WÖHWA Workshop - Energiecontrolling in der Schüttgutindustrie

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1 WÖHWA Workshop - Energiecontrolling in der Schüttgutindustrie

2 Vorstellung der WÖHWA Waagenbau GmbH Komplettlösungen für die Schüttgutindustrie seit mehr als 65 Jahren Knowhow aus jahrzehntelanger Erfahrung durchdachte Dosiergeräte Bandwaagen mit digitaler Waagenelektronik effiziente Dosier und Verladesteuerungen & Werkssteuerungen Hohe Produktionstiefe in D und Service von A-Z Kundenspezifische Lösungen Innovative Ideen für die Zukunft

3 Übersicht - Dosiergeräte Dosierflachschieber Dosierband Dosierbandkombination Info: Prospektmappe Tellermischer Verladegarnitur

4 Übersicht - Wägetechnik Förderbandwaagen Dosierbandwaagen Fahrzeugwaagen

5 Info: Prospektmappe Dosier und Verladesteuerung PCS35

6 Info: Prospektmappe Werkssteuerung CGS39

7 Chronologie des Energiecontrollingsystems - ECS Modul Lastenabwurf in CGS Atomausstieg & Energiewende Startschuss ECS Entwicklung von ECS21 Version Pilotversuch mit 4 Teilnehmern Studienarbeit & Workshop Pilotversuch bei WÖHWA 2014/ Pflichtenheft für die Version ECS21 - Workshop in Kassel Entwicklung der ECS21 Version 1.1 August ECS21 Version 1.1 lieferfähig

8 ECS21 Workshop Gesetzgebung bezüglich Energieeinsparungen im produzierenden Gewerbe Prof. Dr. Ing. Jochen Haas, HHN

9 Reduktion der Stromsteuer Die Stromsteuer beträgt zur Zeit 2,05 ct/kwh und kann für bestimmte Unternehmen erlassen beziehungsweise reduziert werden. Nach 9a kann für energieintensive produzierende Unternehmen die Stromsteuer erlassen werden. Nach 9b kann für produzierende Unternehmen eine Reduktion der Steuer beantragt werden.

10 Spitzenausgleich Nach 10 Stromsteuergesetz kann ein sogenannter Spitzenausgleich gewährt werden, wenn mehr Stromsteuer bezahlt wurde als Sozialabgaben für die Mitarbeiter. Für den Spitzenausgleich müssen Unternehmen ab 2015 ein Energieeffizienzsystem (z.b. Managementsystem) nachweisen.

11 Ausgleichsregelung EEG-Umlage Erneuerbare Energiengesetz (EEG vom ) Ausgleichsregelung für EEG Umlage Siehe EEG 2014, Abschnitt 2, Besondere Ausgleichsregelungen 63, 64. Zur Subventionierung des Aufbaus eines Erneuerbaren Energiesystems erhebt die Bundesregierung eine Umlage (EEG Umlage beträgt ,15 ct/kwh). Produzierende Unternehmen können von der EEG Umlage befreit werden: wenn sie mindestens 1 GWh Strom verbrauchen wenn sie energieintensiv sind und ein Energieeffizienzsystem nachweisen (ISO 14001, 50001, EMAS, oder alternativ (E<5GWh) Energieintensiv bedeutet Stromkosten in Höhe von 16% (ab 2016 sind es 17%) der Bruttowertschöpfung des Unternehmens (siehe 64 EEG und statistisches Bundesamt 2007).

12 Anforderungen beim Stromverbrauch Nachweispflicht über externe Betriebsprüfungen (Audits) Allgemein über ein Energiemanagementsystem (ISO 50001, 14001, EMAS) Vereinfacht über ein Energieaudit nach DIN Übergangsweise auch noch einfachere Alternativen erlaubt Audits werden von zertifizierten Auditoren durchgeführt, die für eine Branche eine spezielle Zulassung haben. (für Steinwerke, Schotter-,Kieswerke NACE Code und 08.12)

13 ISO Energiemanagementsystem Die Ziele der Norm sind: Eine messbare, ständige Verbesserung der Energieleistungen eines Unternehmens zu erreichen. Compliance (Rechtssicherheit) gewährleisten. Das bedeutet, dass geltende Rechtsvorschriften aus dem Energiebereich im Unternehmen bekannt gemacht werden und es durch geeignete Prozesse sichergestellt ist, dass diese auch angewendet werden. Überprüfbarkeit der festgelegten Prozesse. ISO Managementsysteme benutzen den PDCA Zyklus

14 Anforderungen der BAFA an Software für Energiecontrolling und-management Erfüllung Normen Datenauswertung Visualisierung Berichtswesen Alarme Integration in bestehende Systeme Support DIN EN Konformität Ausgabe von Summen, Mittelwerten, Extremwerten Bildung von Kennzahlen zu Energieverbrauch, spezifischen Energieverbräuchen, Energieverbrauch pro Bezugsgröße, Auflösung der Daten in vorgegebenen Zeitintervallen Darstellung per Liniendiagramm (Ganglinie), Balkendiagramm Möglichkeit der individuellen Diagrammanpassung, freie Wahl der zeitlichen Auflösung, Aufnahme mehrerer Kurven in einem Diagramm, Einblenden von Grenzwerten Ausgabe zeitgesteuerter Energieberichte (z.b. monatlicher Bericht), Darstellung lang- und kurzfristiger Verbrauchsentwicklung / SMS / Fax-Versand der Berichte, Ausgabe in gängigem Format (z.b. PDF / Word) Frühwarnmechanismus, individuelle Festlegung von Schwellenwerten, automatische Alarmierung bei Überschreitung von Schwellenwerten Übermittlung des Alarms per / SMS / FAX Datenimport zur Integration beliebiger Messdaten, Datenexport in gängige Office-Formate (z.b..xls,.csv) Leittechnik: Gebäudeleittechnik (GLT), Prozessleittechnik (PLT) Support bei Problemen, Mitarbeiterschulung, Einrichtung der Software, Updateservice ECS21 entspricht den BAFA Anforderungen für Energiemanagementsysteme

15 Vorgehensweise Woehwa beim Energiecontrolling Ein aktuelles Verfahrensfließbild der Anlage muss vorliegen mit: den wichtigsten Energieverbraucher, vorhandene Messstellen für Mengenartige Größen (Masse, Energie), alle verfügbaren Produktwege, und der wichtigste Betriebsmodus der Anlage Verfahrensfließbild Mit Anlagen, Antrieben, Produktwegen, Wiegungen, Silos Gruppen erstellen Das gesamte Werk wird in einzelne Bilanzräume aufgeteilt. Dabei ist zu beachten, dass alle Verbraucher nur einem einzigen Bilanzraum zugeordnet werden. In der Regel richten sich die Bilanzräume nach den Produktionsstufen des Werkes oder den Kostenstellen. Alle Ströme, die die Bilanzräume verlassen oder einfließen, werden benannt. Festlegung der Bilanzräume Erfassung der eingehenden und ausgehenden Ströme (Energie, Rohstoffe, Produkte) Meßstellenliste definieren Zur vollständigen Berechnung des Energieverbrauchs werden die notwendigen Messstellen bestimmt. Festlegung der Messstellen Energie, Masse, Hilfsstoffe Konfiguration Realer Messwerte virtueller Messwerte als Einzelmesswert Bilanzwert Energiekennwert Sollten nicht alle Meßstellen installiert werden können, so können mit Hilfe von Bilanzvereinfachungen virtuelle Messstellen berechnet werden. Hier können auch Hilfsgrößen und anlagenspezifische Kennwerte berechnet werden. Durch mathematische Verknüpfungen können die einzelnen Bilanzräume zusammengefasst werden. Die realen bzw. virtuelle Messwerte werden über die Zeit integriert und als kumulierte Werte bzw. Mittelwerte berichtet. Ein Abgleich mit der Gesamtmengenerfassungen (Versand, Stromlieferung) kann erfolgen. Aufteilung in reale/ virtuelle Messstellen Energie, Masse, Hilfsstoffe Aufstellen der Energiebilanzen Berechnung der Energiekennwerte Konfiguration von ECS 21 Strukturierung Energieverbrauch

16 Verfahrensbild Schotterwerk Strombezug Werksgrenze Vorkommen E 1 E 2 E g E 7 E 8 E 12 Vorbruch E 3 Schotter (2-fach Bruch) Splitt (2-fach Bruch) Sand 0/2 Dreifachbruch E 9 Entstaubungen E 11 m roh m 2 m 3 Schotter (2-fach Bruch) m fso Rollenrost Absiebung Splitt (2-fach Bruch) m sp E 4 Absiebung E 10 Sand 0/2 m Sa E 5 Heizung Beleuchtung Druckluft 0 - X Vorsieb Doppelbruch E 6 Brechsand Edelsplitt Edelsplitt Brechsand m ESp m BrS Pumpe m 1 Allgemein Primärbruch Sekundärbruch Tertiärbruch Dosierung/Verladung Schotterseite Edelsplittseite

17 Verfahrensbild Kieswerk E 7 Vorkommen (Sand und Kies) E 1 Strombezug E 4 E g Werksgrenze Kies 2-8 E 5 Sieb maschine Kies 8-16 Steinbruch Trocken abbau Saugbagger/ Tiefgreifer Nassabbau E 2 Kieswäsche Kies E 6 Entstaubungen E 3 Trennung v. Sand u. Kies Sand aufbereitung (Entwässerung) Sand 0-2 Heizung Beleuchtung Druckluft Pumpe Rohkieslager m 1 Abtrennen von Überkorn (>32 mm) Zerkleinerung Sand 0-1 Splitt/ Brechsand Allgemein Gewinnung Aufbereitung Dosierung/Verladung

18 Messwerterfassung - Energiecontrolling ECS21

19 Integration von ECS21 in ein bestehendes System bestehende Daten: - BW Signale Ethernet ECS21 Internet Gateway Leistungsmessung (neu oder vorhanden) Bestehender Elektrischer Antrieb 3-phasige Messung

20 Beispiel für Messwerterfassung ECS21

21 Softwarekosten von ECS21 in Version 1.1 ECS21 Version pro Meßstelle (physikalisch, virtuell oder Bandwaage) Max. 112 Meßstellen Def. der Meßstellen

22 Hardwarekosten von ECS21 in Version 1.1 PC je nach Konfiguration ca Ethernet Evtl. bauseits vorhanden oder zusätzliche Verkabelung notwendig Def. Der Meßstellen, Einteilung in Hauptgruppen, Einbindung Bandwaagen, Signalaufbereitung & Kommunikation evtl. Verkabelung

23 Sonstige Kosten von ECS21 in Version 1.1 Inbetriebnahme: Preis nach Engineering oder auf Nachweis Schulung(optional): 1 Tag Schulung & Einweisung in die Systemfunktionen und Auswertetools

24 Leistungsangebot für ECS21 in Version 1.1 Input Betreiber Engineeringtag vor Ort Software/Hardware Definition der Meßstellen (Software) Konzept für Kommunikation & Verkabelung Definition der Meßstellen (Hardware) Einbindung von Bandwaagen Planung der Inbetriebnahme Erstattung bei Bestellung

25 Integration von ECS21 in ein Energiemanagement PDCA - Schema Plan Do Act Check Aufgaben Energiecontrolling: - Messung bzw. Erfassung von Daten - Auswertung & Berichte - Energiekennzahlen - Identifikation Hauptverbraucher ( Wissen statt glauben ) Anwender definiert Maßnahmen ECS21 Version x.x ECS21 Version 1.1 Erfahrungen mit ECS21 Version 1.1

26 Strombezug Werksgrenze Vorkommen E g E 2 Vorbruch E 2 E 3 E 4 m roh m 1 Reale Meßwerte E 3 m roh Strombedarf der Transporte Primärbruch E 5 E 5 = E 2-E 3-E 4 Rollenrost E 4 Spezifischer Strombedarf Primärbruch E 6 E 6 = E 2 m 1 virtuelle Messwerte 0 - X E 5 Vorsieb E 6 Kumulierte Strommenge Primärbruch E7, Mittlere Auslastung Primärbruch E8 Leerlaufzeit,- verbrauch E9, E10 Produzierte Menge E11 Analysewerte (aus virtuellen und realen Meßwerten) m 1 Primärbruch

27 ECS 21 Menues Berichte: Controlling Detail ISO Auswertung: Effizienz Trends Benchmarking Export: Messdaten Analysedaten Schnittstelle Cocheck Konfiguration: Messstelle Bilanz Kennzahlen Analysen Alarme Im Folgenden Darstellung der ECS 21 Überwachungsbildschirm (Aktuelle Leistungen) Messwerterfassung, Speicherung Gr. 1 Gr. 2 Gr. 3 Gr. 4 Gr. 5 Gr. 6 Gr. 7

28 ECS 21 Bildschirm Aktuelle Leistungen Bildschirm ECS21 1 Gruppe 1 7 Einzelverbraucher + Gesamtverbrauch, Waage, Kennwerte Tagesauswertung Energiekennwerte Werk z.b. Auslastung, Leerlauf, Verbrauch,Mengen, SpEV,, Tmax Summe Werk Bandwaagen Energiekennwerte Gruppe SpEV Alarmlogger :33h Vorabsiebung Brecher 1 Überschreitung der Leerlaufzeit Y45R**plk 31

29 ECS 21 Auswertungen - Effizienzanalyse ECS 21 Systematik Auswahl eines Zeitraumes zur Datenanalyse Skalierbare Trendgrafik Bild UM Benchmarking Auswertebereich

30 ECS 21 Auswertungen - zeitliches Benchmarking zwei Zeiträume zur Datenanalyse Gruppe 1-7 Benchmark SpEB Auslastung Leerlauf Tmax % % % % Ener.-kennz

31 ECS 21 Berichte Controlling Bericht Controlling Bericht Periodisch (wöchentlich, monatlich) Werkswerte Energetische Auslastung Energiekennwert 95 Energieverbrauch Produktionszeit Leerlaufdauer 95 Leerlaufverbrauch 100% Prägnante Kurzinfo zur Übersicht (eine Seite, grafische, normierte Darstellungen) konfigurierbar Kurzübersicht über Gruppe 1-7 und das Werk Energieverbrauch produzierte Mengen Energiekennzahlen Werksübersicht Grafische Darstellungen Produzierte CO 2 Menge Stromverbrauch nach Tarifen Spitzenlast mit Zeitstempel

32 ECS 21 Berichte Detailbericht Datei Monitoring Auswertungen Energieberichte Konfiguration Hilfe Firma und Logo Werk: User: Datum: Tag: Woche: Monat: Drucken Auswerten Leistung in kwh oder to/h Summe in MWH oder to Stdev in kwh oder to/h Min Max Zeitstempel Tmax Betriebs zeit in h. Leerlauf zeit in h 1 Vorbruch Brecher 2 Vorbruch Bänder 3 Vorbruch Summe 4 Vorbruch Bandwaage 110 Messstelle Klartext 111 Messstelle Klartext 112 Messstelle Klartext , :24h 7,4 0,3 87 0,095 6, :35h 8,2 1, ,99 1, :35h 8,2 0, :28h 7,1 0,5 Im Detailbericht werden für einen ausgewählten Zeitraum alle Messstellen (virtuell und real) inklusive ihrer Analysewerte als Liste ausgegeben. Damit kann eine detaillierte individuelle Datenauswertung erfolgen, die zur Projektierung im Energiemanagement benötigt werden. Drucken

33 ECS 21 Berichte ISO Bericht ISO Bericht Jahresbericht für Audit Werkswerte Energetische Auslastung Energiekennwert 95 Energieverbrauch Produktionszeit Leerlaufdauer 95 Leerlaufverbrauch 100% Bilanzierbare kumulierte Daten für einen einjährigen Berichtszeitraum Mit Datenanalyse für den Berichtszeitraum pro Gruppe und das Werk Energieverbrauch Mittlere Leistungen produzierte Mengen Energiekennzahlen Stillstandsanalyse Produzierte CO 2 Menge Stromverbrauch nach Tarifen Spitzenlast mit Zeitstempel

34 ECS 21 Systematik werksübergreifende Struktur Management Geschäftsleitung Betreiber Betreiber Betreiber Energiekennzahlen Energiebilanz Detailbericht Analysen, Auswertungen Trends, Grafiken ECS21 Verbrauch Werk 1 täglich ISO50001 Bericht Controlling Bericht Datenexport ECS21 Verbrauch Werk 2 täglich ECS21 Verbrauch Werk 3 täglich Controlling

35 ECS 21 - Pilotversuch 2013 Start des Pilotversuchs mit 4 Betreibern 1. Kieswerk Grafenrheinfeld (Fa. Glöckle) 2. Natursteinwerk Magstadt (Fa. NSN) 3. Schotterwerk Rüblingen (Fa. Paul Kleinknecht) 4. Schotterwerk Götzingen (Fa. SHB) Ziel: Sammlung bzw. Erfassung von Messdaten über einen längeren Zeitraum (ca. 1 Jahr) mit verschiedenen Applikationen (Schotterwerk, Kieswerk und Erfahrung bei der Messwerterfassung) vor Ort.

36 ECS 21 Studienarbeit & Workshop mit Piloten 2014 Studienarbeit (Dauer ca. 4-5 Monate) für Auswertung der Ergebnisse Mit Zuhilfenahme von Excel wurden definierte Auswertungen durchgeführt und für spätere Einbindung in ECS21 geprüft Workshop mit den 4 Piloten Ziel: Diskussion und Feedback über die Auswertungen für jeden einzelnen der 4 Piloten mit Erkenntnissen über die relevanten Stromverbraucher in der Anlage und detaillierte Auswertung von speziellen Anlagenteilen oder Aggregaten.

37 Zusammenfassung der ECS 21 Pilot Versuche Ansatzpunkte für Energiesparmaßnahmen für jedes einzelne Werk durch intensive Analyse der Messdaten Analyse der erhebliche Datenmenge lässt Aussage über das Betriebsverhalten der einzelnen Anlagenteile bzw. Aggregate zu Werte allerdings auf Grund von fehlerhaften Einflüssen und Ausfällen während des Pilotprojekts noch nicht zu 100 % belastbar (z.b. Ausfall der Bandwaagen) keine standardisierte Vorgehensweise bei der Messung (versch. Anbindung der Bandwaagen, Betriebszeit des ECS-PC, etc.) Erkenntnisse des Pilotversuchs und Feedback des Workshops Vorhergehensweise und Funktionalität der ECS21 Version 1.1