Nur wer die Energie-Verbrauchsströme kennt, kann die Kosten optimieren!

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1 Nur wer die Energie-Verbrauchsströme kennt, kann die Kosten optimieren! DIN ISO Energie-Managementsysteme in der Praxis Vortragsveranstaltung der VDI-Fachgruppe Technische Gebäudeausrüstung im Bezirksverein Karlsruhe am Dienstag, 19. März 2013 Page 1

2 Infrastructures & Cities Siemens AG Dipl.-Ing. (FH) Marc Fietze Produktbetreuer Service Division Siemens Deutschland Infrastructures & Cities Sector Rödelheimer Landstrasse Frankfurt/Main +49 (69) Page 2

3 Siemens Sektoren und Divisionen Energy Healthcare Industry Infrastructure & Cities Divisionen Fossil Power Generation Wind Power Solar & Hydro Power Transmission Oil & Gas Energy Service Divisionen Imaging & Therapy Systems Clinical Products Diagnostics Customer Solutions Audiology Solutions 1 Divisionen Industry Automation Drive Technologies Customer Services Metals Technologies 1 Divisionen Building Technologies Rail Systems Mobility and Logistics Low and Medium Voltage Smart Grid 1 Sektor Divisionen Page 3 Januar 2013

4 Tätigkeitsbereiche der Divsion Building Technology Für energieeffiziente und sichere Gebäude und Infrastrukturen Gebäudeautomation Brandschutz Energieeffizienz Sicherheit Total Building Solutions Page 4

5 Das Energieeffizienz Portfolio 30 Jahre Erfahrung mit über 6000 Systeminstallationen Energieeffiziente Produkte Intelligente Gebäudeautomation Verbrauchs- / Betriebs- Monitoring / Controlling Energie- und Betriebsdienstleistung (GPO) Green Migration - Green Applikation Energiespar-Contracting und Lösungen Page 5

6 Treiber Klimawandel & Urbanisierung Investitionsstau Energiepreise Heizöl Kohle Erdgas Fernwärme Gesetze & Vorschriften EPBD Gebäude-Gesamtenergieeffizienz EEES Endenergie & Energiedienstleistung NAP Nation. EE Aktionsplan ENEV Energieeinsparverordnung EEG Erneuerbare Energiengesetz KWK Kraftwärmekopplung Gesetz BImSCH Bundes-Immissionsschutz Gesetz Page 6

7 Was wir über Gebäude wissen 40% des Weltenergieverbrauchs* produzieren weltweit 21% der Treibhausgase*** Transport 28% Gebäude 41% Industrie 31% Industrie (Primärenergieverbrauch) Forstwirtschaft 14 Landwirtschaft Abfallwirtschaft Industrie(Elektrizität) 13 8 Transport Gebäude (Elektrizität) Gebäude (Primärenergieverbrauch) Während der Nutzungsdauer eines Gebäudes werden 40% der Kosten für Energie benötigt** 20% 80% Jahre Entwicklung / Erstellung Nutzung / Renovierung Rückbau *International Energy Association, auf weltweiter Basis, im Jahr 2002 / ** Dena Congress, Berlin, 2008 / *** Global Mapping of Greenhouse Gas Abatement Opportunities up to 2030, Building Sector deep dive, June 2007, Vattenfall AB, basiert auf Information von IEA, 2002, % der weltweiten Treibhausgasemissionen; Total 40 Gt CO2e Page 7

8 Fokus auf technische Gebäudeausrüstung ist wirtschaftlich Vermeidungspotenzial [Mt CO 2 ] Investition [ Milliarden] Verhältnis Investition/ Vermeidung [kg CO 2 / ] Isolierung 4,5 10,4 0,4 Heizung/ Lüftung 2,7 1,0 2,7 Beleuchtung 1,4 0,9 1,5 Pumpen/ Antriebe 1,3 0,8 1,6 Übriges 0,7 7,3 0,1 Quelle: "Sustainable Urban infrastructure, London Edition A view to 2025" Page 8

9 Die Rolle der Gebäudeautomation: Einsparpotenziale in der Technischen Gebäudeausstattung (TGA). In der TGA können Energieeinsparungen von durchschnittlich 20-30% erzielt werden Gebäudeautomation Heizung Kühlung Lüftung Klimatisierung Beleuchtung Antriebstechnik Wasser/Abwasser Energieverteilung Bedarfsanpassungen Kraft-Wärme-Kopplung Regenerative Energien Energieversorgung Verbrauch, Transparenz Page 9

10 Wie lassen sich Energie und CO 2 -Emissionen einsparen? BACS 1) Energy Performance Classes A Class A High energy performance BACS and TBM EU Richtlinien (EN15232) Gebäudeautomation der Klasse A sparen in Bürogebäuden 30% Energie im Vergleich zu C-Klasse Systemen (EU Standard) B C Class B Advanced BACS and TBM Class C Standard BACS (is normally used as reference) LonMark Deutschland Gebäudeautomation spart bis zu 50% der Energie in Gebäuden D Class D Non-energy efficient BACS Page 10

11 Energiesparen ist in jedem Gebäudetyp und Unternehmen möglich Potentiale Büro Wohnhaus Restaurant A B C D 26% 27% 41% Hotel Einkaufszentrum Schule Krankenhaus 41% 49% 52% 26% Hinweis: Hohe Energieeffizienz (Klasse A) verglichen mit Standardausstattung (Referenzklasse C); EN Impact of BACS & TBM on energy performance of buildings Page 11

12 Gebäude-Automationssysteme (BACS)* spielen eine Schlüsselrolle Energieeffizienzklassen DIN / EN Energieverbrauch in Gebäuden 100% Kein BACS Energieverbrauch 90% 80% 70% BACS ohne Energie- Monitoring BACS mit Energie- Monitoring 60% BACS mit Energieeffizienz- Maßnahmen Zeit BACS = Bulding Automation Control System Dynamische Nutzung erfordert eine optimierte Automatisierung Quelle: Siemens AG Page 12

13 Grosse Potentiale liegen im Verborgenen Offensichtliches Verbesserungspotential Verborgenenes Potential Page 13

14 ISO Energy Management System System Model: Plan Do Check Act Management Review Internes Audit Energiepolitik Planung Einführen und Betreiben Kontrolle und Korrekturmaßnahmen Korrektur und Vorbeugemaßnahmen Überwachen und Messen Zweck der Norm ist es, Organisationen in die Lage zu versetzen, Systeme und Prozesse aufzubauen, welche zur Verbesserung der energiebezogenen Leistung erforderlich sind. eine Energiepolitik entwickeln und einführen, strategische und operative Energieziele bilden, Aktionspläne aufstellen und umsetzen den wesentlichen Energieeinsatz berücksichtigen Page 14

15 ISO Energy Management System Vorteile Kosten Energiepolitik Ermittlung der Potentiale und Verringerung des Energieverbrauchs effizienterer Energienutzung führt zu Kostensenkung Management Review Internes Audit Planung Einführen und Betreiben Kontrolle und Korrekturmaßnahmen Überwachen und Messen Nachhaltige Planung / Infrastruktur Aufdeckung von Risiken und Sicherung der Energieversorgung Die Energieversorgung insbesondere in kritischen Produktionsprozessen sicherstellen Prozessverbesserungen durch Integration mit anderen Management-Systemen Sicherung der Unternehmenszukunft Umweltbewusstsein und Image Korrektur und Vorbeugemaßnahmen Reduzierung von Treibhausgasemissionen Aufzeigen von umweltbewussten, nachhaltiges Handeln Page 15

16 ISO Energy Management System Vorteile Steuer und Abgaben Page 16

17 Energieflüsse & Technologien in Unternehmen Heizkessel Motoren & Antriebe Wärme Wasser Druckluftkompressoren Büroausstattung Prozesseffizienz Elektro- energie Energie-Daten- Management Umweltfreundliche Anlagen Organisatorische Maßnahmen Gas / Öl Transport Druckluft Kühlung Beheizung & Warmwasserversorgung Dampf Gebäudedämmung Wärmerückgewinnung Beleuchtung Kühlung Klimatisierung Page 17

18 Energiemanagement Das richtige System für die jede Unternehmensebene und Aufgabe Corporate Level Kaufmänn. Energie Management Risk-Management Energy Strategy Utility Bill Management Energieeinkauf Monitoring Optimierungen Datenweitergabe / Anbindung ERP-Systeme KPI Berechnungen Effizienzprojekte operatives Energiemanagement Vergleiche zu Energie-Budget Nutzermotivation Site Level Energieabrechnung Auswertung / Abrechnung CO2 Emissionen Verteil- und Verbrauchstruktur Gesamt / Detailübersichten Anlagenbetriebsweise Operation Level Stör-/ Alarm-Management Alarme / Meldungen Fernalamierung (SMS) Bedien- u. Leitsystem Zentrale Erfassung Anlagen-Visualisierung (Schaltanlagenzustand) Daten Archivierung Lastmanagement Lastabwurf Verbrauchersteuerung Control Level Schnittstellen zu unterlagerten Systemen Zähler / Messgeräte Prozess-/ Gebäude- Leittechnik PLCs Leistungs- Schalter Mobile Daten- Erfassung Page 18

19 Der Energieeffiziente Gebäudebetrieb Der Energiemanagement Prozess Informieren Betrieb führen Überwachen Erfassen www Optimieren Analysieren Konform zu DIN ISO Page 19

20 EMC Applikationen Steckbrief EMC Energie Monitoring & Controlling Grundlage für Energiemanagement schnelle Übersicht mit direkt anwendbaren vordefinierten Energie-Berichten Transparenz und Analyse von Energiewerten und Anlagenzuständen Individuell anpassbare Strukturen Selektiver Zugriff jederzeit von jedem Arbeitsplatz mit Internetverbindung Smartphone und Pad Applikation Identifikation von Einsparpotentialen Überwachung und Bewertung von erfolgten Einsparmaßnahmen Green Building Monitor zur Information und Motivation der Gebäudenutzer Page 20

21 Advantage EMC Topologie Software as a Service Zählwerte Wetter Tarife EMC Berichte Userverwaltung Medienwerte Preise Strukturen Anlagenwerte Budget Bezugswerte Flächen EMC Analyse Page 21

22 Advantage EMC Topologie Software as a Service Benutzer mit Web Browser Zentraler EMC Server Benutzer mit Web Browser Internet Automatische Erfassung GLT-Kopplung oder Datenlogger GA System Handeingabe Page 22

23 Advantage EMC Topologie Integrationsmöglichkeiten Zähler Manuell SSL gesicherte Übertragung Modbus Datenlogger PC System CSV Internet Siemens- GA Desigo Siclimat SW Proxy ASP Server PC Dritt- GA-System Desigo PC CSV Daten Lieferant Energieversorger, Messstellenbetreiber, Dritt- Erfassung-System www FTP CSV, MSCONS Page 23

24 Intelligente Verbrauchserfassung Zählerkonzept Legende Standort Rechnungszähler Energiebezug Strom Wärme Gas Wasser M M M M Σ M Σ M Σ Σ Σ Σ Σ Sonder- / Großverbraucher M Σ M Gebäude Σ K M K Zähler erforderlich (muss) Gebäudezähler i.d.r. zur Abrechnung und Energiebilanz erford. Zähler optional (kann), ja wenn Nutzen größer als Aufwand (Bsp.): - Plausibilisierung, Kundenanforderung - Energiebilanzen (Schwund, extern / intern) - Betriebszählung - Abrechnung Σ M Σ M M Σ M Σ M Wasser Σ Zähler (Messung) Sonder- / Großverbraucher (a-typisch für Gebäudenutzung, energetisch relevant) - Immobilie (M) - Produktion (K) Page 24

25 Anwendung im Siemens Industriepark Khe Gebäudeautomationssystem: Siclimat X V4.1 Zentrale: 2x X-OS (Linux Server) Mehrplatzsystem Unterstationen Gesamt: 97 Siclimat S5 & S7 X-OS 1: 59 Stationen X-OS 2: 38 Stationen Netzwerk: Teilnetz des Standortes Khe 2 Ringe redundant vernetzt Netzwerktyp: LWL-Ring (ca. 5,9 km) Datenpunkte Gesamt: ca Erfassung von Verbrauchsdaten: Advantage Gebäudeverbrauchsdaten: EMC V4.2 Installierte und erfaßte Zähler Strom: 500 Druckluft: 33 Wasser/Wärme: 30 (weitere in Planung) Prinzip: Anbindung der Impulszähler/Buszähler an die Gebäudeleittechnik Zählwerterfassung mittels Prozessdatensammler in Siclimat X Automatisierte Übermittlung zu EMC Datenweitergabe Zur Verbrauchsabrechnung über EMC nach SAP Page 25

26 Systemtopologie im Siemens Industriepark Khe Bedienterminals Meldedrucker 2 Remote PC s Firewall EMC Proxy-Server Internet ASP Server EMC Server Std. Khe. Werksnetz - Ethernet IT-Netz (Teilnetz Nr.25) - Ethernet Firewall Leit- und Visualierungssystem X-OS 1 X-OS 2 AG-Netz - LWL-Ring Datenerfassung und Steuerung (SPS) Unterstationen AS (z.b. Simatic S7-300, 400,..) Netzwerkswitch Netzwerkswitch Messtechnik / Automatisierungstechnik Energiezähler Energiezähler Page 26 M. Metz

27 Advantage EMC Integrationsmöglichkeiten MeterBox v3.0 SSL gesicherte Übertragung Internet Internet ASP Server PC PC PC Modbus Device MeterBox v3.0 M-BUS Wärmezähler Modbus M-BUS Wasserzähler Modbus Elektrozähler Impuls- Umsetzung Energie-Impuls M-BUS Elektrozähler Page 27

28 Advantage EMC Handheld gestützte manuelle Auslesung Unterstützung einer manuellen Erfassung Erstellung von Ablesetouren in EMC Erfassung der Ablesewerte vor Ort auf Handheld Option: Identifikation der Zähler durch Barcode-Scanner Option: Identifikation und Auslesung mit Tastkopf Verwendung von Windows- Mobile Handhelds oder PDAs Austausch von Ablesetouren und erfassten Zählwerten zwischen Handheld und EMC Page 28

29 Advantage EMC Topologie Software as a Service Vorteile der EMC-Lösung IT Infrastruktur bindet keine Ressourcen, Investitionen in Hard- und Software entfallen. (Backup, Hardwarewartung, IT Sicherheit) Die Applikation ist stets auf dem aktuellen Stand (keine lokalen Updates, Service Packs, Hotfixes,... ) Skalierbar in Leistung und Preis. Starten mit den vorhandenen Zählern und Leistung mitwachsen Auf aufwendige Netzwerke und Datenerfassungskonzepte kann verzichtet werden Unbegrenzte Anzahl von Nutzern möglich Nutzung für und von vielen Standorten aus möglich Fortlaufende kompetente Betreuung mit Helpdesk und Beratung Page 29

30 Advantage EMC Zertifiziert nach DIN ISO seit März 2012 Management Review Energiepolitik Planung Einführen und Betreiben EMC hat TÜV geprüfte Konformität Energetische Ausgangsbasis Energieleistungskennzahlen Überwachung, Messung und Analyse Eingangsparameter für das Management-Review Internes Audit Kontrolle und Korrekturmaßnahmen Überwachen und Messen Korrektur und Vorbeugemaßnahmen Page 30

31 Advantage EMC Aktuelle Leistung EMC Global Anzahl Datenpunkte , Anzahl Zähl- / Messwerte Mio. Kunden https://eadvantage.siemens.com (Stand: ) Page 31

32 Advantage EMC Monitoring Wie hat sich der Energiebezug über die letzte Zeit entwickelt? Tabelle Page 32

33 Advantage EMC Monitoring Ist Ihr monatlicher Wärme-Energieverbrauch witterungsbereinigt? Vorjahresvergleiche ohne HGT Bereinigung Keine Vergleichbarkeit Mit HGT Bereinigung Vergleichbarkeit hergestellt Unterschiede erkennbar Page 33

34 Advantage EMC Monitoring Identifizieren Sie Ihre Hauptverbraucher! Welche Station oder welcher Gebäudetrakt ist Ihr Hauptverbraucher!? Tabelle Page 34

35 Advantage EMC Monitoring Benchmarking Verbrauch pro Fläche Verbrauchen ähnliche Objekte ähnlich viel Energie? Tabelle Page 35

36 Advantage EMC Monitoring Quantitative Vorhersage und Jahresverbrauchsvergleich Welchen Verbrauch habe ich gegen Ende des Jahres? Tabelle Page 36

37 Advantage EMC Monitoring Energiesignatur mit Budget Verbrauchsjahr Ist der Wärmeverbrauch innerhalb der Budgetgrenzen? Arbeitet die Wärme- versorgung während der Übergangszeit optimal? Tabelle Page 37

38 Advantage EMC Applikationen Steckbrief EMC Analyse Zur Detailanalyse werden beliebige Datenpunkte in einer Oberfläche dynamisch miteinander ausgewertet. Beliebige Datenpunkte (Verbräuche, Temperatur, Drücke, ) der Gebäudeautomation können in einer Oberfläche per Drag&Drop kombiniert und ausgewertet werden. Daten des Wetterdienstes und Ereignismeldungen der GA können eingebunden werden. Eine Zoomfunktion und die Möglichkeit der flexiblen Verschiebung der Zeitachse ist vorhanden. Page 38

39 Advantage EMC Applikationen Analyse Modul Beispiel Kesseltaktung nachher vorher Page 39

40 Advantage EMC Applikationen Steckbrief EMC Dashboard Konzipiert für große oder verteilte Liegenschaften Transparenz des energetischen Status durch übersichtliches Dashboard schnell erfassbare Übersichts-Darstellungen Berechnung von KPI-Werten und Ampelvisualisierung Vergleich mit Vorjahreswerten als ipad Applikation erhältlich Page 40

41 Advantage EMC Nutzermotivation Green Building Monitor Der Green Building Monitor ist eine Kommunikationsplattform an zentraler Stelle eines Gebäudes: Zeigt Erfolge von Energieeinsparprogrammen. Informiert über aktuelle Energie- und Medienverbräuche im Gebäude. Dokumentiert die Aktivitäten zum Klimaschutz. Motiviert die Nutzer eines Gebäudes mit praxisnahe Tipps zum Energieeinsparen. Vermittelt ein Green Image. Page 41

42 Green Building Monitor Beispiel: Krankenhaus Achim Der Verlauf der Energiekosten visualisiert den Erfolg der Modernisierungs- und Energieeinsparmaßnahmen. Page 42

43 Green Building Monitor Beispiel: Lindner Hotel am Nürburgring Praxisnahe Energiespartipps zu den jeweiligen Medien motivieren die Nutzer eines Gebäudes, selbst Energie zu sparen. Page 43

44 Green Building Monitor Beispiel: Siemens Werk Krefeld Kundenspezifische Informationen zu Unternehmensthemen können in den GBM integriert werden. Page 44

45 Green Building Monitor Beispiel: ThyssenKrupp Essen Der Green Building Monitor kann in einem individuellen Design dargestellt werden und lässt sich zudem in Videowände integrieren. Page 45

46 Questions and answers! Dipl.-Ing. (FH) Marc Fietze Produktbetreuer Service Division Page 46

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