DEZENTRALE KOSTEN- UND ERLÖSOPTIMIERUNG VON INDUSTRIEPROZESSEN DURCH PRÄDIKTIVES ERZEUGUNGS- UND LASTMANAGEMENT Aaron Gerdemann

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1 DEZENTRALE KOSTEN- UND ERLÖSOPTIMIERUNG VON INDUSTRIEPROZESSEN DURCH PRÄDIKTIVES ERZEUGUNGS- UND LASTMANAGEMENT Aaron Gerdemann

2 AGENDA DAS UNTERNEHMEN DER ANSATZ DIE LÖSUNG AM BEISPIEL ZEMENTWERK

3 AVAT THE ENERGY ENGINEERING COMPANY Pionier im Bereich der Gasmotorensteuerung und Energiesystemoptimierung Über 25 Jahre Digitalisierung der Energiewirtschaft

4 AVAT THE ENERGY ENGINEERING COMPANY Alle Sektoren und Arten vernetzt Erzeugung Speicherung Vernetzung Vermarktung Optimierung Verbrauch

5 DER ZUKUNFT EINEN SCHRITT VORAUS Kompetenz im Energiesystem gestern, heute und morgen 90 + ENERGIEZENTRALEN MW IM VK 40 + QUARTIERE MITARBEITER MOTORSTEUERUNGEN

6 AGENDA DAS UNTERNEHMEN DER ANSATZ DIE LÖSUNG AM BEISPIEL ZEMENTWERK

7 SYSTEMGESTÜTZTE ENERGIEOPTIMIERUNG Gewinnen sollen sowohl die Produktionsanlagen als auch die Energiewende Anforderungen des Industrieunternehmens Anforderungen der Energiewirtschaft Volle Kontrolle über die Prozesse Produktionsziel im Vordergrund Berücksichtigung der Gesamtkosten Einbeziehung der Produktionsplanung Minimale Personalbindung Niedrige Systemkosten Hoher Datenschutz Sichere Kommunikation Maximierung der Handelsmasse Netzstabilität Gesamtoptimierung über Bilanzkreis Möglichst keine Einschränkung im Abruf Vollautomatisierter Betrieb Hoher Datenschutz Sichere Kommunikation

8 DEZENTRALE INTELLIGENZ Erzeugungs- und Lastmanagement für flexible Industrieanlagen vor Ort SE²DIRECTOR: Aggregation und Leitebene Aggregation, globales Optimum, Vermarktung P2P-Handel, Regionaler Energiemarkt, Netzdienlich SE²OPTIMIZER: Gesamtkosten-Optimierung KI-gestützter Algorithmus zur Ermittlung optimaler Anlagen-Betriebszeiten am Energiemarkt Wetter- und Börsenpreis-Prognosen Strom & Gas Füllgrad und Kosten von Speichern bzw. Lagern der Produktionsanlagen Flexibilität & Restriktionen der Produktionsprozesse Produktionsplanungs-Vorgaben Energiebezugs-Verträge Produktionsplaner-Eingriffe (Rückkopplung) Strompreissignal Bezugsgrenze Vermarktung Strompreis Wetterdaten SE²DIRECTOR optimierter Fahrplan SE²OPTIMIZER

9 ZENTRALE HANDELSPLATTFORM Mehrere Produktionsstandorte im Verbund und globale Optimierung SE²DIRECTOR: Aggregation und Leitebene Aggregation, globales Optimum, Vermarktung P2P-Handel, Regionaler Energiemarkt, Netzdienlich SE²OPTIMIZER: Gesamtkosten-Optimierung KI-gestützter Algorithmus zur Ermittlung optimaler Anlagen-Betriebszeiten am Energiemarkt Wetter- und Börsenpreis-Prognosen Strom & Gas Füllgrad und Kosten von Speichern bzw. Lagern der Produktionsanlagen Flexibilität & Restriktionen der Produktionsprozesse Produktionsplanungs-Vorgaben Energiebezugs-Verträge Produktionsplaner-Eingriffe (Rückkopplung) Strompreissignal Vermarktung Strompreis Wetterdaten Bezugsgrenze SE²DIRECTOR optimierter Fahrplan SE²OPTIMIZER

10 AGENDA DAS UNTERNEHMEN DER ANSATZ DIE LÖSUNG AM BEISPIEL ZEMENTWERK

11 ZEITLICHER ABLAUF DER FAHRPLANERSTELLUNG Anlagenkonfiguration Anlagenkonfiguration Gesamtplanung Optimierung Rückkopplung Ausführung Je Anlage Im Idealfall einmalig Auch täglich variabel Flexibilitätsplanung Leistungsbegrenzung je Anlage Leistungsbegrenzung gesamt Gesamtkostenoptimierung Gesamtfahrplan -erstellung Annahme des optimierten Fahrplans Änderung des Vorschlags Monitoring Zeit

12 ZEITLICHER ABLAUF DER FAHRPLANERSTELLUNG Anlagenkonfiguration (am konkreten Beispiel Zementindustrie) Prozesskette Produktionslinie GÖS ÖSr Prozess 1, Mobilbrecher MB Ölschieferrundlager ÖS ÖS Prozess 2, Hammerprallmühle HPM Virtueller Speicher ÖSg ÖSg Prozess 3, Wirbelschichtöfen WS 1 WS 2 WS 3 WS 4 Silos GÖS GÖS GÖS Prozess 4, Zementmühlen ZM 1 ZM 3 Verladelager GÖSg

13 ZEITLICHER ABLAUF DER FAHRPLANERSTELLUNG Gesamtplanung des Produktionsleiters Anlagenkonfiguration Gesamtplanung Optimierung Rückkopplung Ausführung Je Anlage Im Idealfall einmalig Auch täglich variabel Flexibilitätsplanung Leistungsbegrenzung je Anlage Leistungsbegrenzung gesamt Gesamtkostenoptimierung Gesamtfahrplan -erstellung Annahme des optimierten Fahrplans Änderung des Vorschlags Monitoring Zeit

14 SE²OPTIMIZER Anlagenplanung: Festlegung der Produktions-Randbedingungen durch Produktionsplaner Planungs-Zeitraum beliebig Planungs-Zyklus (täglich, werktäglich, wöchentlich, monatlich, ) Anlage AUS Anlage FLEX Anlage EIN

15 SE²OPTIMIZER Bedarfsplanung: Festlegung von Produktions-Mengen u. -Zeiten durch Produktionsplaner Benchmark Istwerte Im Vergleich zu optimiertem Fahrplan = Optimierungs-Erfolg Produktionsmenge (Stück, kg, kwh, ) zum Zeitpunkt

16 ZEITLICHER ABLAUF DER FAHRPLANERSTELLUNG Optimierung Anlagenkonfiguration Gesamtplanung Optimierung Rückkopplung Ausführung Je Anlage Im Idealfall einmalig Auch täglich variabel Flexibilitätsplanung Leistungsbegrenzung je Anlage Leistungsbegrenzung gesamt Gesamtkostenoptimierung Gesamtfahrplan -erstellung Annahme des optimierten Fahrplans Änderung des Vorschlags Monitoring Zeit

17 ZEITLICHER ABLAUF DER FAHRPLANERSTELLUNG Optimierung Input Flexibilität Anlagenparameter Produktionsmenge Anlagenplanung Speichergrenzen Kosten Börsenpreisprogn. Strom & Gas Brennstoffkosten Personalkosten Optimierung Output Optimierte Fahrpläne Anlagen-Laufzeiten Anlagen-Leistungen Kosten Betriebskosten Kosteneinsparung

18 ZEITLICHER ABLAUF DER FAHRPLANERSTELLUNG Rückkopplung - Eingriffsoption des Produktionsleiters Anlagenkonfiguration Gesamtplanung Optimierung Rückkopplung Ausführung Je Anlage Im Idealfall einmalig Auch täglich variabel Flexibilitätsplanung Leistungsbegrenzung je Anlage Leistungsbegrenzung gesamt Gesamtkostenoptimierung Gesamtfahrplan -erstellung Annahme des optimierten Fahrplans Änderung des Vorschlags Monitoring Zeit

19 SE²OPTIMIZER Rückkopplung - Eingriffsoption des Produktionsleiters Grafik-Tool zur Erstellung der Anlagen- Fahrpläne

20 ZEITLICHER ABLAUF DER FAHRPLANERSTELLUNG Ausführung Anlagenkonfiguration Gesamtplanung Optimierung Rückkopplung Ausführung Je Anlage Im Idealfall einmalig Auch täglich variabel Flexibilitätsplanung Leistungsbegrenzung je Anlage Leistungsbegrenzung gesamt Annahme des optimierten Fahrplans Änderung des Vorschlags Monitoring Zeit

21 SE²OPTIMIZER Optimierungsergebnis: Einzel-/Gesamtkosten, Einzel-/Gesamtenergie, Optimierungserfolg

22 GESAMTKOSTEN-OPTIMIERTER BETRIEB VON INDUSTRIEANLAGEN Nutzung vorhandener Flexibilitätsoptionen und Speichern und Beitrag zur Energiewende Vorteile für die Industrie Technisch einfach und kostengünstig realisierbar Senkung der Energiekosten (bis zu 25%) Zusatzeinnahmen durch Vermarktung Vorteile für das Energiesystem Effiziente EE-Integration und somit CO 2 -Reduzierung ansteigender Flexibilitätsbedarf kann gedeckt werden Bilanzausgleich, Reserveleistung, Netzentlastung Netzdienlicher und nachhaltiger Betrieb Voraussetzungen Verbesserung der regulatorischen Rahmenbedingungen Sensibilisierung der Industrie bestehende Flexibilitäts-Potenziale zu nutzen Wetterdaten Strompreissignal Bezugsgrenze Wichtiger Baustein für die Energiewende Vermarktung Strompreis SE²OPTIMIZER SE²DIRECTOR optimierter Fahrplan

23 MIT ENERGIE DIE ZUKUNFT GEMEINSAM GESTALTEN