Einführung eines Energiemanagementsystems Praktische Erfahrungen und Tipps Dipl.-Ing. Tim Daniel Busse IHK-Informationsveranstaltung Suhl, den 12. April 2012
Grean GmbH Ressourcenmanagement in der Produktion So viel wie nötig, LEAN Wir gestalten schlanke Wertschöpfungsprozesse mit dem Ziel, & GREEN die Ressourceneffizienz in der Produktion zu erhöhen. so sinnvoll wie möglich. Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 2
Grean GmbH Systematisierung des Leistungsportfolios VORAUSSETZUNGEN SCHAFFEN Für schlanke und nachhaltige Prozesse. Fabrik- & Logistikplanung STRATEGIEN UMSETZEN Für langfristigen Erfolg. Energiemanagement- & Produktionssysteme OPERATIVE EXZELLENZ REALISIEREN Für schnelle Effizienzsteigerung. Effizienzanalysen & Lean-Methoden GREEN LEAN Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 3
Einführung eines Energiemanagementsystems Ansatzpunkte und Vorgehen in produzierenden Unternehmen Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 99
Energiemanagement Definition und Abgrenzung zu anderen Begriffen Energiemanagement umfasst die Summe verschiedener Maßnahmen, die geplant, durchgeführt, kontrolliert und ggf. nachgebessert werden, um den geringstmöglichen Energieeinsatz in der Produktion zu realisieren. Energiemanagementsystem umfasst die zur Verwirklichung eines Energiemanagements notwendigen Informations- und Organisationsstrukturen sowie die dafür notwendigen Hilfsmittel. Einsatzbeispiele für Energie in der Produktion Wärme- & Kältetechnik Beleuchtung Pumpen & Antriebe Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 10
Energiemanagementsystem Grundaufbau nach dem PDCA-Zyklus Aufgaben der Geschäftsleitung i.a.a. [ISO 50001] Definition von Zielen und Maßnahmen zur Erreichung geplanter Ergebnisse und Ziele Einführung der aus Zielen und Maßnahmen abgeleiteten Prozesse 1 2 Planen Umsetzen 4 Bewertung des Energiemanagements und Ableitung von Maßnahmen zur Verbesserung Aufrecht erhalten Kontrollieren Überwachung der Prozesse im Hinblick auf die Einhaltung der Verpflichtungen und Dokumentationen der Ergebnisse 3 Aufgaben der Geschäftsleitung Einführung einer Energiepolitik Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 11
Einführung eines Energiemanagementsystems I. Rahmenbedingungen und Voraussetzungen schaffen» Managementverpflichtung einholen» Energiepolitik einführen» Betrachtungsgrenzen definieren» Energiemanager festlegen» Projektplan aufstellen» Zeit und Ressourcen zuordnen II. Konzeptionierung III. Umsetzung» Welche Prozesse gibt es?» Wer ist für die Prozesse verantwortlich?» Wann werden die Prozesse erledigt?» Wie werden die Prozesse durchlaufen?» Wie häufig werden die Prozesse durchlaufen?» In welcher Form werden die Prozesse dokumentiert? Plan Do Check Act IV. Zertifizierung Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 12
Energiemanagementsystem Grundaufbau nach dem PDCA-Zyklus Aufgaben der Geschäftsleitung i.a.a. [ISO 50001] Definition von Zielen und Maßnahmen zur Erreichung geplanter Ergebnisse und Ziele Einführung der aus Zielen und Maßnahmen abgeleiteten Prozesse 1 2 Planen Umsetzen 4 Bewertung des Energiemanagements und Ableitung von Maßnahmen zur Verbesserung Aufrecht erhalten Kontrollieren Überwachung der Prozesse im Hinblick auf die Einhaltung der Verpflichtungen und Dokumentationen der Ergebnisse 3 Aufgaben der Geschäftsleitung Einführung einer Energiepolitik Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 13
Energiemanagementsystem Voraussetzungen schaffen Aufgaben der Geschäftsleitung Energiemanager Benennung eines Managementbeauftragten sowie Bildung eines Energiemanagementteams Energiepolitik Einführung einer grundlegenden Ausrichtung und Verpflichtung ggü. dem Energiemanagement Überprüfung Durchführung eines Management-Review des Energiemanagements durch (Top-) Management Ressourcen Bereitstellung der für die Einführung des Energiemanagements benötigten Ressourcen Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 14
Quelle: http://www.thyssenkrupp-rasselstein.com/ Energiemanagementsystem Voraussetzungen schaffen Einführung einer Energiepolitik (Beispiele) Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 15
Quelle: http://www.viessmann.de/ Energiemanagementsystem Voraussetzungen schaffen Einführung einer Energiepolitik (Beispiele) Auszug aus der Energiepolitik der Viessmann Werke GmbH & Co. KG 2. Beispiel Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 16
Energiemanagementsystem Grundaufbau nach dem PDCA-Zyklus Aufgaben der Geschäftsleitung i.a.a. [ISO 50001] Definition von Zielen und Maßnahmen zur Erreichung geplanter Ergebnisse und Ziele Einführung der aus Zielen und Maßnahmen abgeleiteten Prozesse 1 2 Planen Umsetzen 4 Bewertung des Energiemanagements und Ableitung von Maßnahmen zur Verbesserung Aufrecht erhalten Kontrollieren Überwachung der Prozesse im Hinblick auf die Einhaltung der Verpflichtungen und Dokumentationen der Ergebnisse 3 Aufgaben der Geschäftsleitung Einführung einer Energiepolitik Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 17
Einführung eines Energiemanagementsystems 1. Phase: Planen Fokus dieses Vortrags Verantwortlichkeiten Aufbereitung IST-Erfassung Gesetze Zieldefinition Aktionsplan & Auswertung» Identifizierung von Verantwortlichkeiten» Bildung eines Energieeffizienzteams» Aufbereitung der erhobenen Verbräuche» Darstellung der Daten» Ableitung einer strategischen Ausrichtung des Energiemanagements» Erarbeitung konkreter Ziele» Erfassung der Verbräuche» Erfassung der Kosten von Produktion und Verbrauch» Kennzahlenbildung» Identifikation relevanter Gesetze» Umsetzung dieser Gesetze in betriebliche Vorgaben» Ableitung eines Maßnahmenplans» Zuordnung von Zeiten, Kosten und angestrebten Ergebnissen *) in Anlehnung an den Leitfaden des BMU; Reihenfolge der Schritte nicht vorgeschrieben. Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 18
Verbrauch Einführung eines Energiemanagementsystems 1. Phase: Planen IST-Erfassung: Methoden» Grundlage für die Erhöhung der Energieeffizienz ist eine systematische Erfassung und Analyse der Energieverwendung im Unternehmen» Zur Aufdeckung von Energieeinsparpotenzialen muss der gesamte Energiefluss des Unternehmens ermittelt und dokumentiert werden» Hierzu gehören auch die Ermittlung von Personen, deren Tätigkeit starken Einfluss auf den Energieverbrauch haben, oder die Identifikation von Bereichen mit erheblichem Energieverbrauch Ausgewählte Methoden Energie-Sankeydiagramme Verbrauchsstrukturanalyse Energie-Wertstromanalyse A B C Betriebsmittel Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 19
Einführung eines Energiemanagementsystems 1. Phase: Planen IST-Erfassung: Betrachtungsbereiche» Dampfdruck Dampf» Dichtigkeit der Kondensatableiter Druckluft» Leckagen in der Druckluftversorgung Beleuchtung & Strom» Beleuchtungszonen» Lastmanagement Gebäude» Energetische Analyse der Gebäudesubstanz Wasseraufbereitung» Kesseltemperaturen» Verbrauchssteuerung Wärme- & Kältetechnik» Raumtemperaturvorgaben» Nachtabschaltung» Wärmerückgewinnung Lüftung» Abgleich der Bedarfe mit Systemeinstellungen» Hallenbelüftungskonzepte Pumpen & Antriebe» Bedarfs- und Effizienzanalyse Fördertechnik» Systemanalyse» Analyse alternativer Förderkonzepte Org. Prozessabläufe» Hallenabschaltpläne» Vorgaben für Standby- Regelungen Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 20
Leistung [kw] Einführung eines Energiemanagementsystems 1. Phase IST-Erfassung Praxisbeispiel: Lastganganalyse 300 250 200 150 100 Aufbau von schwankenden Spitzenlasten Durch nicht definierte Prozesse entstehen Spitzenlasten zwischen 280 kwh und 240 kwh. Die Spitzenlasten schwanken. Schwankende Grundlast Über das Jahr schwankt der Verbrauch in produktionsfreien Zeiten von 26 kwh bis hin zu 60 kwh. 50 0 16.12.10 18.12.10 20.12.10 22.12.10 24.12.10 26.12.10 28.12.10 30.12.10 Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 21
00:00:00 00:45:00 01:30:00 02:15:00 03:00:00 03:45:00 04:30:00 05:15:00 06:00:00 06:45:00 07:30:00 08:15:00 09:00:00 09:45:00 10:30:00 11:15:00 12:00:00 12:45:00 13:30:00 14:15:00 15:00:00 15:45:00 16:30:00 17:15:00 18:00:00 18:45:00 19:30:00 20:15:00 21:00:00 21:45:00 22:30:00 23:15:00 Stromverbrauch [kwh] Einführung eines Energiemanagementsystems 1. Phase IST-Erfassung Praxisbeispiel: Lastganganalyse 350 Hinweis 300 250 Unterschiedliche Lasthöhen in den Pausen aufgrund mangelnder Vorgaben. 200 150 100 13.01.2010 20.01.2010 27.01.2010 05.02.2010 50 0 Pause Pause Schichtwechsel Pause Frühschicht Spätschicht Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 22
Einführung eines Energiemanagementsystems 1. Phase IST-Erfassung Praxisbeispiel: Raumtemperaturvorgaben Messpunkt 1 Messpunkt 2 Messpunkt 3 Messpunkt 4 Maximale Temperatur 22,5 C 23,5 C 19,5 C 20,5 C Minimale Temperatur 21,5 C 21,5 C 22,0 C 23,0 C Durchschnitt 22,9 C 21,9 C 21,5 C 21,8 C Gesamtdurchschnitt 21,65 C Analysezeitraum 04.-10.02.2011 & 24.02.-01.03.2011, von 6 bis 22:30 Uhr im Abstand von je drei Stunden Temperatur [Grad Celsius] 21 18 15 sitzende Tätigkeiten, Mind.-Temp.: 19 C körperliche Tätigkeiten, Mind.-Temp.: 12 C Energetisches Sparpotenzial:» Temperatur für Produktionsumgebung ungewöhnlich hoch.» Absenkung der Temperatur um bis zu 2-3 Grad Celsius erscheint realistisch.» Dies kann zu Einsparungen von ca. 12-18% führen.» Das entspricht kalkulatorisch bis zu 6.172,-- p. a. (Basis: 80% der Heizung wird in Produktion eingesetzt) 12 30 50 70 rel. Luftfeuchte [Prozent] Hinweis:» Zusätzlich erfolgt zurzeit keine Nachtabsenkung! Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 23
Einführung eines Energiemanagementsystems 1. Phase IST-Erfassung Praxisbeispiel: Analyse des Druckluftnetzes Stichpunktbezogene Analyse (18.03.2011) Leckagen durch unsaubere Reparaturen Dauer der Aufzeichnung Nutzungszeit Verbrauch in kwh 05:30 bis 06:30 Uhr Außerhalb der Betriebszeiten 3,208 kwh Kosten in 0,41 Hochrechnung auf 220 BKT sowie 16 Stunden Theoretisches Sparpotenzial 7.699 kwh ca. 1.700 Leckagen durch undichte Schläuche Im System finden sich zahlreiche Leckagen, die behoben werden müssen. Der Leckageverlust liegt bei 25 bis 35 m³/h. In Zukunft sollte ein Verantwortlicher mit der regelmäßigen Inspektion der eingesetzten Filter sowie der Leckagesuche beauftragt werden. Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 24
Tausende Einführung eines Energiemanagementsystems 1. Phase IST-Erfassung Praxisbeispiel: Analyse des Beleuchtungssystems Investitionskosten Konventionelles Lampensystem Neues Lampensystem Investitionskosten pro Leuchte 0 108,89 Anzahl Leuchten in Halle 635 635 Stromkosten pro Jahr 39.275,51 20.090,20 Anfangsinvestition 0 69.145,15 Bewertung Durch die Modernisierung der Beleuchtungsanlage können die laufenden Energiekosten für die Beleuchtung um bis zu 49% gesenkt werden. Kalkulatorischer Break-Even 3,5 Jahre 250 200 150 100 50 Spezifizierung des neuen Lampensystems LUMILUX T5 HO HIGH OUTPUT Stabform Sockel G5» EEI Energieeffizienzklasse A» Nennleistung 49 W» Bemessungsleistung 49,2 W» Lichtausbeute 86 lm/w Konventionelles System - 0 1 2 3 4 5 Jahre Neues Lampensystem Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 25
Energiemanagementsystem Grundaufbau nach dem PDCA-Zyklus i.a.a. [ISO 50001] Definition von Zielen und Maßnahmen zur Erreichung geplanter Ergebnisse und Ziele Einführung der aus Zielen und Maßnahmen abgeleiteten Prozesse 1 2 Planen Umsetzen 4 Bewertung des Energiemanagements und Ableitung von Maßnahmen zur Verbesserung Aufrecht erhalten Kontrollieren Überwachung der Prozesse im Hinblick auf die Einhaltung der Verpflichtungen und Dokumentationen der Ergebnisse 3 Aufgaben der Geschäftsleitung Einführung einer Energiepolitik Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 26
Einführung eines Energiemanagementsystems 2. Phase: Umsetzen Fokus dieses Vortrags Schulung & Sensibilisierung Kommunikation Dokumentation Geschäftsprozesse Weiterbildung * )» Sensibilisierung und Einbeziehung der Mitarbeiter» Bewusstseinsbildung der Mitarbeiter» Ableitung möglicher Kommunikationsmethoden» Controlling der Kommunikationsstrategie» Beachtung von energetischen Aspekten in Design, Beschaffung und weiteren Geschäftsprozessen» Auswahl geeigneter Weiterbildungs- und Schulungsmaßnahmen» Durchführung der Maßnahmen» Dokumentation nach der ISO 50001» Kontrolle des Energiemanagements *) in Anlehnung an den Leitfaden des BMU; Reihenfolge der Schritte nicht vorgeschrieben. Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 27
LEAN Einführung eines Energiemanagementsystems 2. Phase: Umsetzen Sensibilisierung: Workshops zur Potenzialsuche (I) Ziele und Ablauf Aufnahme von Laufwegen Durchführung einzelner Workshops zur energetischen Potenzialsuche direkt in der Produktion.» Sensibilisierung der Workshop-Teilnehmer» Vermittlung notwendiger Methoden und Tools» Gemeinsame Potenzialsuche im Produktionsbereich» Gemeinsame Potenzialabschätzung und -detaillierung» Potenzialaufbereitung und -bewertung» Unmittelbare Umsetzung GREEN & Potenzialsuche in der Produktion Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 28
Einführung eines Energiemanagementsystems 2. Phase: Umsetzen Sensibilisierung: Workshops zur Potenzialsuche (II) Verschwendung sichtbar machen Probleme sichtbar machen» Direkte Suche durch Produktionsmitarbeiter in ausgewählten Referenzbereichen» Abarbeitung von Problemfeldern» Kennzeichnung von Problemen» Ableitung von Maßnahmen zur Beseitigung» Unmittelbare Umsetzung im Anschluss Defekte Isolierung Lange Schläuche Check-Listen zur Unterstützung der Potenzialsuche Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 29
niedrig Aufwand hoch Einführung eines Energiemanagementsystems 2. Phase: Umsetzen Sensibilisierung: Workshops zur Potenzialsuche (III) Potenzialanalyse und -bewertung 11 11 29 10 x niedrig Wirkung hoch Anzahl identifizierter Potenziale in dem jeweiligen Segment Insgesamt wurden von den Mitarbeitern 61 Potenziale identifiziert und im Hinblick auf Aufwand sowie Nutzen quantifiziert. In einem nächsten Schritt wurden Lösungen erarbeitet und Verbesserungsmaßnahmen unmittelbar in den Betrieb eingesteuert. Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 30
Energiemanagementsystem Grundaufbau nach dem PDCA-Zyklus i.a.a. [ISO 50001] Definition von Zielen und Maßnahmen zur Erreichung geplanter Ergebnisse und Ziele Einführung der aus Zielen und Maßnahmen abgeleiteten Prozesse 1 2 Planen Umsetzen 4 Bewertung des Energiemanagements und Ableitung von Maßnahmen zur Verbesserung Aufrecht erhalten Kontrollieren Überwachung der Prozesse im Hinblick auf die Einhaltung der Verpflichtungen und Dokumentationen der Ergebnisse 3 Aufgaben der Geschäftsleitung Einführung einer Energiepolitik Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 31
Einführung eines Energiemanagementsystems 3. Phase: Kontrollieren Fokus dieses Vortrags Fokus dieses Vortrags * ) Überwachung EMS Rechtsvorschriften Dokumentation Interne Audits» Kontinuierliche Überprüfung des Energiemanagementsystems auf Ziele» Implementierung eines KVP» Planung der Dokumentation» Laufende Dokumentation der Aktivitäten» Veröffentlichung» Ständige Kontrolle relevanter Rechtsvorschriften und Gesetze» Umsetzung neuer Gesetze» Überprüfung der Aktivitäten des Energiemanagements durch unabhängige Dritte» Ziel: Probleme erkennen, KVP EM: Energiemanagement KVP: Kontinuierlicher Verbesserungsprozess *) in Anlehnung an den Leitfaden des BMU; Reihenfolge der Schritte nicht vorgeschrieben. Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 32
Einführung eines Energiemanagementsystems 3. Phase: Kontrollieren Überwachung EMS Für eine hohe Vergleichbarkeit der Energieüberwachung empfiehlt es sich, auf relative bzw. bezogene Kennzahlen zuzugreifen. Diese beschreiben das Verhältnis eingesetzter Energiemenge oder -kosten zu produktionsspezifischen Parametern, wie z.b. Umsatz, Anzahl der produzierten Einheiten oder Anzahl der Beschäftigten. Kennzahl Beschreibung bzw. Formelkennzeichnung Einheit Gesamt-Energieverbrauch Summe aller Verbräuche aller Energieträger kwh Gesamt-Energiekosten Summe aller Kosten aller Verbräuche Euro Kosteneinsparungen --- Euro, % CO 2 -Reduktion --- kg Spezifischer Energieverbrauch Energieträgeranteil Energieintensität Gesamtenergieverbrauch Produktionsmenge/Einheiten Energieverbrauch pro Energieträger Gesamtenergieverbrauch Energie eines Prozesses oder Bereiches Gesamtenergieverbrauch kwh/menge % % Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 33
Einführung eines Energiemanagementsystems 3. Phase: Kontrollieren Überwachung EMS Kennzahl Beschreibung bzw. Formelkennzeichnung Einheit Branchentypische Energiekennzahl Gesamtenergieverbrauch [kwh] Umsatz [Euro] kwh/ Spezifische Kosten pro Energieträger Kosten pro Energieträger [Euro] Verbrauch pro Energieträger [kwh] /kwh Emissionsreduktion CO 2 Reduktion [t] CO 2 Ausstoß gesamt [t] % Anteil Energie aus interner Kreislaufführung Energie aus Wärmerückgewinnung [kwh] Gesamtenergieverbrauch [kwh] % Anteil regenerativer Energieträger Energie aus regenerativen Energiequellen [kwh] Gesamtenergieverbrauch [kwh] % Spezifische Energiekosten Energiekosten [Euro] Herstellungkosten [Euro] % Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 34
Einführung eines Energiemanagementsystems 3. Phase: Kontrollieren Interne Audits Zielstellung und Ergebnis» Ziel eines internen Audits des Energiemanagementsystems ist es, eine kontinuierliche Verbesserung des Systems anzustoßen.» Als Ergebnis des Audits werden Schwachstellen des EMS sowie mögliche Optimierungsmaßnahmen deutlich Notwendige Schritte» Regelmäßige Durchführung eines Audits» Faustregel: mindestens jährlich, anfangs auch häufiger» Erstellung einer Audit-Checkliste als Leitfaden während der Auditierung» Dokumentation des Audits» Veröffentlichung der Ergebnisse des Audits Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 35
Energiemanagementsystem Grundaufbau nach dem PDCA-Zyklus i.a.a. [ISO 50001] Definition von Zielen und Maßnahmen zur Erreichung geplanter Ergebnisse und Ziele Einführung der aus Zielen und Maßnahmen abgeleiteten Prozesse 1 2 Planen Umsetzen 4 Bewertung des Energiemanagements und Ableitung von Maßnahmen zur Verbesserung Aufrechterhalten Kontrollieren Überwachung der Prozesse im Hinblick auf die Einhaltung der Verpflichtungen und Dokumentationen der Ergebnisse 3 Aufgaben der Geschäftsleitung Einführung einer Energiepolitik Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 36
Kontinuierliches Energiemanagement 4. Phase: Aufrecht erhalten Betrachtungsfokus Kennzahlenauswahl Zielvorgaben Kennzahlenerfassung Ausprägung Ausprägung Zielwert Toleranzbreite t t Neustart des Energiemanagementsystems Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 37
Veränderung der Energiekosten [%] Einführung eines Energiemanagementsystems 4. Phase: Aufrechterhalten Energiekostenverlauf 10% Reaktion auf steigende Energiekosten Erneute Reaktion auf steigende Energiekosten 5% Kostenanstieg durch Vernachlässigung der Maßnahme 0% -5% Reaktion auf steigende Energiekosten Senkung der Kosten durch Energieeffizienzmaßnahmen Kostenverlauf ohne Energiemanagementsystem -10% -15% Senkung der Kosten durch Energieeffizienzmaßnahmen -20% -25% Dauerhafte Kostenreduktion durch ein Energiemanagementsystem Kostenverlauf mit Energiemanagementsystem Zeitverlauf [qualitativ] Grean GmbH 2012 The Green and Lean Company Folie 38
Tim Daniel Busse Dipl.-Ing. Geschäftsführer Grean GmbH An der Universität 2 30823 Garbsen Phone +49.511.762.18290 Fax +49.511.762.18292 Mobile +49.176.10080924 E-Mail busse@grean.de www.grean.de