Bei der industriellen Energieoptimierung geht es darum, den Energieverbrauch zu messen, zu analysieren und zu verbessern, um den Verbrauch und die Betriebskosten einer Fabrik zu senken, ohne dabei deren Produktionsleistung zu beeinträchtigen.
Sie basiert insbesondere auf der Ermittlung energieintensiver Bereiche, der Erfassung des Industrieverbrauchs, der Analyse der Verbrauchsdaten sowie der Optimierung von Prozessen und Anlagen.
Strom, Dampf, Brennstoff, Industriekälte und Druckluft müssen separat gemessen werden, um Verluste zu ermitteln, Abweichungen festzustellen und Maßnahmen mit dem größten Einsparpotenzial priorisieren zu können.
Ein strukturiertes Vorgehen ermöglicht es somit, die erzielten Einsparungen zu messen → zu analysieren → zu optimieren → zu überprüfen.
Unter industrieller Energieoptimierung versteht man die Gesamtheit der Maßnahmen, die eine effizientere Nutzung der für den Betrieb einer Produktionsstätte erforderlichen Energie ermöglichen. Sie umfasst die Erfassung des Verbrauchs, die Analyse der Nutzung, die Ermittlung von Verlusten sowie die Anpassung des Betriebs von Anlagen und Prozessen an den tatsächlichen Bedarf.
Im Gegensatz zu einer einfachen, einmaligen Verbrauchsreduzierung basiert die Energieoptimierung auf einem kontinuierlichen Ansatz, der Messtechnik, Verbrauchsmessung, Datenanalyse, Regelung, Automatisierung und Leistungsüberwachung miteinander verbindet.
Sein Ziel ist es, den Energieverbrauch und die Energiekosten zu senken und gleichzeitig die Produktivität, die Qualität und die Verfügbarkeit der Anlagen aufrechtzuerhalten.
Die größten Potenziale für Energieeinsparungen liegen häufig in den für industrielle Prozesse erforderlichen Hilfsmedien: Strom, Dampf, Brennstoffe, Kälte und Druckluft.
Eine unzureichende Messung oder eine unsachgemäße Verwaltung dieser Netze kann zu übermäßigem Verbrauch, Energieverlusten, steigenden Produktionskosten und einem Rückgang des Wirkungsgrads der Anlagen führen.
Der erste Schritt besteht daher darin, jeden Verbrauchsbereich separat zu messen, um die Bereiche mit dem höchsten Energieverbrauch zu ermitteln und die Maßnahmen mit dem größten Einsparpotenzial zu bestimmen.
Ein erheblicher Teil der Energieverluste in der Industrie entfällt auf die Versorgungsmedien: Dampf, Brennstoffe, Strom, Industriekälte und Druckluft. Eine unzureichende Verbrauchsmessung, das Fehlen einer Fehlererkennung oder eine ungeeignete Steuerung können zu übermäßigem Verbrauch und steigenden Energiekosten führen.
Die wichtigsten Hebel zur Energieoptimierung bestehen darin , den Verbrauch genau zu messen, den Verbrauch zu visualisieren, Abweichungen zu erkennen und den Betrieb der Anlagen anzupassen. Je nach Anlage kann dies durch Automatisierung, Regelung, Wärmerückgewinnung, intelligentes Anlagenmanagement oder auch durch Prozessoptimierung erfolgen.
Eine nachhaltige Senkung der Energiekosten beruht daher auf einem strukturierten Vorgehen: Messen, Analysieren, Priorisieren der Maßnahmen und anschließende Überprüfung der erzielten Einsparungen.
Nicht alle Maßnahmen zur Energieoptimierung weisen das gleiche Einsparpotenzial oder die gleichen Investitionskosten auf. Daher besteht die Priorität darin, die kostenintensivsten Bereiche zu ermitteln, die Verluste zu quantifizieren und die erwarteten Einsparungen mit der Höhe der erforderlichen Investitionen zu vergleichen.
Bei der Analyse können insbesondere die jährlichen Energieeinsparungen, die Wartungskosten, die Produktivitätssteigerungen, die Lebensdauer der Anlagen und die Amortisationszeit berücksichtigt werden.
Dieser Ansatz ermöglicht es, die Maßnahmen nach Priorität zu ordnen: Behebung von Abweichungen und Nachjustierungen, Verbesserung der Messung, Optimierung der Versorgungsleistungen, Modernisierung der Anlagen oder Automatisierung der Prozesse.
Konkret basiert die energetische Optimierung industrieller Versorgungseinrichtungen auf einer genauen Analyse des Verbrauchs, der Ermittlung von Abweichungen und der Umsetzung gezielter Maßnahmen zur Reduzierung von Energieverlusten und -kosten.
Mithilfe der Energieerfassung lassen sich die wichtigsten Verbrauchsbereiche separat erfassen, ihre Entwicklung im Zeitverlauf vergleichen und die Bereiche identifizieren, in denen die größten Abweichungen oder Einsparpotenziale bestehen.
Ein Energieaudit ermöglicht es, Verschwendungsquellen zu identifizieren, Einsparpotenziale nach Priorität zu ordnen und den Return on Investment (ROI) der geplanten Maßnahmen zu bewerten. Es stellt somit einen entscheidenden Schritt dar, um Investitionen zu priorisieren und die Energieeffizienz von Industrieanlagen nachhaltig zu verbessern.
Die Messung des gesättigten oder überhitzten Dampfes, des druck- und temperaturkorrigierten Durchflusses ist in Industriezweigen wie der Lebensmittelindustrie, der chemischen Industrie und der Petrochemie für die Beheizung von Prozessen unerlässlich.
Die Zählung der Dampfmenge ermöglicht :
In den meisten Industriebetrieben werden Gas, Öl und Kohle zur Erzeugung von Wärme in den Anlagen und industriellen Prozessen der Fabriken eingesetzt. Die Industriebetriebe sind nach wie vor stark von fossilen Energieträgern abhängig, die als Rohstoff dienen .
Die Messung des Brennstoffverbrauchs ermöglicht :
Unabhängig von der Branche, in der Sie tätig sind, ist Strom wahrscheinlich der unentbehrlichste Nutzen für den Betrieb Ihres Produktionsgeräts.
Die Messung elektrischer Energie und ihre Optimierung ermöglichen :
Auch wenn die Lebensmittelindustrie der Hauptverbraucher von Energie in Form von Gewerbekälte zur Aufrechterhaltung der Kühlkette ist, wird sie auch von anderen Branchen wie der Pharmazie und der Chemie genutzt (Kühlkreisläufe in Prozessen, Rechenzentren, Industriegebäuden usw.).
Die Zählung von Industriekälte ermöglicht :
11 % der Stromerzeugung in der Industrie sind der Herstellung von Druckluft gewidmet. Für diese Industrien ist die Beherrschung des Managements von Luftnetzen unerlässlich.
Das Sammeln, Analysieren und Auswerten genauer Daten über diesen Luftverbrauch, die Auswahl und Einführung von Druckluftzählern und relevanten Energieleistungsindikatoren kann zwischen 15 und 30 % Einsparungen in :
In vielen Industriezweigen wird ein großer Teil der verbrauchten Energie in Form von Abwärme aus Produktionsanlagen und -prozessen abgeführt. Diese wertvolle Ressource bleibt jedoch viel zu oft ungenutzt. Bei der Nutzung von Abwärme geht es darum, diese Abwärme einzufangen und innerhalb des Unternehmens wiederzuverwenden, z. B. um Räume zu heizen, Dampf zu erzeugen oder Kühlsysteme zu betreiben.
Die Einrichtung eines Systems zur Nutzung von Abwärme erfordert eine gründliche Analyse der industriellen Prozesse und Anlagen, um die Stellen, an denen Wärme erzeugt wird, und die Möglichkeiten zur Nutzung zu ermitteln. Durch die Rückführung dieser Energie in den Produktionszyklus können Unternehmen ihren Energieverbrauch deutlich senken, erhebliche Einsparungen bei ihren Rechnungen erzielen und ihre Energieeffizienz insgesamt steigern. Dieser Optimierungshebel ermöglicht es nicht nur, die Kosten zu senken, sondern auch die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie zu stärken und gleichzeitig den Herausforderungen des Energiewandels gerecht zu werden.
Energieoptimierung beruht nicht allein auf Anlagen und Messsystemen. Durch die Einbindung der Teams lassen sich Abweichungen schneller erkennen, bestimmte Verschwendungen vermeiden und bewährte Praktiken langfristig aufrechterhalten.
Die Sensibilisierung und Schulung von Bedienern, Technikern und Standortleitern erleichtern die Nutzung von Energiedaten, die Überwachung von Kennzahlen und die Ermittlung von Verbrauchsabweichungen. Sie tragen somit dazu bei, dass Optimierungsmaßnahmen in einen Prozess der kontinuierlichen Verbesserung eingebettet werden.
Erneuerbare Energien können Maßnahmen zur energetischen Optimierung in der Industrie ergänzen, ersetzen jedoch nicht die vorherige Reduzierung unnötiger Verbräuche. Bevor der Anteil erneuerbarer Energien erhöht wird, ist es daher ratsam, den Energieverbrauch zu messen, Verluste zu ermitteln und die Effizienz der Anlagen und Verfahren zu verbessern.
Sobald der Energieverbrauch unter Kontrolle ist, kann die Einbindung lokaler Energieerzeugung oder von Lösungen zur Energierückgewinnung dazu beitragen, die Kosten weiter zu senken und die Abhängigkeit von konventionellen Energiequellen zu verringern.
Industrie 4.0 ermöglicht eine verbesserte Energieoptimierung durch die Erfassung, Zentralisierung und Echtzeitanalyse von Daten aus Anlagen und industriellen Versorgungssystemen.
Vernetzte Sensoren, Überwachungssysteme und Analysetools ermöglichen es, Verbrauchsabweichungen schneller zu erkennen, die Leistung der Anlagen zu vergleichen und vorrangige Maßnahmen zu ermitteln.
In Verbindung mitAutomatisierung und Regelung ermöglichen diese Daten, den Betrieb der Anlagen an den tatsächlichen Produktionsbedarf anzupassen und die erzielten Einsparungen im Zeitverlauf zu verfolgen.
Durch die energetische Optimierung lassen sich der Strom-, Brennstoff- und Industrieversorgungsverbrauch senken, was ebenfalls dazu beiträgt, die mit dem Betrieb des Standorts verbundenen Emissionen zu verringern.
Diese ökologischen Vorteile sind jedoch das Ergebnis einer besseren Steuerung des Energieverbrauchs. Auf dieser Seite liegt der Schwerpunkt daher weiterhin darauf, Verluste zu ermitteln, unnötigen Verbrauch zu reduzieren und die erzielten Einsparungen zu messen.
Die wichtigsten Energieverbrauchsarten müssen separat erfasst werden: Strom, Dampf, Brennstoffe, Kälte und Druckluft. Durch die Erfassung und Überwachung des Verbrauchs lassen sich Abweichungen, Verluste und die Bereiche mit dem größten Einsparpotenzial erkennen.
Die Maßnahmen sollten nach ihrem Einsparpotenzial, ihren Investitionskosten, ihren Auswirkungen auf die Produktion und ihrer Amortisationszeit klassifiziert werden. Einfache Korrekturmaßnahmen können schnell umgesetzt werden, während umfangreichere Investitionen eine technisch-wirtschaftliche Analyse erfordern.
Die Amortisationszeit lässt sich abschätzen, indem man die Nettoinvestitionskosten mit den erzielten jährlichen Einsparungen vergleicht. Für eine umfassendere Analyse ist es sinnvoll, auch die Wartungskosten, die Produktivitätssteigerungen und die Lebensdauer der Anlagen zu berücksichtigen.
Die Prioritäten hängen vom jeweiligen Prozess ab, doch Strom, Dampf, Brennstoffe, Druckluft und industrielle Kälte gehören häufig zu den wichtigsten zu überwachenden Posten. Durch ihre getrennte Messung lassen sich übermäßiger Verbrauch und Einsparpotenziale leichter erkennen.
BroschüreLaden Sie die Broschüre herunter und optimieren Sie Ihre Energieeffizienz!
Eric STOECKEL
Anwendungstechniker Energieeffizienz
