Angesichts steigender Energiekosten wächst bei Fertigungsunternehmen der Aufklärungsbedarf zur erfolgreichen Projektierung von Effizienzmaßnahmen. Denn da Verbrauchssenkungen physikalische Grenzen gesetzt sind, sollte vor Beginn kostspieliger Projekte geprüft werden, mit welchen Einsparungen tatsächlich zu rechnen ist.
Die Energie- und Ressourcenpreise sind in den vergangenen Jahren stark gestiegen. Es ist nicht zu erwarten, dass sich dieser Trend in absehbarer Zeit umkehren wird. Je nach Höhe des Energieverbrauchs eines Unternehmens wächst daher der Druck, Maßnahmen zur Kostensenkung durchzuführen. Neben einer Optimierung des Energie-Einkaufs kann die effiziente Steuerung des Verbrauchs einen wirkungsvollen Hebel darstellen. Die Erhöhung der Effizienz in Prozessen, die Energie und andere Ressourcen verbrauchen, sollte daher als strategische Aufgabe im Unternehmen verstanden werden. Allerdings sind Effizienzprojekte häufig mit technischem und organisatorischem Aufwand verbunden, der hohe Kosten verursacht. Daher sollte vor Maßnahmenbeginn evaluiert werden, mit welchen Effizienzsteigerungen zu rechnen ist. Für diesen Prüfungsvorgang ist es von zentraler Bedeutung, einen Blick auf den Ist-Zustand des Unternehmens zu erhalten. Das gilt sowohl für den Ressourcenbedarf einzelner Prozesse als auch für den Gesamtverbrauch energieintensiver Anlagen.
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Dafür bietet es sich an, relevante Lastgänge in Zeitintervallen von vorzugsweise unter 15 Minuten zu erfassen. Daneben sind Informationen nötig, um den Verbrauch zu plausibilisieren: Für eine Klimaanlage beispielsweise bedeutet dies im einfachsten Fall, Wetterdaten und Raumnutzungen IT-gestützt zu erfassen. Mit Hilfe dieser Informationen sowie der Kenntnis der physikalischen Grundlagen der Prozesse lässt sich das Einsparpotenzial innerhalb einer Anlage durch praxisnahe Simulation ermitteln. Als Datengrundlage für diese virtuelle Verbrauchsprognose hat sich eine Methode bewährt, die sich an den physikalischen Grenzen eines Prozesses orientiert. Denn die den Abläufen zugrunde liegenden Gesetzmäßigkeiten können auch durch Technologieeinsatz nicht unterschritten werden. Wenn sich in der Evaluierungsphase herausstellt, dass sich eine Investition erst amortisieren wird, wenn die Einsparungen an die physikalische Grenze heranreichen, sollte das Projekt demnach kritisch auf seine Wirtschaftlichkeit geprüft werden. Ergänzend können gängige Benchmarks oder Vergleiche mit ähnlichen Situationen herangezogen werden, um Aufschluss über die Wirtschaftlichkeit zu erhalten. Dabei sollte allerdings beachtet werden, dass eine Vergleichbarkeit auch ähnlich anmutender Prozesse aufgrund der hohen Komplexität häufig nicht gegeben ist.
Dabei wird die Effizienz in der Regel mit der Effizienzkennzahl (EK) beziffert, die das Verhältnis zwischen Nutzen und Aufwand darstellt. Der Aufwand ist meist ein Verbrauchskennwert, der laufend mit jeder Messung errechnet wird. Der Nutzen kann sowohl dynamisch als auch statisch sein. Auf Basis dieser Größen lässt sich die Effizienzkennzahl zu jedem Zeitpunkt bestimmen und mit den Prozessrandbedingungen abgleichen. Da im Projektverlauf der Nutzen den Aufwand übersteigen soll, ist eine EK größer als eins anzustreben. In der Praxis hat sich zudem gezeigt, dass eine kontinuierliche Effizienzkennzahl einen besseren Einblick in einen Energieprozess gibt als Monats- und Jahresauswertungen: Ein im Jahresdurchschnitt effizienter Prozess kann unter bestimmten Rahmenbedingungen für längere Zeit ineffizient sein, und an dieser Stelle Einsparpotenzial aufweisen, das eine kontinuierliche Messung und Berechnung aufdecken kann. Werden die geplanten Effizienzparameter nicht auf Anhieb erreicht, bietet die Analyse in einer frühen Projektphase dem Unternehmen zumindest die Möglichkeit, rechtzeitig Gegenmaßnahmen einzuleiten.
Die Wirtschaftlichkeit einer Energieeinsparmaßnahme kann außerdem durch erwünschte oder unerwünschte Nebeneffekte beeinflusst werden. Zum Identifizieren relevanter Nebeneffekte können Energie- und Ressourcenflusssimulationen hilfreich sein, die Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Prozessen aufzeigen. Verfügen Unternehmen hier über belastbare Messwerte in Form von Datenreihen, lassen sich auf dieser Datenbasis Rückschlüsse auf das zukünftige Verhalten ziehen. In diesem Kontext gilt es ebenfalls, die Strompreisentwicklung in der Zukunft anhand von Kostenprognosen zu berücksichtigen. Dabei kann Simulationssoftware die erforderlichen Ressourceneinsparungen berechnen, um die Energiekosten auch zukünftig konstant zu halten. Durch Variation des ‚freien Parameters‘ Strompreis können zudem auch für unterschiedliche Preisszenarien die notwendigen Einsparwerte ermittelt werden. In diesem Zusammenhang wird häufig ersichtlich, dass ab einer bestimmten Preisgrenze eine Kompensation wirtschaftlich nicht mehr möglich ist. Mit dem Wissen um Einschränkungen dieser Art kann verhindert werden, dass kostspielige Projekte angestoßen werden, welche die ursprünglichen wirtschaftlichen Erwartungen nicht erfüllen können.
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Diese Entscheidungen lassen sich allerdings in der Regel erst dann sinnvoll treffen, wenn Unternehmen belastbare Messwerte vorhalten. Diese Datenbasis gilt es auch im Blick zu behalten, wenn Effizienzprojekte abgeschlossen sind: Nach erfolgter Investition kann kontinuierliches Monitoring der Effizienzparameter und der Effizienzkennzahl belegen, wie es um den Projekterfolg bestellt ist.
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