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Mit Energieeffizienz die Profitabilität erhöhen

Energiemanagement in der Prozessindustrie

Mit Energieeffizienz die Profitabilität erhöhen

Aufgrund ökonomischer und rechtlicher Anforderungen sind Unternehmen der Prozessindustrie zunehmend angehalten, weniger Energie zu verbrauchen sowie Emissionen zu verringern. Mit Softwarewerkzeugen zur Prozessoptimierung lassen sich Effizienzmaßnahmen – von der Anlagenkonstruktion bis zur Produktion – unterstützen, um Verbräuche zu senken und Profitmargen zu stabilisieren.

Bild: Aspentech Europe

Energieeffizienz ist zunehmend essentiell für einen nachhaltigen Geschäftsbetrieb. Die Reduktion von Energiekosten entwickelt sich daher auch bei vielen Herstellern der Prozessindustrie zu einer wichtigen betrieblichen Kenngröße. Auch vor dem Hintergrund des weltweit steigenden Energiebedarfs und strikteren Umweltgesetzgebungen in vielen Ländern steht zu erwarten, dass Unternehmensinitiativen zur Verbesserung der Energieeffizienz verstärkt vorangetrieben werden. Viele Raffinerien und Chemieunternehmen begreifen Energiemanagement allerdings zunächst als Projekt oder als nachrangige Aufgabe. Dabei sollte das Handlungsfeld integraler Teil des Anlagenbetriebs sein, damit Produktionsziele mit einem bestmöglichen Energieeinsatz erreicht werden können. Wird Energiemanagement erst als fortlaufende betriebswirtschaftliche Priorität betrachtet, lassen sich mit Visualisierung und Analyse der tatsächlichen Anlagenleistung in Echtzeit Energieverbrauch und Emissionen berechnen und Handlungsspielraum aufzeigen. Denn Energiekosten sind keine fixe Größe, sondern ein variabler Faktor, der sich auf Gewinnmargen und auf die Performance von Anlagen auswirken kann.

Integrierte Prozesse mit Software gestalten

Ein vielversprechender Ansatz zur Kontrolle und Senkung von Energieausgaben kombiniert integrierte Prozesse mit Software für Prozessoptimierung. Können auf diese Weise Einsparungen erzielt werden, wirken sie sich positiv auf die Anlagenprofitabilität insgesamt aus. Das kann – vor allem bei geringen Margen – entscheidend zum wirtschaftlichen Erfolg eines Unternehmens beitragen. Energie ist in der Prozessindustrie einer der größten Kostenblöcke, meist nur übertroffen von den Rohstoffausgaben. Zudem führen Änderungen der Herstellungsbedingungen, unterschiedliche Betriebsstrategien sowie mangelnde Kontrolle über unwirtschaftliche Prozesse zu einer deutlichen Varianz bei der Energieeffizienz von vielen Herstellungsprozessen. Programme für Energiemanagement können diese Energiekosten umfassend erfassen und darstellen. Viele Unternehmen hingegen agieren weiterhin nur punktuell, insbesondere wenn sie andere Prioritäten verfolgen. Eine ähnliche Situation erlebte die Prozessindustrie einst bei Gesundheits- und Sicherheitsstandards, die mittlerweile das wichtigste Element zum Schutz von Mitarbeitern und Anlagenequipment sind. Über die letzten Jahrzehnte wurden diese Standards kontinuierlich verschärft − sie werden jetzt als selbstverständlicher Bestandteil des Anlagenbetriebs betrachtet. Wird diese Entwicklung in der Prozessindustrie auf das Energiemanagement übertragen, muss jeder einzelne Prozessschritt auf seine Folgen für den Stromverbrauch überprüft werden. Dafür lässt sich das Energiemanagement einer Anlage in zwei Schlüsselbereiche aufteilen: die Reduzierung von Bedarf und Verbrauch im Produktionsprozess sowie die Reduzierung der Lieferkosten für die benötigte Energie. Beide Seiten dieser Gleichung sollten in diesem Sinne vom anfänglichen Planen der Arbeitsabläufe bis hin zu den Betriebsdetails der Anlage berücksichtigt werden. Um alle Abteilungen im Unternehmen in dieses Vorhaben einbinden zu können, gilt es jedoch, geeignete Werkzeuge und Methoden zu identifizieren.

Anlagen stromsparend auslegen

Energiemanagement-Software kann Unternehmen dabei unterstützten, Produktionsanlagen energiesparend zu konstruieren, zu planen und zu betreiben. Beispiele aus der Praxis haben gezeigt, dass die Entwicklung von Prozessen auch unter Berücksichtigung der Zielgröße Energieeffizienz nicht kostspieliger werden muss. Denn energieoptimierte Prozesse benötigen häufig sowohl weniger warme Energieträger wie Dampf oder Kraftstoff als auch kalte Hilfsmittel wie Kühlwasser, Luftkühlung oder andere Kühlmittel. Folglich kann auch die nötige Versorgungstechnik, also Prozessheizungen, Wärmetauscher und Dampfkessel kleiner dimensioniert werden. Beschaffungs- und Betriebskosten fallen dementsprechend geringer aus. Softwareinvestitionen aus Kostengründen auszuschließen, kann sich vor diesem Hintergrund gerade für energieintensive Produktionsanlagen der Prozessindustrie, etwa Ölraffinerien, petrochemische Anlagen oder chemische Betriebe als Fehler erweisen. Zumal ein Gartner-Report für Energiemanagement ergab, dass Unternehmen jeder Größe ihre Kosten teils deutlich senken, wenn Softwarelösungen für Energieoptimierung integriert werden.

Die Prozessoptimierungssoftware Aspen-One von Aspentech unterstützt Konstrukteure breits früh im Lebenszyklus einer Anlage, etwa bei der Auswahl von energieeffizientem Equipment. Bild: Aspentech Europe

Mit Vorausplanung auf den Weg zum effizienten Prozess

Die Prozessoptimierungssoftware Aspen- One von Aspentech ist darauf ausgelegt, Energieeffizienzinitiativen von Prozessunternehmen IT-seitig umfassend abzubilden. Dazu bietet die Anwendung auch Funktionen zur Prozesskonstruktion und Designoptimierung. Dies umfasst verschiedene Prozesssimulatoren mit integrierten Analyseund Entwicklungswerkzeugen für die Prozessmodellierung − beispielsweise energetische und wirtschaftliche Kalkulationen oder Evaluierungen von Wärmetauschern und Heizgeräten. Zudem unterstützt die Anwendung Unternehmen bei der Vorausplanung, um auf dem Weg zu bestmöglichen Prozessen Zielkonflikte zwischen Herstellung und Produktionskosten früh beurteilen zu können. Mit Aspen Utilities können Unternehmen sowohl das richtige Setup der Betriebsmittel bestimmen als auch das verantwortliche Personal darauf vorbereiten, bei Bedarf in Echtzeit die richtigen Schritte einzuleiten, um die Energieperformance und den daraus resultierenden Nutzen zu verbessen. Mit einem Werkzeug zur Advanced Process Control (APC) steht innerhalb der Anwendungssuite eine ‚intelligente‘ Technologie zur Verbesserung des Anlagenbetriebs zur Verfügung, die messbare Resultate liefern kann. Diese Funktionalitäten zielen darauf ab, den Durchsatz zu erhöhen, die Produktqualität und Energieeffizienz zu verbessern und dadurch letztlich die Profitabilität des Unternehmens zu steigern. Anwender der Softwaresuite berichten davon, durch den Einsatz der Werkzeuge in den unterschiedlichen Stadien des Lebenszyklus ihrer Produktionsanlagen regelmäßig zehn- bis 30- prozentige Einsparungen von Energiekosten verzeichnen zu können − bei gleichzeitig um zehn bis zwanzig Prozent reduziertem Kapitaleinsatz.

Energieprojekten Priorität einräumen

Bei der Durchführung von Energieeffizienzprojekten gilt es zum einen, energetische Faktoren in jedem Arbeitsschritt zu berücksichtigen. Ein konsequent verfolgter, softwaregestützter Ansatz für Energiemanagement verspricht dabei erst im Zusammenspiel mit durchdachter Projektierung den erwünschten Erfolg. Dazu trägt gleichermaßen bei, den Projekten entsprechenden Rang auf der Unternehmensagenda einzuräumen, Ziele und Zeitachsen realistisch zu definieren und das Personal angemessen zu befähigen, diese effizient umzusetzen. Sind Energieeffizienz- Projekte erst einmal erfolgreich abgeschlossen, können sie langfristig dazu beitragen, dem Druck auf Profitmargen im dynamischen Wettbewerb der Prozessfertigung begegnen zu können.