Schneider Electric unterstützt Firmen bei der dauerhaften Optimierung ihres Energieverbrauchs
Die Herausforderungen des zurückliegenden Winters haben gezeigt: In vielen Branchen besteht ein Innovationsdefizit. Situationsgemäße Modernisierungsmaßnahmen gehen aber über eine bloße Reaktion hinaus. Sie bereiten ein Unternehmen auch auf die zunehmende Bedeutung der Unternehmensnachhaltigkeit und die steigenden CO2-Kosten vor. In dieser Blogserie erläutern wir verschiedene Aspekte der Gebäudemodernisierung. Wir zeigen Wege auf, wie Gebäudebetreiber und ihre Zulieferer aktuellen und künftigen Herausforderungen begegnen können. Dieser erste Teil benennt die grundlegenden Maßnahmen bezüglich des Energieverbrauchs; weitere Teile werden dann Detailaspekte ausführlich beleuchten.
Hintergrund: Von der Krise zur Chance
Zu Beginn des Winters 2022/23 befand sich Europa in einer bisher nie dagewesenen Situation. Angesichts der begrenzten Kapazitäten für verflüssigtes Erdgas (LNG) und der Unterbrechung der Erdgaslieferungen aus Russland wurden erhebliche Auswirkungen auf die Lebensqualität, die Wirtschaft und die Umwelt befürchtet. Neben den für Privatleute wie Unternehmen schwer zu tragenden Preissteigerungen standen sogar Gasrationierungen im Raum, um die Versorgungsicherheit zu erhalten.
Dank der gemeinsamen Anstrengungen von Privatleuten, Unternehmen, Landesregierungen und der EU ist es gelungen, den Energieverbrauch signifikant zu reduzieren und so das Schlimmste zu verhindern. Auch das milde Wetter hatte seinen Anteil daran, dass die Gasspeicher gut gefüllt blieben. Aber: Experten gehen davon aus, dass die Lage 2023 angespannt bleibt und der nächste Winter noch schwieriger sein wird. Dazu kommt, dass der Klimawandel weiterhin in vollem Gange ist. Modernisierungsmaßnahmen, die die CO2-Bilanz verbessern und die Energiekosten senken, haben also auch weiterhin eine sehr hohe Relevanz, denn auch die verbrauchsabhängige CO2-Besteuerung auf fossile Energieträger steigt.
Drei Schritte zur Steigerung der Energieeffizienz
Ein skalierbares Energiemanagementsystem für gewerbliche Nutzer (CEMS – Commercial Energy Management System) kann Unternehmen aus den verschiedensten Branchen helfen, ihren Energieverbrauch zu optimieren. Die IoT-basierte Vernetzung von Mess- und Überwachungstechnologien, Anlagen und Steuerungen, etwa bei HLK-Systemen, Wärmepumpen, Versorgungs- und Verbrennungsanlagen, ist Teil des erfolgversprechenden ganzheitlichen Ansatzes im Gebäude-Energiemanagement.
Der Aufbau eines solchen Systems erfolgt über Maßnahmen in drei Bereichen: Monitoring, Geräte und Analytik. Auch wenn keine Anlage und kein Unternehmen dem anderen gleicht, bilden diese Schritte einen hilfreichen Weg. Fast jeder Betrieb kann diesen einschlagen, um den Energieverbrauch zu optimieren und Kosten zu sparen.
1. Messen & Überwachen: Energieverbrauch sichtbar machen
Indem sie den Energieverbrauch exakt misst und überwacht, ist moderne Mess- und Analysetechnik in der Lage, die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Stromversorgung zu erhöhen. Eine granulare Messung (für jede Etage, Zone, jeden Raum, jede Last, jede Anwendung und jedes Gerät) macht Verbräuche und Energieflüsse detailliert sichtbar, sodass sie analysiert und optimiert werden können. Stromqualitätsprobleme, die potenziell zu Ausfällen und höheren Betriebskosten führen, und Lastspitzen, die unnötig hohe Netzentgelte mit sich bringen, sind damit proaktiv erkennbar. So kann der Betreiber gezielt an deren Beseitigung arbeiten.
Energiemonitoring dient außerdem dazu, den Energieverbrauch in Echtzeit zu verfolgen. Dadurch werden Ineffizienzen rasch entdeckt, sodass das Fachpersonal sofort Entscheidungen darüber treffen kann, wo und wie sich Energie sparen oder Lastabwürfe vornehmen lassen. Modernste Sensoren und Steuerungen sind als Teil eines solchen Energiemonitoring-Systems, beispielsweise EcoStruxure Power Monitoring Expert, dazu fähig, die Spitzenlast in gewerblichen Gebäuden z.T. erheblich zu reduzieren.
2. Automatisieren & Steuern: Effiziente Technologien einführen
Falls nicht bereits implementiert, kann ein Gebäudemanagementsystem (GMS) wie EcoStruxure Building Operation die Energieeinsparungen weiter erhöhen. Die Integration fortschrittlicher Sensoren und Steuerungen sowie der dazugehörigen Monitoring-Lösung in das Gebäudemanagement senkt den Energieverbrauch der meisten Einrichtungen deutlich. Denn einerseits erkennen Facility Manager auf diese Weise übermäßige Verbräuche, die sie dann drosseln können. Andererseits sparen neue intelligente Geräte durch ihren effizienteren Betrieb Kosten ein. Darüber hinaus können auch Fehler wie gleichzeitiges Heizen und Kühlen erkannt und behoben werden.
Zusätzlich gibt es die Option, vorhandene Gebäudeleittechnik umzuprogrammieren, um Energiekosten zu optimieren, ohne den Komfort zu beeinträchtigen. Beispiele für solche Feinabstimmungen des GMS sind:
- Anpassung der HLK-Zeitplansteuerung und optimale Sollwerte: Ein erheblicher Anteil der Energie, die der Betrieb von Heizungs-, Lüftungs- und Klima-Systemen in nicht modernisierten Gebäuden verbraucht, wird verschwendet. So kritisiert das deutsche Umweltbundesamt, dass Heizenergie durch ungedämmte Wände verloren geht. Klima- und Lüftungsanlagen in Büros und öffentlichen Gebäuden seien überdimensioniert. Oft sind zudem veraltete Komponenten enthalten. Schneider Electric optimiert HLK-Systeme mit kostengünstigen Maßnahmen, die jährlich bedeutende Einsparungen beim Energieverbrauch ermöglichen und sich dadurch schnell amortisieren.
- Anpassung der Beleuchtungssteuerung: Je nach Raumnutzung sind laut US Department of Energy bei der Beleuchtung Energieeinsparungen von 10 bis 90 Prozent möglich. Anwesenheitssensoren, welche die Beleuchtung, Heizung und Belüftung an die Präsenz von Nutzern im Raum koppeln, sind daher besonders erfolgreich bei der Bekämpfung von Energieverschwendung.
- Austausch ineffizienter Geräte: Altgeräte noch vor dem Ende ihrer Nutzungsdauer gegen neue, besonders effiziente Geräte auszuwechseln, kann sofortige Energieeinsparungen bringen, die sich in der Regel rasch auszahlen. Im Zuge einer Elektrifizierung vormals fossil betriebener Prozesse verringert ein solcher Austausch zugleich die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Darüber hinaus ermöglichen vernetzte Neugeräte IoT-basierte Optimierungen.
3. Analysieren & Optimieren: Digitalisierung voll ausnutzen
Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) mögen wie die neuesten Modewörter klingen. Sie sind jedoch zunehmend wesentliche Elemente, auf die sich Gebäudeeigentümer und -betreiber stützen, um die Daten des Internet-of-Things (IoT) effizienter zu nutzen und damit ihre Anlagen zu dekarbonisieren. Diese Technologien können die großen Datenmengen, die vernetzte Sensoren und Geräte in Mikrosekunden erzeugen, analysieren. Sie verarbeiten diese und können so über die Gebäudeautomatisierung den Energieverbrauch optimieren. Im dritten Schritt des Optimierungsprozesses ergeben sich dadurch wieder ganz neue, individuelle Einsparmöglichkeiten.
Ausblick
In Kombination mit Energiesparmaßnahmen verbessert auch die Elektrifizierung bislang fossil betriebener Prozesse die Betriebsleistung. Sie spart insgesamt Energie ein und ermöglicht es den Unternehmen, durch den Einsatz von erneuerbarem Strom ihre Nachhaltigkeitsbilanz zu verbessern. Erste Studien zur Ermittlung des Elektrifizierungspotenzials und der damit verbundenen Kosten sowie Vorteile (sowohl aus finanzieller als auch aus ökologischer Sicht) müssen jetzt – Mitte 2023 – in Angriff genommen werden, um größere Elektrifizierungsprojekte noch vor dem Winter 2023/2024 zu planen und umzusetzen.
Im zweiten Teil der Modernisierungs-Serie werden die Vorteile von BIM (Building Information Modeling) im Zentrum stehen. Wir werden uns der Frage widmen, wie Gebäudemodernisierung im Bestand umgesetzt werden kann.
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