Energiemanagement (ISO 50001): Einführung beim energiein ... / 2 Energiedatenmanagementsystem – Konzept zur Implementierung

Messbare Energieziele nur druch Transparenz beim Energieverbrauch

Ein Energiemanagementsystem bildet den Ausgangspunkt für einen ressourcenschonenden Energieeinsatz in einer Organisation (s. Abb. 2). Das System lebt im Wesentlichen von der Herleitung und Verfolgung von geeigneten, üblicherweise messbaren Zielen zur Verbesserung der Energieeffizienz. Um diese zu erreichen, muss die Energienutzung einer Organisation wirkungsvoll an sich ändernde interne sowie externe Faktoren angepasst, ständig überwacht und regelmäßig bewertet werden. Durch ein effizientes Energiemanagement können anhand der gegenwärtigen Situation Potenziale für Energieeinsparungen erkannt und Maßnahmen zu Umsetzung dieser Potenziale generiert werden. Der Energieverbrauch der Organisation kann kontinuierlich überwacht und es können ggf. Korrektur- und Verbesserungsmaßnahmen eingeleitet werden. Ein praxisorientiertes Energiemanagementsystem sollte u. a. die Frage beantworten, wer wann wie viel Energie zu welchem Zweck verbraucht. Hauptaufgabe des Energiedatenmanagements ist in diesem Zusammenhang die weitgehend automatisierte messtechnische Erfassung, Aufbereitung, Überwachung und Visualisierung aller energierelevanten Verbrauchsdaten.

Abb. 2: Wichtige Elemente eines Energiedatenmanagementsystems

Einführung einer geeigneten Energiedatenerfassung benötigt ein durchdachtes Konzept

Üblicherweise sind in größeren Unternehmen komplexe Strukturen vorhanden (z. B. Produktionsstandort, Werksteil, Produktionsanlagen, Hauptverbraucher, Teilverbraucher, etc. ). Die Implementierung eines Energiedatenerfassungssystems ist daher im Hinblick auf seine Eignung systematisch zu planen, damit alle relevanten Verbraucher berücksichtigt werden. Dazu gehören geeignete Zähler, entsprechende Übertragungswege und eine geeignete Visualisierungs- und Auswertesoftware (s. Abb. 3).

Im Folgenden wird anhand des Beispiels der ThyssenKrupp Rasselstein GmbH die Vorgehensweise zur Einführung eines Energiedatenmanagementsystems exemplarisch dargestellt.

Abb. 3: Bausteine eines Energiedatenmanagementsystems

[1] Vgl. Stefan Wirth, Diplomarbeit: "Erstellung eines Konzeptes zur Energiedatenerfassung und -auswertung an den wichtigsten Produktionsanlagen einschließlich der Erstellung des dafür erforderlichen Kostenbudgets für die Rasselstein GmbH", Februar 2010.

2.1 Zählerpark

Zähleranalyse

Grundlage für eine verursachergerechte Verbrauchszuordnung und die Optimierung des Ressourceneinsatzes ist die Datenerfassung in der Feldebene. Hierzu werden die einzelnen Energieverbraucher von entsprechenden Zählern erfasst. Dabei ist jedoch zu beachten, dass auch der aufwändigste Zählerpark wenig hilfreich ist, wenn seine Messstellen falsch angeordnet sind bzw. ungeeignete oder ungenaue Zähler verwendet werden. Ein gut durchdachtes Zählerparkkonzept ist daher Voraussetzung für ein effizientes Monitoring.

Das Konzept muss dabei die unternehmensspezifische Verbraucherstruktur (Strom, Wärme, Gas, Wasser etc.), die Kostenstellenstruktur (Profitcenter, Anlagen, etc.) sowie technische Vorgaben (bestehende Verteilersysteme und Messeinrichtungen) erfassen und aufeinander abstimmen (s. Abb. 4). Es ist nicht sinnvoll, jeden noch so kleinen Verbraucher über entsprechende Zähler zu erfassen. Folgende Aspekte sollten bei der Entscheidungsfindung berücksichtigt werden:

• vorhandene, nutzbare Zähler (elektrischer Ausgang!), deren Zustand bzw. Genauigkeit
• Energieverbrauch/-kosten
• Beeinflussbarkeit des Energieverbrauchs (Könnte mehr Transparenz helfen, den Verbrauch zu verringern?)
• Wahrscheinlichkeit des Mehrverbrauchs (z. B. kontinuierlich steigender Verbrauch in komplexen Druckluftsystemen durch Leckagen)
• rechtliche Relevanz (z. B. Genauigkeitsanforderung an die Messung)
• Anlagenparameter, die den Energieverbrauch beeinflussen (z. B. Temperaturen an Glühöfen, Durchsatz, Anlagengeschwindigkeit)
• Messverfahren
• Art der Signalausgabe (Zählerstand, Durchfluss, Zählfrequenz)
• Art der elektronischen Schnittstelle (analog, digital, Impulsausgang, MBus etc.)

Abb. 4: Ergebnis der Zähleranalyse ThyssenKrupp Rasselstein

Ob bzw. wo eine durchgängige Verbrauchserfassung nötig und sinnvoll ist, bzw. welche Verfahren zum Einsatz kommen, muss letztlich je nach Erkenntnisinteresse und Aufwand individuell entschieden werden. Erfahrungsgemäß sollte zunächst aber zumindest der Gesamtverbrauch der Hauptenergieverbraucher je relevanter Energieart kontinuierlich erfasst werden. Übrige Verbraucher können entsprechend ihrer Priorität sukzessive nachgerüstet werden.

2.2 Datenübertragung

Messintervalle sinnvoll wählen

Für die Übertragung und Verarbeitung der Messsignale spielt die zeitliche Auflösung eine entscheidende Rolle. Während in der Energieversorgung Viertelstundenmittelwerte üblich sind, können diese Intervalle für die Steuerung von Produktionsprozessen und die Ermittlung von Schwachstellen deutlich zu lang sein. Um beispielsweise die Rasselsteiner Produktionsprozesse energetisch zu verstehen, sind – in Abhängigkeit von den Zykluszeiten der Produktionsprozesse – Messintervalle i...