Am schnellsten amortisieren sich Maßnahmen zur Energieeffizienz, wenn das Verbrauchsverhalten überprüft und sinnvoll angepasst wird. Das ist auch ein zentrales Ziel des Energiemanagementsystems DIN EN ISO 50001. Es bietet für Unternehmen jeder Größenordnung praktikable Mechanismen zur Optimierung der Energieverbräuche und stellt weltweit einen vergleichbaren Bewertungsmaßstab her. Deshalb verlangt beispielsweise der Gesetzgeber von energieintensiven Unternehmen vielfach die Zertifizierung nach ISO 50001 als Voraussetzung für staatliche Vergünstigungen bei den Energiekosten.
Herzstück des Energiemanagementsystems (EnMS) ISO 50001 ist ein kontinuierlicher Verbesserungsprozess, der aus den Phasen „Planen, Umsetzen, Kontrollieren, Handeln“ besteht. Er soll die Energieeffizienz tief in der Unternehmenskultur verankern, um das langfristige Ziel der Bundesregierung erreichen zu können: Bis 2050 soll der Primärenergieverbrauch deutschlandweit gemessen am Stand von 2008 um 50% sinken.
Für die Phasen „Planen“ und „Kontrollieren“ sieht das EnMS das Messen von Energieverbräuchen vor. Exakte Verbrauchsdaten sind letztlich die alles entscheidende Grundlage, um Verhalten und Investitionen in puncto Energieeffizienz auf ihre Wirtschaftlichkeit respektive Amortisation hin zu priorisieren. Doch bereits bei dem Aufbau eines Mess- und Analysesystems muss mit Fachkompetenz gehandelt werden, damit die Aufwendungen für die Datenerfassung mit den möglichen Energiekosteneinsparungen in Relation stehen. Dabei nimmt die Festlegung der Energiemengenzähler und deren Kommunikationsschnittstelle einen herausgehobenen Stellenwert ein. Der auf Verbrauchserfassung spezialisierte Großhändler WDV/Molliné bietet hierfür ein breites und systemoffenes Spektrum an Zählern an, um objektbezogen ein wirtschaftliches Messkonzept umsetzen zu können.
Erster Schritt: Wahl der Verfahren zur Datenerfassung
In jedem Gebäude befinden sich Zähler, die den Verbrauch von Strom, Wasser und Heizenergie erfassen. Sie dienen in der Regel jedoch lediglich zur Abrechnung mit den Versorgern. Für ein EnMS sind hingegen die Verbrauchsdaten kontinuierlich zu erfassen, um beispielsweise Lastgänge, Lastspitzen und Relationen zur Nutzung des Gebäudes oder des Produktionsausstoßes herstellen zu können. Teilweise sind in Liegenschaften zur Steuerung von Prozessen bereits BUS-Systeme etabliert wie LON, KNX/EIB, BACnet oder Modbus. In der Regel ist es sinnvoll, auf Basis bereits vorhandener Netze Energiemengenzähler mit entsprechenden Schnittstellen auszuwählen. In manchen Fällen kann es jedoch wirtschaftlicher sein, neben einem bestehenden Bus-System zur aktiven Steuerung per Gebäudeleittechnik – beispielsweise, um Standby-Stromverbraucher zentral abzuschalten – Energiemengenzähler mit M-Bus-Schnittstelle für die reine Datenerfassung parallel zu etablieren. Zähler und Zubehör mit M-Bus-Technologie sind vergleichsweise günstig und lassen sich über Gateways gegebenenfalls auch mit anderen Bus-Systemen koppeln. Bei der Datenübermittlung gewährleisten Leitungen die größte Sicherheit. Aber auch Funkstrecken lassen sich mit den meisten Bus-Netzen dort realisieren, wo die baulichen Gegebenheiten eine Leitungsverlegung kaum ermöglichen.
Wichtig ist also schon bei dem ersten Schritt hin zu einem wirkungsvollen EnMS, der Zählerbereitstellung, einen System-Lieferanten zu wählen, der ein möglichst umfassendes Spektrum bietet. Denn außer Fragen zur Datenübermittlung ergeben sich bei einem sukzessiven Ausbau der Energiemengenerfassung stets neue Anforderungen an die benötigten Zähler. Sie resultieren aus den zu messenden Medien, den variierenden Leitungsnennweiten und der Messmethodik. Fehlt es hier an einer fachkompetenten Auslegung der Zähler, sind die Messungenauigkeiten zum Teil so erheblich, dass darauf beruhende Priorisierungen von Effizienzmaßnahmen an Wirkung einbüßen sowie Amortisationsberechnungen nicht zutreffen. Sowohl Fachhandwerker, die mit der Montage beauftragt werden, als auch verantwortliche Energiemanager in den Unternehmen sollten außer der Hardware somit auch entsprechenden fachlichen Support einfordern.
Zweiter Schritt: Wahl der sinnvollsten Einbauorte
Je nach Struktur des Gebäudes oder der Liegenschaft ist es sinnvoll, zunächst eine allgemeine Transparenz der Verbräuche aller Energieträger zu erfassen und dann schrittweise zu detaillieren. Zum Beispiel gaben in einem Verwaltungsgebäude mit angeschlossener Produktionshalle neben den Hauptzählern für Strom, Gas, Wasser und Heizung zusätzliche Unterzähler für den Gewerbeteil neue Erkenntnisse zum Energieverbrauch. Durch den Vergleich des Energieeinsatzes mit den Produktionszahlen wurden ineffiziente Betriebszustände offensichtlich. Die Messungen zeigten zum Beispiel, dass nach dem Wochenende durch den Anlauf eines Glühofens weniger Gas verbraucht wird als im Stand-by-Betrieb an den arbeitsfreien Tagen.
Dritter Schritt: Wahl des besten Installationsverfahrens
Für solche spezifischen Einzeluntersuchungen könnte statt eines stationären auch ein mobiler Zähler sinnvoll sein, der temporär über einen Datenlogger die Verbräuche zur Analyse aufzeichnet. Um die Montage im laufenden Betrieb zu ermöglichen, stehen beispielsweise für die Verbrauchsmessung von Gasen Zähler zur Verfügung, die auch unter Druck in die Leitungen installiert werden können. Dazu wird ein Sensor in das Gas oder Druckluft führende Rohr eingebracht, der eine kalorimetrische Messung vornimmt (siehe Infokasten).
Um Mengen von flüssigen Medien wie Heiz- oder Kühlwasser zu erfassen, lassen sich ebenfalls Zähler montieren, ohne eine Anlage stillzusetzen und die Leitungsstrecke trennen zu müssen. Solche Zähler messen mit Ultraschall und lassen sich von außen auf das Rohr spannen (siehe Infokasten). In jedem Fall ist entscheidend, die Zähler differenziert zur Rohrnennweite und der Durchflussmenge auszulegen, um möglichst exakte Ergebnisse zu erhalten. Für das Monitoring und die Auswertung der Daten bieten spezialisierte Softwarehäuser entsprechende Programme an.
Zusammenfassung
Energie einsparen ist das Gebot der Stunde – aus gesellschaftlicher Verantwortung, aber auch aufgrund zahlreicher gesetzlicher Vorgaben. Maßnahmen und auch Investitionen zur Steigerung der Energieeffizienz können aber auch wirtschaftlich sehr lukrativ sein, insbesondere weil der Standort Deutschland im internationalen Vergleich recht hohe Energiekosten aufweist. Voraussetzung für ein Energiesparen mit schnellem Kapitalrückfluss ist allerdings ein intelligentes Energiemanagementsystem, wie es die ISO 50001 skizziert. Das Rückgrat eines solchen Systems ist ein auf die Aufgabenstellung, die Energieträger und das Objekt individuell abgestimmtes Messtechnikkonzept. Da die Energiemengenerfassung im Rahmen eines EnMS kontinuierlich ausgebaut werden muss, sind Lieferanten von Zählern zu bevorzugen, die in der Hardware und der Datenkommunikation ein großes Spektrum abdecken – und darüber hinaus viel Fachwissen mitliefern.
Info
Beispiele aus der Praxis
Ein Produktionsbetrieb stellt jetzt seinen Glühofen über das Wochenende statt auf Stand-by nun ganz aus und spart an diesen beiden Tagen um die 500m³ Erdgas.
Eine bundesweit aktive Ladenkette registriert neuerdings zentral das Energieprofil jeder Filiale und erkennt an untypischen Ausschlägen defekte Verbraucher, die dann sofort ausgetauscht werden. Auf Anhieb sollen so 500000 Euro p.a. gespart worden sein.
Eine Schule detektiert elektrische Verbraucher im Stand-by-Modus zu ungenutzten Zeiten einer Mensa und schaltet sie ab.
Im Umkreis von 3km um die Firmenzentrale in der Nähe des Stuttgarter Hauptbahnhofs hat die WDV/Molliné GmbH 13 große Objekte mit Energiezählern ausgestattet. Dazu gehört auch das Einkaufszentrum Milaneo (s.o.). Dort wird die anspruchsvolle Energiemesstechnik auch zeitnahe Abrechnungen bei den zu erwartenden regelmäßigen Mieterwechseln erleichtern. Weitere Beispiele sind Klettpassage, Börsen-Carré, L-Bank-Carré, Calwer Passage und die Stuttgarter Stadtbibliothek, die schon 2012 Wärmezähler erhielt, die ihre Daten an die Hausautomation liefern.
Info
Gängige Messprinzipien
Insbesondere bei hohen Energieverbräuchen ist eine exakte und zuverlässige Messtechnik wichtig, um eine belastbare Datenbasis für Energieeffizienzmaßnahmen verfügbar zu haben.
Messung flüssiger Medien mit Flügelrad: Moderne Flügelradzähler, die vom zu messenden Medium durchströmt werden, tasten die Drehbewegung elektronisch ab. Damit arbeiten sie präziser als konventionelle Flügelradzähler, die Durchflussmengen mit einem schwerfälligen Rollenzählwerk und Magnetkupplung erfassen.
Messung flüssiger Medien mit Ultraschall: Hierbei erfolgt die Messung nach der sogenannten Laufzeitdifferenz. Dazu senden bzw. reflektieren zwei versetzt angeordnete Ultraschallwandler einen diagonal ausgerichteten, kurzwelligen Schall in das Rohr. Läuft der Schall mit der Fließrichtung, wird er schneller von der Empfängereinheit registriert, läuft er jedoch gegen die Fließrichtung, benötigt der Schall mehr Zeit für diesen Weg. Eine Elektronik wertet die Laufzeitdifferenz aus. Im Vergleich zur Flügelrad-Technik ist das Messergebnis präziser, und der Zähler kann im laufenden Betrieb installiert werden. Zudem sind die Messbereiche wesentlich größer, sodass Auslegungsfehler – oft auch durch fehlende oder falsche Dokumentationen – kaum noch ins Gewicht fallen.
Messung von Gasen mit Kalorimetrie: Der ins Rohr eingeführte Sensor gibt über einen elektrisch beheizten Messdraht Wärme an das durchströmende Medium ab. In Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit des Gases kühlt der Messdraht ab. Über Temperaturdifferenzen wird die Strömungsgeschwindigkeit ermittelt. Eine zusätzliche Druck- und Temperaturmessung entfällt bei diesem Messprinzip.
Abhängig vom Medium und den Installationsgegebenheiten bietet WDV/Molliné ein Vielzahl von Energiemengenzählern mit unterschiedlichen Messprinzipien an:
