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Energiemanagement für Anlagenbetreiber

Die Investition in ein Energiemanagementsystem kann sich lohnen: Neben dem Einsparen von Energiekosten steht eine entsprechende Zertifizierung in Aussicht. Gerade Produzenten in energieintensiven Branchen können so über die Härtefallregel des Erneuerbare-Energien-Gesetzes Rückerstattungen erhalten. Für ein bestehendes Energiemanagementsystem werden derzeit zusätzliche Optimierungsmodule entwickelt, deren Einsatz in der Eisen- und Stahlindustrie zu zusätzlichen signifikanten Senkungen der Energiekosten führen kann.

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Bild: Fotolia / LE image

Inzwischen zieht sich das Thema Energieeffizienz durch alle Branchen, im Juni 2009 trat als gesetzliches Normativ die RichtlinieDIN EN 16001 für das Energiemanagement von Anlagen in Kraft. Die Regelung soll den CO2-Ausstoß verringern, um die im Kyoto-Protokoll vereinbarten Klimaziele zu erreichen. Das Brisante an dieser Norm ist, dass Unternehmen hiermit erstmals ihre Energienutzung unabhängig von der jeweiligen Energieform kontinuierlich und nachhaltig verbessern müssen. Dies ist jährlich in einem internen Audit zu bestätigen. Nur wer diese Vorgaben erfüllt, kann künftig Energie steuerbegünstigt einkaufen. Damit wird die effiziente Energienutzung zu einem strategischen Unternehmensziel, an dem sich künftig Fördermaßnahmen durch Bund und Länder orientieren.

Energieintensive Branchen in der Zwickmühle

Doch genau dies ist auch der Knackpunkt für die deutsche Eisen- und Stahlunternehmen: Prozessbedingt lassen sich die CO2-Emissionen, etwa aus der Reduktion von Eisenerz zu Roheisen und dessen Verarbeitung zu Stahl, kaum weiter reduzieren. Zudem haben die Unternehmen seit mehr als 50 Jahren ihren Energiebedarf kontinuierlich gesenkt- entweder durch Modernisierung der Anlagen oder höhere Effizienz der Prozesse oder neue Umwandlungstechnologien, effizientere Schmelzverfahren, ausgeklügelte Umformtechnik oder aufwändige Maßnahmen zur Wärmerückgewinnung. So gesehen ist das Ringen um Energieeffizienz in der Eisen- und Stahlindustrie schon lange ein durchgängiger und nachhaltiger Prozess, der immer wieder metallurgische, ökonomische und organisatorische Veränderungen in Hüttenwerk und Walzstraßen nach sich zieht. Mit rund einem Drittel sind die Energiekosten in der Eisen- und Stahlindustrie ein wesentlicher Kostenfaktor. Wenn der Energieverbrauch bei einer Jahresproduktion von einer Million Tonnen nur um ein Prozent gesenkt wird, können mehr als 20.000 Tonnen CO2 pro Jahr eingespart werden. Voraussetzung dafür ist, die Energieverbräuche, die Wirkungsgrade und die Verluste in der gesamten Produktionsanlage präzise und zuverlässig zu identifizieren.

Während der letzten 50 Jahre hat sich der Energieverbrauch in der Eisen- und Stahlindustrie vor allem durch technologische Verbesserungen bereits stark reduziert.

Energiemanagement beginnt beim Datensammeln

Umfassendes Energiemanagement setzt nicht bei oberflächlichen Verbesserungsmaßnahmen oder schneller Implementierung von Komponenten und Geräten an, sondern berücksichtigt alle technischen und ökonomischen Gesichtspunkte im gesamten Lebenszyklus einer Anlage und schafft so die Grundlage für die Einführung in die tägliche Betriebspraxis. Voraussetzung dafür ist eine adäquate Feldinstrumentierung, die Transparenz der Energieverbräuche schafft.

Allerdings muss bei bestehenden Anlagen die Problematik der Vielfalt an Teilanlagen mit ihren unterschiedlichen Automatisierungssystemen, verschiedenen Zähleinrichtungen und proprietären Schnittstellen berücksichtigt werden. Deshalb sollten im ersten Schritt alle relevanten Geräte und Anlagen an Verbrauchszähler angeschlossen werden. Das mag zunächst einfach klingen, ist aber für ein Stahlwerk sehr aufwändig. Jeder Energieverbrauch muss intern Kostenstellen zugeordnet werden. Dies geht nicht ohne Umbau von Energieversorgungssystemen und den Einbau von Profibus- oder M-busfähigen Zählern.

Wasser- und Wärmemengenzähler für den Verbrauch des Prozess- und Speisewassers liefern ihre Messwerte meist schon jetzt an die Prozesssteuerung. Die Daten der Ölbezugsmengen und des Ölverbrauchs bezieht ein Energiemanagementsystem vom Warenwirtschaftssystem. Auf der Sekundärenergieseite lässt sich der Verbrauch an Heiz- und Heißwasser sowie Kältemittel, Druckluft und technischen Gasen auf gleiche Weise erfassen. Das zusätzliche Auslesen und Einpflegen der Zähler aus verschiedenen Prozessstufen der Produktion sowie der Gebäudetechnik - unter Umständen auch offline mit einem PDA - verspricht einen ausgezeichneten Überblick über die aktuellen Energiedaten. Schrittweise lassen sich so relevante Verbraucher in das Prozessleitsystem einbetten. Auf diese Weise entsteht ein intelligentes Lastmanagement, mit dem die Energiebilanz optimiert werden kann. So zeigt beispielsweise die elektrische Energiebilanz den prozentualen Stromverbrauch der einzelnen Abteilungen auf und macht sie so vergleichbar. Dies fördert den Wettbewerb der Abteilungen untereinander und die Innovationsbereitschaft der Belegschaft.

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Der Autor Uwe Stürmer arbeitet bei der Siemens AG in Erlangen.
Internet: www.siemens.de   


IT&PRODUCTION, 11-2011
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