Energie Management System Referenzprojekt aus der Kunststoffindustrie

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1 Energie Management System Referenzprojekt aus der Kunststoffindustrie

2 Kennzahlen des Unternehmens 2 Heute 180 Mitarbeiter Umsatz 2011 ca. 70 Mio. Euro tonnen pro Jahr, 120 T / Tag Produktion rund um die Uhr, 360 Tage/Jahr Tonnage: unter den Top Ten 150 Wettbewerber, 6 direkte 75 % Materialeinsatz Kontinuierlicher Fertigungsprozess Energieintensives Unternehmen

3 Produkte 3 Verpackungsfolien Hauptsächlich Polyethylen-Folien Industrieverpackungen Schrumpffolien Schläuche Folien Hauben Säcke Beutel

4 Elektrische Verbraucher 4 Die elektrischen Verbraucher lassen sich wie folgt gruppieren: Extrusion-Blasfolienanlagen Drucklufterzeugung Drucken Konfektion Recycling Jährlicher Stromverbrauch: ca. 20 GWh Dritthöchster Kostenfaktor nach Lohn und Material

5 Elektrische Verbraucher 5 Der höchste Energieverbrauch im Bereich der Extrusion: Extruder Abzug Wickler Neuanschaffungen oder Retrofit: Motor höherer IE-Klasse Frequenzumrichter Heizungsregelung

6 Energie Management Systeme: EN16001/ISO Deutschland hat das Ziel, seine CO2 Emissionen bis 2020 um 40% gegenüber 1990 zu senken. Ohne einen massiven Schub bei der Steigerung der Energieeffizienz wird dieses Ziel nicht erreichbar sein. Energiemanagementsysteme tragen dazu bei, die Energieeffizienz in Unternehmen und Organisationen zu erhöhen Die EN 16001, ein Standard für Energiemanagementsysteme (EMS) wurde am 1. Juli 2009 vom European Committee for Standardization (CEN) veröffentlicht. Der Standard stärkt die Rolle von Energiemanagern in Unternehmen.

7 Energie Management Systeme: EN16001/ISO

8 Nutzen durch die Einführung eines EMS 8 Reduzierung von Energiekosten (Strom, Kühlung, Luft ) Transparenz der Verbräuche: Senkung des Energieverbrauchs oftmals durch geringfügige Maßnahmen möglich Steigerung der Versorgungssicherheit Erfüllung von gesetzlichen Rahmenrichtlinien Umweltschutz, Imagepflege (ökologische Denkweise) Einsatz eines optimierten Energiemix, Optimierung Energieverträge EEG 41 Nachhaltige effektivere Prozesse (siehe TEEM, Fraunhofer Inst.) Mitarbeiter sensibilisieren Human Factor

9 EN Integration in andere Managementsysteme 9

10 EN16001 Energiemanagementkreislauf 10

11 Datenquellen für das Energiecontrolling 11 Rechnungen der Energieversorger ca. monatlich oder ca. jährlich auch Vergangenheitswerte verfügbar Eigenablesungen wöchentlich oder monatlich ggfls. Vergangenheitswerte verfügbar potenziell unregelmäßig Automatisch erfasste Werte 5min, ¼ h bis täglich Aus GLT / BACnet Aus Datenloggern Aus SPS Aus automatischer Energiemessdatenerfassung

12 Automatische Messysteme die Basis für die EN Messgeräte als Werkzeug um: Den Ist-Zustand des Unternehmens zu analysieren Einsparpotenziale aufzuzeigen Steuerungsaufgaben (z.b. Emax) Benchmarks zu erstellen Ziele wie z.b. die Reduzierung des Energieverbrauchs zu dokumentieren Automatische Reports zu erstellen Resultate nach Einführung konkreter Maßnahmen zu überwachen Messgeräte ein wesentlicher Baustein zur Erfüllung der DIN EN 16001

13 3 Level-Lösung mit ZLT + GridVis + Homepage 13 ZENON GridVis Client 1 n GridVis SQL-Datenserver und DB WEB-Server HP auf UMG 508 Vor Ort Visualisierung S-Station: Station: FIZ Station 1 Monitoring Zentrale Leitebene Monitoring Spezialistenbene Monitoring Abteilungsebene Ethernet UMG 508 Modbus-Master / Ethernet Gateway Ethernet Switch Modbus-Slaves RS485 / Modbus RTU - Unitronic Li2YCY(TP) 2x2x0,22 (Lapp Kabel) Bis zu 31 Modbusgeräte ohne Repeater UMG 103 UMG 103 UMG 103 UMG 103

14 Aufbau eines Energie Management Systems 14 PCC / EVU 20 kv / 50 Hz Einspeisung UMG511 Messung nach Zähler Automatisches Messsystem: UMG 508 Mastermessgeräte UMG103/96S Slavemessgeräte betriebsinterner 20kV-Ring Trafohaus TR1 (1000kVA) Trafohaus TR 2 (1000kVA) NSHV TR 3 (1000kVA) NSHV TR 4 (100kVA) NSHV TR 5 (1000kVA) GridVis Software # 2.2 mysql Datenbank GridVis DB-Treiber TCP/IP Komm. zu den UMG508 Slaves über Modbus Modbus zu den UMG96S/ UMG103 Energieverbrauchs-Reporte Spannungsqualitäts-Reports Automatische Dokumentation Datenexport zu EXCEL Bürogebäude und Produktion Fertigung: 8-10 Extruder

15 Aufbau eines Energie Management Systems 15

16 EN16001: Energieeffizienzmaßnahmen 16 Die Ergebnisse der Energieanalyse fließen in die Planung von Maßnahmen zur Reduzierung des Energieverbrauchs ein. Maßnahmen werden untergliedert in: Planung Organisatorische Maßnahmen Technische Maßnahmen Quelle: dena - Handbuch für betriebliches Energiemanagement

17 Das Lastprofil erlaubt weitreichende Aussagen 17 Lastkurven überwachen Aktives Lastmanagement Spitzenverbraucher während Niedriglastzeiten betreiben Einhaltung von Grenzwerten (z.b. Emax) Cos-phi überwachen Einführung von BLK, dynamischer BLK, OS- Filtern EVU Verträge Hinsichtlich aktuellem Verbrauch optimieren Straftarife vermeiden

18 41 EEG: Steuerprivilegien durch Energiemanagement 18 Besondere Ausgleichsregelung gemäß 41 ff. EEG für stromintensive Unternehmen: Reduzierter EEG-Umlagesatz, wenn: Stromverbrauch größer 10 GWh/a Verhältnis der Stromkosten zur Bruttowertschöpfung größer 15% Energiemanagement vorhanden, Nachweis durch EMAS - Registrierung Zertifikat ISO zzgl. Zusatzerklärung Spezifisches Energiemanagement-Zertifikat

19 Maßnahme: Reduzierung EEG Abgabe Kosteneinsparung bei diesem Projekt: Jährlicher Verbrauch ca. 20 GWh EEG: 3.5 Cent/kWh Kosten durch EEG ca Euro/Jahr Nachweis eines EMS nach 41 Kosteneinsparung von ca Euro

20 Energieeffizienzmaßnahme: Austausch Antriebe 20 Austausch ineffizienter Antriebe : Verwendung von Motoren der Klasse IE2 Einsatz von Frequenzantrieben

21 Energieeffizienzmaßnahme: Austausch Antriebe 21 Delta: 25 kw

22 EN16001: Beispiel Technische Maßnahmen 22 Was bringt ein IE2-Energiesparmotor? Quelle: Siemens

23 EN16001: Beispiel Technische Maßnahmen 23 Was bringt ein IE2-Energiesparmotor? Quelle: Siemens

24 Energieeffizienzmaßnahme: Kompressoren 24 Kompressoren tragen erheblich zu den elektr. Verlusten bei: 3 Kompressoren: kw ( Leistung: 100kW) Vorher: ca. 12 kwh/m³ Luft Nachher: ca. 6 kwh/m³ Luft Hohe Leckagerate Effizienz der Kompressoren Optimale Dimensionierung der Kompressoren Vergleich auch über die Volumensmessung 8000 h x 100 kw/h x 0,08 / 2 (Optimierung) = Einsparung

25 Energieeffizienzmaßnahme: Hallenheizung 25 Große Hallenheizung nutzt Kompressor-Abwärme: Wärmerückgewinnung der Großkompressoren Wärmerückgewinnung Druckluftkompressor. Abwärme wird ins Heizungssystem gespeist.

26 EN16001: Planung Energieeffizienzmaßnahmen 26 Überprüfung des Energieeinsatzes / Lieferverträge Optimierung der Betriebszeiten: z.b. abschalten von Maschinen in produktionsfreien Zeiten Anlagen bzw. Maschinen mit hohem Wirkungsgrad verwenden Energieeffizienz des Gesamtsystems weiter erhöhen Leistungseinsatz optimieren. Z.B. Spitzenlastoptimierung Mehrfachnutzung von Energie: z.b. Wärmerückgewinnung

27 EN16001: Organisatorische Maßnahmen 27 Für den Bereich Beschaffung (z.b. Lebenszykluskosten) Änderungen im Arbeitsablauf Im Bereich Regelung / Steuerung Verhalten der Mitarbeiter Bei Instandhaltung und Wartung Schulung und Motivation

28 EN16001: Technische Maßnahmen 28 Einsatz energieeffizienter Motoren (über 95 % der Lebenszykluskosten eines elektrischen Antriebs sind Energiekosten) Nutzung von Wärmerückgewinnung Leckage-Reduzierung im Druckluftnetz Optimierung der Regelung und Steuerung von Anlagen Optimierung der Dampferzeugung Spitzenlastoptimierung / Energiespeicher intelligent nutzen

29 Identifizierung von Netzqualitätsproblemen 29 Moderne Leistungselektronik, verteilte Energieerzeugung, steigender Kostendruck und damit reduzierte Redundanzen in der Energieverteilung führen zu reduzierter Netzqualität, mit weitreichenden Konsequenzen:

30 Identifizierung von Netzqualitätsproblemen 30 Kontinuierlicher Fertigungsprozess Fertigung rund um die Uhr Höchste Auslastung der Fertigungseinrichtungen All dies lässt keine Maschinenstillstände zu!! Mit moderner Messtechnik können Spannungsqualitätsprobleme rechtzeitig identifiziert und behoben werden Steigerung der Versorgungssicherheit Reduzierung von Wartungskosten Verlängerung der Lebenszeit von Fertigungseinrichtungen

31 Zusammenfassung: Vorteile durch das EMS 31 EEG 41 Reduzierung Stromverbrauch Fertigung stabilisieren Transparenz der Verbräuche (bis aufs einzelne Produkt) Vergleich EVU Rechnung Prozesse überwachen (Fernüberwachung) Dokumentation Identifizierung von Spannungsqualitätsproblemen

32 Janitza Energiemanagementsysteme 32 Automatische Datenauslesung (unternehmensweit) Transparenz des Energieverbrauchs Analysetools Dokumentation: automatische Energieverbrauch-Reports Datenexport in div. Formaten (XLS, PDF ) Überwachung des Leistungslimits & Spitzenlastoptimierung

33 Janitza Introduction 33

34 Synergien nutzen - EMS & Netzqualität! 34 SEMS PQ EMS Auswirkungen EN EN ENEV

35 35 Hauptstraße Langensendelbach Tel / Fax / info@ibbeyer.de