Energiemonitoring als Baustein zur Klimaneutralität
Energie und Ressourcen

Energiemonitoring als Baustein zur Klimaneutralität

Lesedauer: 7 Minuten

16. November 2021 von Mark Junge

Energiemonitoring als Baustein zur Klimaneutralität

Alle reden derzeit über Klimaneutralität. Für den Weg dahin sind jedoch clevere Werkzeuge nötig – etwa zur Analyse der Energie-Infrastruktur oder zur Steigerung der Energieeffizienz. Wer dabei auf intelligente Energiemonitoring-Systeme setzt, verschafft sich einen Vorteil.

Klimaneutralität ist eine der wesentlichen Herausforderungen für Unternehmen in der heutigen Zeit. Steigende Energiekosten, der internationale Wettbewerb und politische Anforderungen unterstreichen die enorme Bedeutung, welche das Thema bereits einnimmt. Gleichzeitig wird mehr Transparenz über Treibhausgas-Emissionen und eine wirtschaftliche Strategie hin zu klimaneutralen Produkten und zum klimaneutralen Unternehmen gefordert. Dazu sind die Erfassung und Analyse wesentlicher Daten und Parameter aus Energieflüssen und der Produktion nötig. Häufig mangelt es genau an diesen Werten – die dann durch eine aufwendige Analyse bzw. exemplarische Messungen zusammengestellt werden müssen.

Einfacher und schneller geht dies über automatische Energiemonitoring-Systeme. Entsprechende Software zur Erfassung von Energiedaten gibt es schon länger – dennoch sind die Programme ebenso mehrschichtig wie die Aufgaben, die sie zu meistern haben. Bei dem Einsatz vieler Energiemonitoring-Systeme werden so meist reine Messgrößen wie Leistung, Temperatur oder Produktivität über die Zeit dargestellt. In solchen Werten steckt jedoch kaum Aussagekraft, da eine Verbindung zu den Haupteinflussgrößen der Produktion und des Energiebedarfs nahezu fehlt.

Vorteile digitaler Energiemonitoring-Systeme

Eine reine Erfassung und Darstellung von Lastgängen innerhalb eines Energiemanagements lässt somit keine Aussage über den Grad der Energieeffizienz zu. Deshalb verschiebt sich der Fokus moderner und intelligenter Monitoringsysteme hin zur Ausarbeitung, Nutzung und Implementierung von Energieleistungskennzahlen (EnPI) – z. . im einfachsten Fall das Verhältnis von Strombezug einer Maschine zur produzierten Stückzahl [kWh/Stk.] – und energetischen Ausgangsparametern, wie in der DIN ISO 50006 gefordert. So ist das Ziel im Energiemonitoring die langfristige Optimierung der energiebezogenen Leistung und damit ein wichtiger Baustein hin zum erfolgreichen Energie- und Klimamanagement. Doch daneben gibt es noch weitere wertvolle Vorteile:

Erhöhung der Transparenz: Tatsächlich ist dies der wichtigste Vorteil, denn Energieflüsse, CO2-Emissionen und Prozesse werden dank Monitoring besser verstanden. In der täglichen Praxis zeigt sich dies vielfältig: Von den Live-Daten, die ein Anlagenführer am Monitor über einer Maschine sieht, über Online-Cockpits mit Kennzahlen des Energiemanagements, bis hin zum automatisch generierten PDF-Bericht für unterschiedliche Stakeholder. Der damit einhergehende Sensibilisierungsprozess für die Themen „Energie und Klima“ ist nicht zu unterschätzen und bringt neue Potenziale zur Steigerung der Energieeffizienz mit sich.
Nachweis der Effizienz: Zur (Re-)Zertifizierung eines Energiemanagement-Systems nach DIN EN ISO 50001 wird ein Nachweis zur fortlaufenden Verbesserung der Energieeffizienz gefordert. Dabei spielen nach der ISO 50006 Energiekennzahlen auf Basis von kontinuierlichen Messungen zur Analyse und Überwachung der Energieeffizienz, und deren nachgewiesenen Verbesserung, eine zentrale Rolle. Selbst bei erfahrenen Energiemanagern zeigen sich Unsicherheiten in der mathematischen Methodik. Mit den passenden Monitoringsystemen lassen sich solche Anforderungen einfacher und mit mehr Zahlensicherheit erfüllen – beispielsweise über den Einsatz von Regressionsanalysen. Solche statistischen Analyseverfahren dienen dazu, die Werte einer Variablen mithilfe einer oder anderer Variablen vorherzusagen. Eine solche multiple Regressionsanalyse ist bei der Umsetzung der DIN ISO 50006 nützlich.

Bild 2: Regressionsanalysen

Regressionsanalysen helfen, Beziehungen zwischen mehreren Variablen darzustellen.  Quelle: Limón GmbH

 

Erstattung von Abgaben:

Viele Ermäßigungen werden nur gewährt, wenn Unternehmen nachweisbar Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz aufdecken bzw. Energie einsparen und ein zertifiziertes Energiemanagement-System nach DIN EN ISO 50001 betreiben. Konkret fallen darunter die Reduzierung der Strom- und der Energiesteuer über den sogenannten Spitzenausgleich nach §10 StromStG und §55 EnergieStG – die Begrenzung der EEG-Abgabe nach § 63ff EEG – die Drittmengenabgrenzung nach dem EnSaG – oder auch die Entlastung der CO2-Abgabe für bestimmte Industrien durch die geplante BEHG-Carbon-Leakage-Verordnung.

Vorbeugende Instandhaltung:

Teure Ausfälle und Fehler in Anlagen lassen sich durch automatische Alarmfunktionen stark reduzieren, indem frühzeitig die verantwortlichen Personen gewarnt werden – etwa per SMS oder E-Mail. Solche Warnsysteme können enorme wirtschaftliche Risiken minimieren oder sogar ganz verhindern.

Zeit sparen mit Automatisierung und Künstlicher Intelligenz (KI):

Durch die automatisierte Erfassung und Auswertung werden klassische Fleißaufgaben bei Mitarbeitern minimiert. Neueste Entwicklungen nutzen verstärkt künstliche Intelligenz im Energiemonitoring. Selbstlernende Algorithmen analysieren dabei Energiedaten und liefern in kürzester Zeit erstaunliche Ergebnisse. Von der Aufdeckung einzelner Verbraucher, über die Erkennung von Anomalien bis hin zu konkreten Einsparpotenzialen. Erfolgskritische Faktoren beim KI-Einsatz im Energiemanagement-Umfeld sind die Qualität und die Anzahl der Datensätze für die Weiterentwicklung der KI. Das bedeutet, dass das Modell immer nur so gut sein kann, wie der Input an sauberen Daten, mit denen es angelernt wird.
Innovative Monitoringsysteme stellen sich somit vielschichtigen Herausforderungen. Sie erfassen und verknüpfen die große Zahl relevanter Daten und liefern eine automatisierte Bewertung der Energieeffizienz von Maschinen und Anlagen. Anhand dieser Analyse können dann Schwachstellen und vor allem Potenziale zu Energie- und Kosteneinsparungen identifiziert werden.
Ein großes Hindernis für Unternehmen ist jedoch die Auswahl der passenden Energiemonitoring-Software. Der Markt für Energiemonitoring-Software ist mittlerweile schier unüberschaubar. Allein in der Liste des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) für förderfähige Software finden sich über 300 Einträge.

Anforderungen an ein innovatives Energiemonitoring-System

Vor der Anschaffung müssen zunächst grundlegende Fragen geklärt werden, um für den jeweiligen Produktionsprozess die richtige Anwendung zu finden. Grundsätzlich sollte ein professionelles Energiemonitoring-System immer eine hohe Aussagefähigkeit über die tatsächlichen Energiekosten und eine Vielzahl von Analysemöglichkeiten zulassen. Häufige Anforderungen sind auch die Bereitstellung von Zusatzmodulen, die Anpassung an individuelle Bedürfnisse (Customizing) oder speziellere Fragen zur Zählerverwaltung und Auswertung der erforderlichen Daten.
Ebenfalls muss für den Anwender die aktuelle Situation einfach und anhand übersichtlicher Darstellungen gewährleistet sein. Innovative Monitoringsysteme stellen sich diesen Herausforderungen. Sie erfassen und verknüpfen die große Zahl aller relevanten Daten und liefern so eine automatisierte Bewertung der Energieeffizienz von Maschinen und Anlagen. Anhand dieser Bewertung können dann Schwachstellen und vor allem Potentiale zu Energie- und Kosteneinsparungen identifiziert werden.

Je nach Anwender sollte eine unterschiedliche Sicht auf die Energiedaten erfolgen können. Individuell einstellbare und konfigurierbare Übersichtsseiten (Cockpits), sind in der Lage einen schnellen Überblick zu ermöglichen. Hierbei sollte die Bewertung von Produktionsanlagen zwingend über Energieeffizienzindikatoren und nicht über Absolutwerte erfolgen. Erst die Darstellung der spezifischen Kennzahlen in Abhängigkeit ihrer Einflussgrößen (in Form von Verhältniszahlen beziehungsweise Kennfeldern) erlaubt eine schnelle Erfassung von Fehlern und eine aussagekräftige Bewertung der Energieeffizienz.
Erfüllen Systeme diese Anforderungen, geben sie nicht nur eine exakte Darstellung des Energiebedarfs wieder, sondern ermöglichen auch den jeweiligen Bedarf und somit die Kosten, den einzelnen Produktionsbereichen zuzuordnen. Daran sollte unbedingt ein automatisches Frühwarnsystem gekoppelt sein, damit der aktuelle Stand des Energiebedarfs und der Energieeffizienz kontinuierlich dokumentiert werden kann. Bei einer Überschreitung der festgelegten Werte, können so automatische Warnmeldungen per SMS oder E-Mail an alle verantwortlichen Mitarbeiter gesendet werden.

Eine Anbindung des Systems an bereits vorhandene Mess- und Übertragungstechnik spart teure Neuanschaffungen. Vorteilhaft ist deshalb eine Monitoringsoftware, die eine Vielzahl unterschiedlicher Schnittstellen sowohl zur Messtechnik unterschiedlicher Hersteller, als auch anderer Softwaresysteme mitbringt – wie beispielsweise Gebäudeleittechnik oder Produktions- und Prozessinformationssysteme.

Software oder Service?

Neben der Frage zur Auswahl der richtigen Software stellt sich die grundsätzliche Frage nach den Ressourcen und dem Know-how zur Analyse der Daten. Die Einrichtung, Betreuung und Analyse der Daten erfordert auch bei hohem Automatisierungsgrad einen gewissen Betreuungsbedarf durch versiertes Personal. Hierbei muss sowohl das Wissen über Messtechnik, Schnittstellen, Kennzahlen und Regressionsanalysen als auch über die Interpretation der Daten und die Entwicklung von Maßnahmen vorhanden sein.
Auf Basis dieser Anforderungen sollte sich ein Unternehmen die Frage stellen, ob dies die Kernkompetenz des Unternehmens ist oder externe Experten hinzugezogen werden sollten. Im letzteren Fall betreibt der externe Dienstleister das System, baut es weiter aus und erhält einen regelmäßigen Überblick über die aktuelle Situation durch Reportings. Zudem werden Potenziale identifiziert und Vorschläge für Maßnahmen unterbreitet. Die Praxis zeigt, dass dies die ökonomisch sinnvollere Variante ist.

40 Prozent Förderung nutzen

Die Neuanschaffung oder der Ausbau eines Energiemonitoring-Systems ist mit erheblichen Investitionen verbunden. Doch im deutschen Fördermittel-Dschungel gibt es Licht: Das BAFA verspricht eine maximale Förderung von 10 Millionen Euro pro Investitionsvorhaben bei einer Förderquote von bis zu 40 % der förderfähigen Investitionskosten. Dieses „Geschenk“ sollte sich kein Unternehmen entgehen lassen. Um mögliche, teure Fehler zu vermeiden, empfiehlt sich ein versierter Monitoring-Anbieter, der auch die Antragsstellung und die Behördenkommunikation übernimmt.


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