Energiemanagementsystem

Druckluft ist die teuerste Energiequelle, und nur wenige Metallbauer kommen ohne sie aus. So auch Unternehmer Stefan Krämer. Seine Metzinger Firma stellt Leitern, Podeste und Absturzsicherungen für Maschinen und Anlagen her. 60.000 Euro im Jahr bezahlt der 40-Mann-Betrieb südlich von Stuttgart für Strom. Ein Drittel der Stromkosten in der Produktion macht alleine die Druckluft aus, obwohl Krämer mit 180 KWh am Tag nicht viel verbraucht.
Zudem hat er wie fast jeder Betrieb das Problem von Leckagen. Wie viel ihn diese kosten und ob die Lecks größer werden, weiß Krämer, seit er ein spezielles EMS verwendet, das für Gebäude im Bestand und Firmen wie seine ausgelegt ist. „Wir machen seit August jeden Sonntag eine 15-minütige Testmessung und sehen dann montags, wie viel Strom wir alleine für die undichten Stellen verbrauchen, wenn niemand damit arbeitet. Die Leckage bedeutet für uns bisher im Schnitt 3.000 Euro im Jahr Verlust, das können und wollen wir mindestens halbieren“, sagt Krämer. Eine Druckluftanlage ganz ohne Leck gebe es leider nicht.

Planbarkeit der Kosten verbessern

„Mit einem kaputten Ventil verlieren Anlagen schnell 65 Kubikmeter Druckluft im Jahr. Und wir haben erlebt, dass ein kleines Leck im Druckluftschlauch eine Firma 2.500 Euro an verlorener Druckluft gekostet hat“, erzählt EMS-Anbieter Friedrich E. Riempp, dessen Team die Druckluft-Testanlage entwickelt und installiert hat. Auch den größten Stromfresser im Betrieb hat Krämer durch Riempps EMS erkannt: Die Hallenbeleuchtung benötigte bisher 54.000 KWh im Jahr, das macht 40 % der Produktionsstromkosten aus. Somit kann er nun ausrechnen, wie schnell sich die Umstellung etwa auf LED-Beleuchtung rechnet. Diese Planbarkeit ist dem umsichtigen Strategen sehr wichtig. Viel Potenzial bietet auch die Hallenbeheizung. Denn Krämer bezahlt 12.000 Euro im Jahr für die Gasheizung. So schalten mittlerweile zwei Deckenheizungen in Rolltornähe ab, sobald das Tor offen steht.

Vorhandene Infrastrukturen nutzen

Für Gebäude und Produktionen im Bestand eignen sich nur die wenigsten EMS. Obwohl es insgesamt rund 30 staatlich anerkannte und damit subventionierte Energiemanagementsysteme gibt, die sich nicht nur auf reine Software beschränken. Nur zwei EMS für Bestandsanlagen sind darauf ausgelegt, neben den eigentlichen Aufgaben eines Energiemanagementsystems auch Lastspitzen abzufangen, die sich etwa bei Krämer auf bis zu 70 KWh belaufen. In beiden Kategorien kommt nur das EMS von Krämers Elektrik-Dienstleister Riempp vor. Dieser hatte ein EMS entwickelt, das bestehende Leitungen nutzt: Indem es annähernd jede Art von Verbraucher – Regler, Zähler, Sensoren, Automationen usw.  – auch über funkbasierte Technik einbindet und verwaltet.
Damit ging der Anbieter das Thema Energiemanagement nicht über die Software, sondern von der anderen Seite her an: Die Verbrauchsdaten laufen über ein aus Datensicherheitsgründen geschlossenes Steuerungssystem, das alle Vorgänge reguliert und überwacht. Das System ist somit vor Hackern und anderen Kriminellen geschützt. Denn innerhalb der Steuerungs- und Regelungstechnik kommen zwei unterschiedliche Technologien zum Einsatz. Die Kommunikation dazwischen ist gesichert.

Die Energieverbraucher im Fokus

Unterschiedlichste Software und Automatisierungsstandards sowie Übertragungswege lassen sich dazu einbinden: „Wir legen unser EMSyst 4.0 einfach auf die vorhandenen Systeme der bestehenden Anlagen drauf“, erklärt Friedrich E. Riempp, der es mit seinem Entwicklungsteam unter Leitung seines Sohnes konzipiert hat. Insgesamt hat seine Firmengruppe 160 Montage- und Servicekräfte an drei Standorten in der Region Stuttgart.
Neben einfachen Stromleitungen und Schaltern sorgen Sensoren per fotozellenbetriebenem Funk für die nötige Kommunikation unter den Geräten. So lässt sich die Energiezufuhr zu Maschinen, Licht, Heizung, Lüftung und vielem mehr regeln.

Bedürfnisse kleinerer Unternehmen

Weshalb es kaum EMS gibt, die sich für Gebäude und Produktionen im Bestand eignen, hat zwei Gründe. Erstens ist für den Großteil der Hersteller von EMS bisher die Software Dreh- und Angelpunkt. Hier sitzt die Intelligenz, die sich gut verkaufen lässt. Diese Systeme kommen mitsamt Lichtleit- oder Glasfaserkabeln und eignen sich vor allem für Maschinen, Linien und Gebäude, die neu geplant werden. Wie bei Krämer würde es sich bei älteren Bauten kaum lohnen, ein altes System komplett zu erneuern.  Zweitens verbrauchen Mittelständler im Vergleich zu großen Konzernen wenig Strom. Die Großen haben mit einer umfassenden Investition die Garantie, laufende Kosten damit auf lange Sicht stark zu reduzieren und Investitionskosten schnell einzuspielen.
Doch kleinere Unternehmen (KMU) benötigen technisch wie preislich flexiblere Instrumente. Das heißt, dass sie nicht sofort an allen Stellen auf einmal den Verbrauch optimieren, sondern erst nach und nach: sei es durch die Regelung mithilfe von Frequenzumrichtern an Lüftern, Kühlern und Elektromotoren, durch Tageslicht-, Zeit- und Bewegungsschaltung von Leuchten, Jalousien und Heizungen, durch das Detektieren von Druckluftlecks oder durch das Kappen von Lastspitzen. So hinterlegt der Hersteller von Geländern und Podesten über die Software Szenarien, die von Werksferien und Feiertagen bis zu definierten Raumtemperaturen reichen. „Wichtig ist, etwa aufgeheizte Serverräume und Bauelemente nicht herunterzukühlen, sondern die Wärmeenergie herauszuziehen und an anderer Stelle damit zu heizen, etwa in der Küche oder auf Toiletten“, erklärt Riempp.

Amortisation und Einsparungen

Eine Lösung wie EMSyst mit Einstiegskosten ab circa 16.000 Euro amortisiert sich laut Riempp in 20 Monaten. Bei Energiekosten von 30.000 Euro im Jahr entlasten sich produzierende Unternehmen mit herkömmlichen EMS um rund 700 Euro im Monat, schätzt Manfred Frenzl vom Bayerischen Zentrum für Technologie und Transfer. Laut der Stiftung für Ressourceneffizienz und Klimaschutz ist die Investition durch die interne Verzinsung im Schnitt nach drei Jahren rentabel, wenn die Lebenszykluskosten attraktiv sind und nicht nur der Angebotspreis. Krämer, der über fixe Kosten Planungssicherheit im Unternehmen erzielen will, war 2013 über die steigende EEG-Umlage auf das Suffizienzthema aufmerksam geworden. Nimmt der Metallbauer alle Maßnahmen zusammen, halbiert er über die Einsparungen seine jährlichen Energiekosten. Eine Jahresabrechnung für den gesamten Energiebedarf liegt dazu heute noch nicht vor. Die inzwischen installierte PV-Anlage wird jedoch mindestens die Hälfte des verbleibenden Energiebedarfs als regenerative Energie abdecken und damit die Unabhängigkeit von konventionellen Energiequellen erhöhen.
So eignet sich eine Lösung wie EMSyst 4.0 für Metallbauer ab einem Energieverbrauch von rund 30.000 Euro im Jahr, nach oben keine Grenze. Sobald ein EMS bestimmte Voraussetzungen erfüllt, wird es staatlich gefördert. Die Liste der Kriterien ist lang: Von der innovativen Energiemessung, auch in inhomogenen Zählerstrukturen, über moderne IT-Kommunikation bis zu intelligenten Auswertungen.