Die Energiekosten sind hoch. Unternehmen der Prozessindustrie sind besonders davon betroffen. Prozessketten haben Leistungsschwankungen. Das sind verfügbare Potenzialreserven. Diese können mit Dynamischer Energiewirtschaft aktiviert werden. Neue Technologien machen es möglich. IT-Automation, Digitalisierung und Datenbanken-Systeme fördern die Anwendung mathematischer Verfahren. Spezielle Visualisierung der Ergebnisse und Erfolgsbeteiligung bewirken intensiven „Mensch-Maschine"-Dialog.

Energieeffizienz

Die Dynamische Energiewirtschaft ist die synchrone Bewirtschaftung der Energie und des Stoffstroms in Echtzeit. Bei der Produktion werden kontinuierlich der Energieverbrauch und die Ablieferung der Produkte gemessen. Prozessketten des Recyclings werden ebenso gemessen. Dabei ist es unerheblich, ob es sich um die Erzeugung von Energie aus Bioreststoffen oder um die Rückgewinnung von Prozesswärme handelt. Entscheidend ist, dass jeweils der Input und der Output in Datenreihen erfasst und ausgewertet werden. Daraus entstehen alle Aktivitäten zur Steigerung der Energieeffizienz (Abb. 1).

Die Anwendung erfolgt mit einem Energiewirtschaftsinformationssystem (EW-Informationssystem) von Rösberg Engineering. Es ist eine Datenbanken-Software, in die Algorithmen der Dynamischen Energiewirtschaft integriert sind. Die Energieeffizienz der Prozessketten ist um mehr als 25 Prozent zu steigern. Neue Transparenz bewirkt zusätzlich vor Ort eine kontinuierliche Verbesserung der Prozesse.
Spezielle Grafiken des EW-Informationssystems sind Auswertungen von Input- und Output-Datenreihen der Prozessketten. Sie bewirken, dass die Teams Leistungsschwankungen glätten und die Energieeffizienz steigern.

Pumpspeichertechnik

Abb. 2 zeigt den spezifischen Energieverbrauch einer großen Kläranlage. In den frühen Morgenstunden ist er extrem hoch. Ursachen sind geringer Abwasserzulauf und ungeregelte Pumpen. Hier kann täglich mit Pumpspeichertechnik Strom gespart werden.

Rohrleitungssysteme haben in der Regel Pumpstationen. Diese können als Pumpspeicher genutzt werden. Mit Dynamischer Energiewirtschaft wurde der Nachweis erbracht: Zulaufschwankungen sind mit Pumpspeichertechnik in konstanten Zulauf umzuwandeln.

Abb. 3 zeigt den Input und den Output einer großen Kläranlage. Der Klärprozess ist hier die Produktion. Der Stromverbrauch ist nahezu konstant. Die von Verbrauchern vorgegebenen Zulaufschwankungen sind extrem groß. Durch ihre Glättung mit Hilfe der Pumpspeichertechnik ist die Energieeffizienz um 25% zu steigern. Es lassen sich damit bei dieser Kläranlage Energiekosten in Höhe von 1,1 Mio. €/a einsparen.

Energievorgaben

Die Energievorgaben „Ve" sind für die Bewirtschaftung der Energie wichtig. Sie sind mit der EW-Software genau zu berechnen. Es gibt zwei grundlegende Anwendungen:

• bei der Produktion mit Ve = Energieverbrauch/Stoffmenge
• bei der Energieerzeugung mit Ve = Kraftstoffmenge/Energieerzeugung

Innovative Prozesse

Untersuchungen bestätigen positive Auswirkungen der Dynamischen Energiewirtschaft auf unterschiedliche Branchen:

• Die Prozessindustrie wird damit insgesamt ihre Energieeffizienz steigern
• Kommunale Kläranlagen werden damit bis zu 100 % energieautark
• Weinkellereien decken mit Weinreststoffen 50 % ihres Energiebedarfs
• Buntmetallgießwerke sparen mehr als 25 % des Energiebedarfs

Um Teams zu motivieren, Ideen einzubringen, empfiehlt es sich sie am Erfolg zu beteiligen. Die Integration in das betriebliche Verbesserungswesen ist einfach. Der Nachweis erfolgt über den Input/Output-Saldo der Dynamischen Energiewirtschaft. Die Ausschüttung erfolgt quartalsweise an die Teammitglieder zu gleichen Teilen nach Anwesenheit.

Nutzen

Der Nutzen der Dynamischen Energiewirtschaft für die gesamte Prozessindustrie zeigt sich in mehrfacher Weise: Die Energieeffizienz der Produktion wird um mehr als 25 % gesteigert. Die Prozessketten der Betriebe werden kontinuierlich verbessert. Die Biogaserzeugung aus organischen Reststoffen wird gesteigert. Diese Beispiele sind nur ein kleiner Ausschnitt vorhandener Möglichkeiten.