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Energie managen, Kosten sparen

Überwachung und automatische Anpassung des Energieverbrauchs – Methoden und Praxisbeispiele

Nick Schulte Pelkum von innogy bit.B (links) erklärt die digitale und mobile energetische Energieüberwachung vor Ort bei den Kramer-Schuhgeschäften.

Verspricht durch Energiemonitoring und -management immer konkrete Einsparungen: Johannes Stumpf von E.ON Contracting Energies.

Alle Verbräuche in einem Unternehmen werden digital erfasst – auch der von Erdgas.

Nur mittels kompletten Monitorings aller energetischen Parameter eines Gebäudes – hier die Einzelraumtemperaturen – ist ein erfolgreiches Energiemanagement möglich.

Die Digitalisierung von Verbrauchsdaten bietet auch in der Wohnungswirtschaft ein hohes Energie- und Kosteneinsparpotenzial, das mit relativ einfachem Aufwand erschlossen werden kann.

 

Die Energieeinsparpotwenziale durch Monitoring und ein daraus abgeleitetes Energiemanagement sind beträchtlich. In Bürogebäuden betragen diese in vielen Fällen mehr als 10 %. Und in energieintensiven Industriebetrieben kann es leicht ein Mehrfaches davon sein. Dazu bietet die Digitalisierung die großflächige Überwachung von Energieverbräuchen und -bezügen. In der Praxis wurden bereits viele Anwendungen erfolgreich installiert. Einige davon werden nachfolgend vorgestellt.

Die Energieeinsparung durch Überwachung und automatische Anpassung kann in einzelnen Bereichen überdurchschnittlich ausfallen. Ergibt etwa ein Monitoring, dass die Beleuchtung übermäßig viel Strom verbraucht, kann dies bereits durch einen einfachen Wechsel der Leuchtkörper behoben werden. Schon allein das kann rund 50 % der Beleuchtungskosten einsparen. Das Monitoring vergleicht dazu u. a. die Verbrauchsdaten des Gebäudes mit anderen oder kann durch Messung einzelner Abnehmer den hohen Verbrauch schnell orten.
Alle Energiemanagement- und -monitoringsysteme haben eines gemeinsam: Sie benötigen eine umfassende und digitalisierte Datengrundlage. In bestimmten Zeiträumen, etwa alle 15 Minuten, werden sämtliche Verbrauchs- und Bezugsdaten erfasst und ausgewertet. Im Idealfall ist diese Auswertung gleich mit einer Handlungsempfehlung versehen.
Die nachfolgend vorgestellten Systeme beruhen auf diesem Prinzip. Allerdings unterscheiden sie sich in Hinblick auf die Ebene, auf der die digitalisierten Zähler angebracht sind.

Simulieren und sparen
„Nur was ich messe, kenne ich. Und nur was ich kenne, kann ich managen“, bringt Lothar Sperling das Prinzip auf den Punkt. Der Gründer und Inhaber des Thüringer Energieberatungsunternehmens GEON Gesellschaft für Energieoptimierte Nutzung mbH ist vor allem bei Unternehmen der Metall- und Kunststoffbearbeitung aktiv, die einen durchschnittlichen jährlichen Strombedarf von bis zu 5 Mio. kWh haben. Sein Vorgehen ist dabei stets gleich: Analyse, Monitoringkonzepte, Management und Erzeugung.
Das Monitoring dient nicht nur der Überwachung der Verbrauchsdaten, sondern auch der Simulation von Veränderungen. Bei der Granulattrocknung eines Kunststoffverarbeiters half er so, 95 000 kWh jährlich einzusparen. Einem Metallverarbeiter empfahl er die Anschaffung eines effizienteren Lasers. Einsparung: 160 000 kWh jährlich. Für Firmen, die nicht wie Großverbraucher von der Befreiung der EEG-Umlage profitieren, können das schnell erhebliche Summen sein.

30 Schuhgeschäfte fernüberwacht
Kramer Schuhe gibt es deutschlandweit zu kaufen. Die RWE-Tochter innogy bit.B wacht aus der Ferne über die Energieverbräuche von 30 der 52 Filialen. „Ursprünglich haben wir mit unserem Produkt vor allem kleine und mittlere Produktionsbetriebe ansprechen wollen“, sagt Nick Schulte Pelkum von innogy bit.B. Doch der Familienbetrieb im Münsterland wollte ebenfalls die Energieflüsse in den eigenen Geschäften besser verstehen, um Maßnahmen für einen effizienteren Umgang mit Energie zu finden.
Die Lösung ist relativ simpel: Marktübliche Sensoren, und zwar sechs je Sensorknoten, messen Energieflüsse sowie Verbrauchs- und Umweltdaten. Diese werden über ein Gateway übermittelt und sind auch für den Kunden jederzeit abrufbar. Gesteuert werden so nun je nach Bedarf Licht und Temperatur – beides Kenngrößen, die im Einzelhandel gut 80 % der gesamten Energiekosten ausmachen können.

Lastverschiebungen im Baumarkt
Auch das nächste Beispiel liegt im Einzelhandelsbereich. Die Bertelsmann-Tochter Arvato setzt auf Flexibilitätsmanagement mit der Verschiebung von Bedarfsspitzen in Lastsenken. Hier wird durch Messung ermittelt, wann welche Energiemengen gebraucht werden und Lastspitzen in der Stromerzeugung auftreten. 380 Baumärk­te einer Kette in Deutschland wurden von Arvato mit insgesamt 80 000 Messpunkten ausgestattet. Danach wurde der Energiebezug optimiert und um 20 % gesenkt.

Einzelhandelskette komplett erfasst
Die Energieintensivität trieb auch die Einzelhandelskette J.A.Woll zu einem intensiven Monitoring und Energiemanagement. Gestaltet und betrieben wird dies von der E.ON Contracting Energies. Alle Märkte werden von einem Steuerzentrum in Potsdam aus überwacht, um rechtzeitig zu hohe Verbräuche zu erkennen und gegenzusteuern. Die interessanten Kenngrößen sind dabei die Verbrauchswerte für Beleuchtung, Lüftung sowie Heizung und Kühlung.
„Wir beginnen immer mit einer Bestandsaufnahme“, erklärt Johann Stumpf, Projektmanager im Geschäftsbereich Ener­gieeffizienz bei E.ON Connecting Energies, das Vorgehen. So bekämen die Experten ein Gefühl dafür, ob viel oder wenig Energie verbraucht würde. Schon in dieser Phase würde ein konkretes Einsparversprechen gemacht, das bisher bei allen Kunden eingehalten worden sei. Erst dann käme die Messung. „Manchmal reicht es schon, nur einen Zähler in der Unterverteilung zu installieren, um etwa Lastsprünge der unterschiedlichen Verbraucher zu erfassen und zuzuordnen“, so Stumpf.

Wärme und Kälte kombinieren
Neben dem Einzelhandel ist E.ON Connecting Energies auch in anderen Branchen unterwegs. Besonders hohe Einsparpotenziale sieht Stumpf dort, wo Wärme und Kälte gleichzeitig benötigt und auch erzeugt werden, etwa beim Betreiben eines Reinraumes mit Frischluft. „Im Bereich der Luftentfeuchtung haben wir so bei einem Kunden die Technik zur Energieerzeugung gewechselt. Vorher wurde die erforderliche Energie mit Strom und Gas direkt aus dem Netz bereitgestellt, heute durch ein BHKW, das ein Sorptionsrad als Rotationsentfeuchter betreibt.“

Umfassendes Managementsystem
Ein Pionier auf diesem Gebiet ist ENIT Systems in Freiburg. Das Unternehmen wurde einst von Wissenschaftlern eines dort ansässigen Fraunhofer Instituts gegründet. ENIT lässt Geräte auf unterster Ebene kommunizieren und sorgt sowohl hardware- als auch softwareseitig für eine gemeinsame Kommunikation. „Dafür mussten wir uns jahrelang eng mit den Zählerherstellern abstimmen“, erläutert ENIT-Geschäftsführer Hendrik Klosterkemper.
ENIT stattet alle Verbraucher, auch die für Gas, Wasser, Dampf und Wärme, mit digitalen Zählern aus. Alle Daten laufen zentral zusammen und werden automatisiert ausgewertet. Die Automatisierung kann dabei soweit gehen, dass menschliche Entscheider aus­geschlossen sind und das System selbst Entscheidungen vornimmt. Über alle Energieträger hinweg liegen die Einsparpotenziale zwischen 5 und 20 %.
Genutzt wird dieses System schon bei APK in Merseburg. Hauptkostentreiber bei dem Kunststoffverarbeiter ist die Ener­gie. Seit dem Jahr 2009 wurden zwar schon alle Energieverbrauchsdaten im Werk von insgesamt 300 Zählern erfasst. Doch erst im Frühjahr 2016 wurden diese Daten mit dem ENIT-System zusammengeführt und dafür rund 60000 Euro investiert.
Je Messzyklus, der alle 15 Minuten anfällt, werden 1,3 Mio. Datensätze erhoben und vom System ausgewertet. Die Einsparungen quer über alle Verbräuche von Strom, Wasser, Gas und Dampf liegen bei rund 10 % – genauso hoch, wie ENIT prognostiziert hat. Genutzt wird das System auch für die Steuerung von Produktionsprozessen. So wird z. B. die energieintensive Produktion zum Teil in die Nacht verlegt, wenn das ebenfalls energieintensive Labor nicht arbeitet.

Auch im Wohnungsbau interessant
Neben dem Bereich der Industrie, des Einzelhandels und des Gewerbes kommen energiesparende und managende Monitoringsysteme zunehmend auch in der Wohnungswirtschaft zum Einsatz. Innogy SE etwa installierte in einem Bottroper Reihenhaus ein solches System parallel zu einer energetisch umfassenden Gebäudesanierung. Vorher betrugen die Energiekosten jeden Monat rund 600 Euro. Nach der Sanierung mit 30 cm Außenwanddämmung und einer wärmepumpenbasierten Heizungsanlage liegen die Kosten bei ca. 100 Euro monatlich. Einen Anteil daran hat auch das neue Kommunikationssystem, das nicht nur die Heizung, sondern auch Rollläden und Licht per Computer oder Smartphone steuert. Eine eigene PV-Anlage mit Batteriespeichersystem reduzierte zudem die Strombezüge um 99 %. Auch das war nur mittels des intelligenten Monitorings der Verbräuche und des daraus resultierenden Managements möglich.

Fazit
Bei der Planung oder umfassenden Sanierung eines Gebäudes sollte das Energiemonitoring bedacht werden. Durch das Smart-Meter-Rollout wird dieser Prozess noch befördert. Schwieriger hingegen ist die Bewertung der Daten. Die hier vorgestellten Tools und Dienstleister haben damit bereits hinreichend Erfahrung gesammelt und können Einsparerfolge durch das daraus resultierende Energiemanagement vorweisen.

Autor: Frank Urbansky

 

Norm und Förderung
Die DIN EN ISO 50001:2011 unterstützt Unternehmen beim Aufbau von Energiemanagementsystemen. Generell ist die Norm von jedem Unternehmen umsetzbar. Eine direkte Förderung der darin geforderten Maßnahmen über das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) lief jedoch zum Jahresende 2017 aus. Einzelne Maßnahmen werden aber weiterhin gefördert. Weitere Informationen unter: www.foerderdatenbank.de

 


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