Energiekosten in der Produktion senken und Ökoeffizienz steigern mit IIoT

Energie ist kostbar – das wissen Unternehmen und insbesondere die produzierende Industrie nicht erst seit den jüngst stark gestiegenen Energiepreisen. Darüber hinaus rückt heutzutage auch der ökologische Fußabdruck der produzierten Waren und Güter vermehrt in den Fokus. Immer häufiger erwarten Kunden, dass die von Ihnen gekauften Produkte umweltschonend hergestellt werden – wobei zum aktuellen Zeitpunkt nur die wenigsten Industrieunternehmen ausschließlich mit grünem Strom produzieren können. Ein erfolgreiches Energiemanagement auf IoT-Basis kann Unternehmen dabei unterstützen Energiekosten zu senken und die Ökoeffizienz zu steigern, um so den modernen Anforderungen an die Industrie gerecht zu werden.  

Energiekosten und CO2-Emissionen effektiv senken

Bereits seit dem Jahr 2011 existiert die internationale Norm für Energiemanagementsysteme, abgekürzt auch bekannt als „ISO 50001“. Die internationale Norm wird, wie die Bezeichnung „ISO“ bereits verrät, von der „International Organization for Standardization“ veröffentlich – und gilt damit auf globaler Ebene. Diese hat sich in der Praxis als wirksames Instrument bewiesen, um den Energieverbrauch sowie die Energiekosten im Unternehmen und zugleich die CO2-Emissionen in der Produktion zu senken. Sie lässt sich auf Unternehmen von beliebiger Größe und unabhängig von deren Branche anwenden, kann also im Dienstleistungsgewerbe ebenso wie beispielsweise in der Industrie beziehungsweise Produktion zum Einsatz kommen.

Am Anfang steht die Integration eines Energiemanagementsystems im Unternehmen, anschließend können sich Unternehmen entsprechend zertifizieren lassen. Wurde die Zertifizierung erlangt, sind regelmäßige Audits, mindestens einmal jährlich, notwendig. Nach der Ausstellung ist das Zertifikat drei Jahre lang gültig. Ferner ist ein Energiemanagementsystem essenziell, um die Anforderungen zu erfüllen, die der Gesetzgeber an Unternehmen stellt. Alle Unternehmen, die nicht als kleines oder mittleres Unternehmen gelten sind seit 2015 in Deutschland gesetzlich zu regelmäßigen Energieaudits verpflichtet. Diese müssen mindestens alle vier Jahre erfolgen und der Verpflichtung nicht rechtzeitig oder nur unvollständig nachzukommen kann mit Bußgeldern bis zu 50.000,00 € geahndet werden.

Ein wesentliches Einsparpotenzial in Bezug auf den Stromverbrauch von Maschinen und Anlagen liegt in der sogenannten Mehrmengenabrechnung. Schwankende Energieverbräuche in Unternehmen führen oftmals zu kurzzeitigen Lastspitzen, die das Stromnetz in besonderem Maße belasten. Viele Energieversorger staffeln deshalb ihre Preise anhand von Schwellenwerten, sodass die Preise bei einer besonders hohen Entnahme von Energie auf dem Stromnetz deutlich steigen. Ab einem Verbrauch von 100.000 kWh sieht die in Deutschland geltende Stromnetzzugangsverordnung zudem eine sogenannte „registrierende Leistungsmessung“ vor. Das bedeutet, dass der Stromverbrauch eines Unternehmens über einen fernauslesbaren Stromzähler direkt vom Energieversorger ausgewertet und das Verbrauchsverhalten entsprechend interpretiert wird. Der ermittelte durchschnittliche Energieverbrauch definiert hierbei den individuellen Schwellenwert, ab dem eine Mehrabnahme für das jeweilige Unternehmen sehr teuer werden kann.

Anforderungen der ISO 50001

Mit der Zertifizierung gehen die Anforderungen und Bedingungen einher, welche an das Energiemanagement innerhalb eines Unternehmens gestellt sind. Die Rahmenbedingungen müssen hierbei fortlaufend dokumentiert und umgesetzt werden. Des Weiteren gehört zur Zertifizierung, die Grenzen des Energiemanagementsystems transparent zu benennen.

Grundlegend ist eine Ermittlung und Analyse der Ist-Situation. Die Stromverbräuche von Maschinen zu messen ist jedoch auch heutzutage in vielen Industrieunternehmen noch keine Selbstverständlichkeit. Dabei ist das im Regelfall der erste Schritt, nicht nur mit Blick auf die Zertifizierung des Energiemanagementsystems, sondern auch dahingehend, überhaupt erst ein System mit Optimierungspotenzialen zu etablieren. Stromverbräuche von Maschinen zu messen ist heutzutage zudem nicht mehr zwangsläufig komplex - an dieser Stelle kommen die vielen Anlagen und technischen Gadgets zum Einsatz, die durch IIoT-Lösungen intelligent vernetzt werden können.

In der Produktion Stromverbräuche von Maschinen zu messen hilft Unternehmen zugleich, einen Überblick über die Ausgangslage zu erhalten. Da die DIN ISO 50001 nicht exakt definiert, wie ein Energiemanagementsystem auszusehen hat, genießen Unternehmen in der Industrie und Produktion einen gewissen Gestaltungsspielraum. Ein wichtiger Punkt dahingehend ist, dass das Energiemanagementsystem bereits praktisch etabliert sein muss, um die Zertifizierung zu erhalten. Dafür orientiert man sich, im Regelfall drei Monate nach Antragstellung, an der vorherigen Ausgangslage und den zwischenzeitlich erzielten Energieeffizienzgewinnen. Die Stromverbräuche von Maschinen zu messen und die Energienutzung in der Produktion zu optimieren, ist aus diesem Grund ebenso nötig - dann können Unternehmen bei der bevorstehenden Zertifizierung die dokumentierte Ausgangslage aufzeigen und anschließend transparent beweisen, welchen Mehrwert das Energiemanagement bisher erzielte.

IIoT-Plattform als Grundlage für erfolgreiches Energiemanagement

Ein erfolgreiches Energiemanagement gemäß ISO 50001 und IIoT gehen Hand in Hand. Eine IIoT-Lösung wie die modular aufgebaute IIoT-Plattform toii® von thyssenkrupp Materials IoT bildet die Grundlage, um den Stromverbrauch sämtlicher Maschinen und Anlagen sichtbar und auswertbar zu machen. Durch die Integration der Fertigungsplanung ist es dabei sogar möglich den Energieverbrauch einzelner Aufträge und Produkte zu erfassen.

Messgeräte mit einem Ethernet-Anschluss können über eine Modbus-Schnittstelle an die Plattform angebunden und ausgelesen werden. So lassen sich relevante Daten zum Energieverbrauch von Maschinen und Anlagen kontinuierlich erfassen und sammeln. Die gewonnenen Daten werden anschließend interpretiert und auf der Benutzeroberfläche von toii®.Energy in übersichtlichen Diagrammen visualisiert. Auf diese Weise sind die Energieverbräuche von Maschinen und Anlagen auf einen Blick zu erkennen und etwaige Einsparpotenziale anhand der sichtbaren Entwicklung über längere Zeiträume identifizierbar. Informationen und Daten hierzu sind insbesondere relevant für ein verpflichtendes Energieaudit gemäß DIN16247-1. Eine Alarm-Funktion hilft darüber hinaus dabei Stromverbräuche, die einen zuvor definierten Schwellenwert überschreiten in Echtzeit wahrzunehmen, sodass umgehen entsprechende Maßnahmen ergriffen werden können. Zur weiteren Verarbeitung können die Daten zudem mittels SQL- und Excel-Export in diverse Reporting-Tools eingebunden werden.