik sowie gesetzlichen Vorschriften nötig. Darüber hinaus müssen vor Ort Messungen mit spezieller Messtechnik und geschultem Personal vorgenommen werden. Energieintensiv arbeitende Betriebe wie Gießereien, Stahlwerke und Kunststoffwerke verfügen über, für Energie zuständige, separate Abteilungen. In den meisten Firmen sind diese Aufgaben verteilt angesiedelt.

Analyse und Umbau im Bestand sind besondere Herausforderungen

Umstellungen von Produktionsprozessen im Rahmen von Industrie 4.0 erfolgen nicht nur in Form kompletter Neuinstallationen. Auch technisch auf dem jüngsten Stand befindliche Fabriken werden in die voll digitalisierte Welt überführt. Eine gründliche Bestandsaufnahme und Analyse der Energietechnik ist dabei ein wichtiger Teil der Technikumstellung. Dies kann eine Aufgabe für externe Spezialisten sein, deren Engagement sich aus den laufenden Einsparungen lohnt. In diesem Umfeld sind im Zuge der Digitalisierung neue Geschäftsmodelle entstanden. Spezialisierte Energieberatungsunternehmen bieten Ingenieur-Dienstleistungen an, die den gesamten Energiebedarf unter die Lupe nehmen. Ziel ist es, alle Potenziale zu heben. Dieser Weg ist für die Betriebe oft lohnend, da keine Investitionen nötig sind. Die Vergütung richtet sich nach der Anzahl der eingesparten Kilowattstunden (Euro pro KWh). Eine andere Innovation offenbart das Geschäftsmodell, Energiemanagement in Form von Software as a Service (SaaS) umzusetzen. Externe Spezialisten nehmen den gesamten Komplex Energie unter Vertrag. Zentrale Erfassung und Auswertung durch einen auf Energieeffizienz gepolten Ingenieur führen zu tiefergehenden Analysen, die bis in Vorschläge für Neu- und Ersatzinvestitionen gehen, um die Energiekosten zu senken. Auf Augenhöhe mit dem Management sind sie auf Mehrwert fokussiert. Eine Reduzierung des Energieverbrauchs kann anhand absoluter Zahlen ermittelt und gesteuert werden. Effektiv für komplexe Prozesse ist der Einsatz von Korrelationsanalysen. Durchgeführte Optimierungen werden etabliert und in einem kontinuierlichen Verbesserungsprozess integriert. Wahre Effizienz entsteht, wenn ein ganzheitliches Konzept über dem Monitoring und Engineering steht.