2010-04
Industrielle Prozesse
Industriebetriebe haben den Anspruch im Rahmen von ersten Energie-Audits mit geringem Kostenaufwand eine möglichst konkrete Aussage über das mögliche Energieeinsparungspotential zu bekommen. Aus diesem Grund wurde in dem EU-Projekt EINSTEIN ein spezielles Software Instrument entwickelt, das von der Datenerhebung bis zur ökonomischen Bewertung der einzelnen Maßnahmen den Energieberater und Energiemanager unterstützt.
EINSTEIN – ein Werkzeug zur Senkung betrieblicher Energiekosten
Von Christoph Brunner, Bettina Muster *
Die rasche und somit kostengünstige Identifizierung der Energieeinsparung basiert bei der EINSTEIN Methode nicht nur auf dem herkömmlichen Benchmarkvergleich. Im Rahmen eines Firmenbesuchs werden die für die betrachtete Branche energieintensivsten Energieströme erfasst und ein Umsetzungskonzept zur Wärmeintegration mittels der Pinch Analyse definiert. Dazu wird im Hintergrund ein Prozessmodell angewandt, das es ermöglicht jede Art von Prozessen eines Industriebetriebs abzubilden. Dadurch bietet das EINSTEIN Software Tool einen einzigartigen Vorteil gegenüber anderen ähnlichen Energieauditwerkzeugen.
Die EINSTEIN Methode fokussiert sich auf Produktionsprozesse der Getränke- und Lebensmittelindustrie, der Metalloberflächenindustrie (z.B. Galvanik), der pharmazeutischen und chemischen Industrie und der Papierindustrie. Aber auch wenn die EINSTEIN Methode für Industriebetriebe entwickelt wurde, kann die Software auch für nicht industrielle Anwendungen wie z.B. große öffentliche Gebäude oder Sportstätten angewandt werden.
Die EINSTEIN Auditmethode wurde durch ein internationales Konsortium im Rahmen eines Intelligent Energy Europe Projekts entwickelt und gliedert sich in vier Phasen und 10 Audit-Schritte (Abbildung 2). Ein Audit startet bei der Vorbereitung des Beraters mit einer genauen Analyse der Branche und der vorhandenen Betriebsdaten (z.B. Energierechnungen, Produktionszeiten, Lastprofile, Prozessbeschreibungen, Temperaturniveaus,…). Diese Daten können u.a. durch den EINSTEIN Fragebogen bereits in einer aufbereiteten Form erfasst werden. Beim Firmenbesuch mit einer Besichtung der Produktion sollen in der zweiten Phase des Audits die fehlenden Daten durch Gespräche mit den Angestellten und durch schnelle Messungen (z.B. Temperatur,…) ergänzt werden.
Abbildung 2: Die 10 Schritte der EINSTEIN Audit Methode
Im Rahmen der Dateneingabe in die EINSTEIN Software definiert der Berater die betrachteten Prozesse und ordnet die erhobenen Energiedaten wie Verbrauchs- und Temperaturprofile den Produktionsprozessen zu. Mit dieser Datengrundlage hat der Berater nun die Möglichkeit die Daten auf ihre Konsistenz (consistency check) und Vollständigkeit zu prüfen und die Performance der bestehenden Maschinen zu analysieren.
Sobald ein klares Bild des Energieverbrauchs und dessen Zuordnung zu den einzelnen Prozessen vorhanden ist und die Daten auf ihre Konsistenz geprüft wurden, unterstützt die EINSTEIN Software den Berater auch in der dritten Phase des Audits, dem Design und der Bewertung verschiedener Optimierungsvorschläge. Die vorgeschlagenen Alternativen, die eine Kombination aus technologischer Optimierung, Wärmerückgewinnung und dem Einsatz von erneuerbarer Energie darstellen, werden wirtschaftlich und ökologisch bewertet. Nach der Minimierung des Primärenergieeinsatzes und einer exergetischen Analyse der Prozesse wird der Einsatz von erneuerbarer Energie wie zum Beispiel solare Prozesswärme oder Biomasse geprüft und unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten werden Umsetzungskonzepte entwickelt.
Mit der EINSTEIN Software hat der Berater schließlich die Möglichkeit die berechneten und bewerteten Ergebnisse direkt in einen Bericht zu konvertieren und so in einem Abschlussgespräch der Firma zu präsentieren. Eine detaillierte Beschreibung der einzelnen Auditschritte ist in dem EINSTEIN Audit Guide, der auf der Website zum Download zur Verfügung steht, zu finden.
Die EINSTEIN-Software gliedert sich in folgende Module:
- Modul zur Datenbeschaffung und Analyse - Datenüberprüfung und Benchmarking
- Modul zur Prozessoptimierung -Technologische Optimierung
- Modul zur Wärmerückgewinnung - Pinch Analyse und Kalkulation des optimierten Wärmetauschernetzwerkes
- Modul zur Energieversorgung und Erneuerbarer Energieträger - Wärmepumpen, KWK, Biomasse, Solarthermie
- Modul zur Auswertung - Ökonomische und ökologische Bewertung
- Berichtsmodul - Automatische Erstellung von Audit-Berichten
Abbildung 3: Module der EINSTEIN Software
Das EINSTEIN Software Tool steht unter http://www.einstein-energy.net zum Download zur Verfügung bzw. ist auf der Homepage eine genaue Beschreibung der zur grundlegenden Methode zu finden.
Weiterführende Arbeiten – EINSTEIN II
Nach erfolgreichem Abschluss des ersten IEE EINSTEIN Projekts startete im Sommer 2010 ein Folgeprojekt. In diesem EINSTEIN II Projekt werden unter anderem in den Ländern Deutschland, Österreich, Frankreich, England, Spanien und Italien Ausbildungskurse für Energieberater und Energiemanager angeboten. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit für produzierende Firmen an der EINSTEIN Audit Kampagne, bei der Energieaudits angeboten werden, teilzunehmen. Die genauen Veranstaltungsdaten werden auf der EINSTEIN Website http://www.einstein-energy.net veröffentlicht.
*) DI Christoph Brunner ist Leiter der Forschungsgruppe „Industrielle Prozesse und Energiesysteme – IPE“ von AEE INTEC (Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!)
DI Bettina Muster ist Mitarbeiterin in der Forschungsgruppe „Industrielle Prozesse und Energiesysteme – IPE“ von AEE INTEC (Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!) [^]