Die Industrie setzt, auch getrieben durch Regularien wie das Treibhausgas-Emissionshandelsgesetz, verstärkt auf den Einsatz regenerativer Energiequellen. Ein Prototyp in der SAP Future Factory in Dresden verdeutlicht, wie bereits in der Produktionsplanung der Anteil von Energie aus regenerativen Quellen maximiert werden kann.

Bild: SAP AG

Mit der Energiewende rückt auch der Einsatz regenerativer Energiequellen in den Fokus produzierender Unternehmen. Zum einen werden stetig steigende Energiekosten immer mehr zu einem wesentlichen Kostenfaktor bei der Produktion von Gütern. Zum anderen fordern neue Gesetze und Regularien Unternehmen zur Reduktion ihres Energieverbrauch und ihrer Treibhausgasemissionen auf. Ein Beispiel stellt das deutsche Treibhausgas-Emissionshandelsgesetz dar. Es verpflichtet Unternehmen mit Anlagen, die hohe Treibhausgasemissionen aufweisen, zur Ermittlung und Meldung aller Emissionen an die zuständige Behörde.

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Dabei darf die Abgabemenge nicht die zuvor berechtigten Einheiten übersteigen. Andernfalls wird eine Gebühr für jede zu viel emittierte Tonne Kohlendioxidäquivalent fällig. Dies hat zur Folge, dass Emissionsrechte zwischen verschiedenen Unternehmen gehandelt werden. Somit wird der Verbrauch von nichtregenerativer Energie, auch als ’nicht-grüne Energie‘ bezeichnet, neben dem eigentlichen Energieverbrauch zum zusätzlichen Kostenfaktor in der Produktion. Weitere Gesetze dieser Art sind zu erwarten, denn vor allem die Europäische Union als Vorreiter im Klimaschutz hat sich als Ziel gesetzt, die Treibhausgasemission bis zum Jahr 2050 gegenüber dem Stand von 1990 zu halbieren. Das Verantwortungsbewusstsein gegenüber der Umwelt ist zudem für immer mehr Unternehmen Bestandteil ihrer Unternehmensethik: Wer eine grüne Produktion vorweisen kann, fördert sein Image.

Problem der ungleichen Verfügbarkeit

Der steigende Einsatz von regenerativen Energiequellen zur Energieerzeugung in Produktionsumgebungen bringt jedoch einen entscheidenden Nachteil mit sich: Die meisten erneuerbaren Energiequellen haben die Eigenschaft, nicht permanent in gleicher Intensität zur Verfügung zu stehen. Dies führt zu Schwankungen bei der Verfügbarkeit von Energie. Ursache hierfür sind vor allem Wetterabhängigkeiten, beispielsweise bei Wind- und Solarkraftwerken. Eine Speicherung temporär überschüssiger Energie ist hingegen aufwändig, teuer und verlustbehaftet. Kommt es zu einem Energiemangel, müssen traditionelle Energiequellen diesen ausgleichen.

Dynamische Preismodelle zunehmend verbreitet

Erzeugt eine Fabrik ihre Energie selbst, so besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der Energieverfügbarkeit und den dafür aufzuwendenden Energiekosten. Deckt die selbst produzierte Energie den Bedarf der Produktion, so muss keine Energie zugekauft werden. Selbst wenn die Fabrik ihren Strom nicht allein produziert, besteht ein indirekter Zusammenhang zwischen Energieverfügbarkeit und Kosten, da Strom an Strombörsen wie der European Energy Exchange (EEX) in Frankfurt am Main gehandelt wird. Der Preis wird entsprechend Angebot und Nachfrage definiert, wodurch sich Verfügbarkeitsschwankung im Preis niederschlagen. Energieversorger reichen diese Preisschwankungen zunehmend an ihre Kunden weiter, indem sie entsprechende dynamische Preismodelle anbieten. Diese sollen die Kunden dazu bringen, Ihre Verbräuche an die Verfügbarkeit der Energie anzupassen und entsprechende Lastspitzen auszunutzen.

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Energieplanung für Produktionsprozesse

Es ist daher betriebswirtschaftlich sinnvoll, Energie zu den Zeiten und an den Orten zu verbrauchen, an welchen diese erzeugt wird. Bestenfalls sollte der zusätzliche Parameter Energieverfügbarkeit bereits bei der Produktionsplanung berücksichtigt werden. Enterprise Resource Planning- und Produktionsplanungssysteme (ERP/PPS) unterstützen heutzutage unter anderem die Überwachung und Optimierung von Rohmaterialverbrauch, Produktionsaufträgen, Maschinenauslastung und Transporten. In der Regel gibt es jedoch keine Unterstützung für eine integrierte Energiedatensammlung und -auswertung sowie für eine Optimierung der Energieverbräuche und der damit verbundenen Kosten in der Produktion.

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