Energi-Management-Systeme (EMS) und flexible Verbrauchslösungen rücken in den Fokus

Schwankungen auf den globalen Energiemärkten und klimaneutrale Ziele verwandeln Industrieunternehmen von passiven Energieverbrauchern in aktive Marktteilnehmer. Die Überwachung des Gesamtverbrauchs mit herkömmlichen Methoden reicht nicht mehr aus, um einen Wettbewerbsvorteil zu erzielen. Erfolg wird heute nicht nur daran gemessen, wie viel Energie verbraucht wird, sondern „wann“ sie verbraucht wird. Genau hier positionieren sich Energiemanagementsysteme (EMS) und Lösungen für flexiblen Verbrauch (Demand Flexibility) als das zentrale Nervensystem der modernen Fabrik. Auf dem türkischen Energiemarkt ist die Echtzeitverfolgung der Daten der EPİAŞ (Enerji Piyasaları İşletme A.Ş. – Energiebörse der Türkei) für den Day-Ahead-Markt (GÖP) und den Intraday-Markt (GİP) keine Option mehr, sondern eine strategische Notwendigkeit.

Warum entwickeln sich Energiemanagementsysteme (EMS) weiter?

Obwohl ISO 50001-Standards schon lange Teil unseres Lebens sind, gehen softwarebasierte EMS-Plattformen der neuen Generation über das statische Reporting hinaus und bieten dynamische Entscheidungsunterstützungsmechanismen. Während alte Systeme die Rechnung am Monatsende analysieren, kombinieren fortschrittliche Plattformen wie etta Daten von IoT-Geräten im Feld mit Preissignalen des Strommarktes.

Datengetriebene Entscheidungsfindung

Ein modernes EMS erstellt das Energieprofil jeder Maschinenlinie, jedes Kompressorraums und jeder Kälteanlage im Werk. Dieser Ansatz des digitalen Zwillings bildet die Grundlage, um zu bestimmen, welche Lasten kritisch und welche flexibel (verschiebbar/shifted) sind. Je präziser die Datenerfassungsinfrastruktur ist, desto höher ist das Flexibilitätspotenzial.

Flexibler Verbrauch (Demand Flexibility) und Lastverschiebungsstrategien

Flexibler Verbrauch ist die Fähigkeit einer Anlage, ihr Stromverbrauchsmuster als Reaktion auf externe Signale (Preissteigerungen, Netzinstabilität oder Kohlenstoffintensität) bewusst und vorübergehend zu ändern. Das stärkste Instrument dieser Strategie ist die „Lastverschiebung“ (Load Shifting).

• Preisbasierte Lastverschiebung: Reduzierung der Produktion während der Spitzenzeiten, in denen die Strompreise (PTF - Piyasa Takas Fiyatı / Marktpreis-Index) am höchsten sind, und Verschiebung in die Nachtstunden oder Zeiten mit hohem Angebot an erneuerbaren Energien.
• Nachfragesteuerung (Demand Response): Senkung der Systemlast durch Signale des Netzbetreibers, um zusätzliche Einnahmen oder Rabatte zu generieren.
• Spitzenlastkappung (Peak Shaving): Unterdrückung von Lastspitzen, die die Vertragsleistung überschreiten, durch Batteriesysteme oder Produktionsplanung, um Strafkosten zu vermeiden.

Anwendungsbeispiel: Optimierung eines Kühlhauses

Ein Logistikzentrum verfolgt die stündlichen PTF-Preise über das EMS. Zwischen 17:00 und 20:00 Uhr, wenn der Strompreis pro MWh am höchsten ist, schaltet das EMS die Kühlaggregate stufenweise ab. Während die Umgebungstemperatur dank Isolierung innerhalb sicherer Grenzen bleibt, wird der Verbrauch in die Nachtstunden verlagert, in denen der Preis um 40 % günstiger ist. Diese einfache betriebliche Flexibilität führt zu einer direkten Ersparnis von 12 % bei den monatlichen Energiekosten.

Messinfrastruktur und Automatisierungsregeln

Um Strategien für flexiblen Verbrauch umzusetzen, ist eine starke technologische Basis erforderlich. Eine Lastverschiebung kann nicht allein durch Messungen am Hauptzähler erfolgen. Sub-Metering (Unterzählung) ermöglicht es Ihnen, die Energieintensität jeder Abteilung oder jedes Hauptgeräts zu sehen.

Intelligente Automatisierungsregeln

Flexibilität, die durch menschliche Eingriffe verwaltet wird, ist nicht nachhaltig. Ein erfolgreiches EMS muss mit vordefinierten Algorithmen arbeiten:

• Schwellenwertmanagement: „Wenn der Strompreis über X TL/kWh steigt, schalte Pumpe 2 aus und fahre Pumpe 1 auf 30 % Kapazität.“
• Prognosemodelle: Abgleich des Produktionsplans für den nächsten Tag mit Energiepreisprognosen auf Basis historischer Daten.
• Integration: Aufbau einer bidirektionalen Kommunikation mit SCADA- und ERP-Systemen, um die Energiekosten zu minimieren, ohne die Produktionsziele zu gefährden.

Erfolgskennzahlen und KPIs

Um den Erfolg eines Energiemanagementprojekts zu messen, kann der Blick auf den Rechnungsbetrag allein irreführend sein. Veränderte Produktionsvolumina und externe Faktoren müssen normalisiert werden. Wichtige KPIs sind:

• Energieintensität: Veränderung der verbrauchten Energiemenge pro Produktionseinheit.
• Flexibilitätsrate: Welcher Anteil des Gesamtverbrauchs basierend auf Preissignalen optimiert werden kann.
• Reduzierung des CO2-Fußabdrucks: Rate der Verlagerung des Verbrauchs von kohlenstoffintensiven Stunden (wenn fossile Kraftwerke in Betrieb sind) in Stunden mit sauberer Energie.

Szenario: Kunststoffspritzgussfabrik

Eine Fabrik nutzt die etta-Plattform, um Rohstofftrocknungsöfen zu automatisieren. Analysen zeigen, dass 20 % der Trocknungsprozesse in Zeiträumen mit den niedrigsten Energiepreisen durchgeführt werden können. Nach Einführung der Automatisierungsregeln werden jährliche Energiekosten von ca. 45.000 USD eingespart, ohne die Produktionsgeschwindigkeit zu verringern, während die betriebliche Effizienz gleichzeitig überwacht wird.

Nachhaltigkeit und regulatorische Konformität

Der europäische Grüne Deal und der Grenzausgleichsmechanismus (CBAM - Carbon Border Adjustment Mechanism) betreffen Exporteure in der Türkei direkt. Lösungen für flexiblen Verbrauch bieten nicht nur Kostenvorteile, sondern sorgen auch für Genauigkeit und Transparenz bei der Emissionsberichterstattung. Im Rahmen der CSRD (Corporate Sustainability Reporting Directive – Richtlinie über die Nachhaltigkeitsberichterstattung von Unternehmen) wird die digitale Rückverfolgbarkeit von Energiemanagementdaten auch eine entscheidende Rolle beim Zugang zu Finanzierungen spielen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen EMS und SCADA?

SCADA-Systeme konzentrieren sich in der Regel auf die Echtzeitsteuerung und Prozessüberwachung. Ein EMS (Energiemanagementsystem) hingegen nimmt diese Daten auf, kombiniert sie mit finanziellen Parametern (Marktpreise, Tarife) und bietet strategische Entscheidungsunterstützung durch langfristige Effizienzanalysen.

Beeinflusst flexibler Verbrauch die Produktionsqualität?

Nein, eine gut konzipierte Strategie für flexiblen Verbrauch arbeitet innerhalb der Prozessgrenzen (Temperatur, Druck, Zeit). Die Automatisierungsregeln im EMS sind so konzipiert, dass Qualitätsstandards nicht unterschritten werden.

Ist zusätzliche Ausrüstung für die Lastverschiebung erforderlich?

Auf Basisebene reichen intelligente Zähler und IoT-Gateways aus. Für eine vollständige Automatisierung erhöht jedoch die Software-Integration mit bestehenden SPS (Speicherprogrammierbare Steuerung) oder Gebäudeleitsystemen (BMS) die Effizienz des Prozesses.

Wie hoch ist die Amortisationszeit dieser Systeme?

In energieintensiven Sektoren amortisiert sich ein gut konzipiertes EMS- und Flexibilitätsprojekt in der Regel innerhalb von 8 bis 18 Monaten durch betriebliche Einsparungen und die Vermeidung von Strafzahlungen.