Energiecontrolling- und Energiemanagementsysteme ermöglichen Industrieunternehmen, ihren Energieverbrauch detailliert zu erfassen und zu dokumentieren. Oft wollen die Unternehmen darüber hinaus aber auch den Energieverbrauch eines Standortes, einer Produktionshalle oder auch bestimmter Prozesse bewerten. Zudem stellt sich ihnen die Frage, ob der Energieverbrauch angemessen ist oder ob erhebliche Einsparpotenziale durch Effizienzsteigerung vorhanden sind.
Zu einer Bewertung und Überwachung des Energieverbrauchs werden in der Regel Kennzahlen herangezogen, die für das zu betrachtende System aufgestellt werden. Insbesondere für die Industrie existiert jedoch zurzeit keine einheitliche Methodik zur systematischen Aufstellung von Kennzahlen und Kennzahlsystemen, um die Energieeffizienz zu bestimmen. Das führt dazu, dass die aufgestellten Kennzahlen nicht vergleichbar sind und somit die Aussagekraft und auch der Nutzen der Kennzahlen äußert begrenzt sind.
Energiekennzahlen mit Methode
Zur Lösung dieser Aufgaben hat das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit das Projekt „Entwicklung einer Methodik zur Aufstellung von Energiekennzahlen“ bei Ökotec Energiemanagement mit Unterstützung durch die Deutsche Unternehmensinitiative Energieeffizienz (Deneff) in Auftrag gegeben. Ziel war es, eine Systematik zur Aufstellung von Kennzahlen zu entwickeln, die es ermöglicht, jedes System unabhängig vom Standort und den jeweiligen Standortbedingungen in einem wirtschaftlich vertretbaren Aufwand abzubilden. Die Systematik sollte so flexibel sein, dass sie bei Modifikationen an den Systemen leicht anpassbar ist, da auch Industrieunternehmen regelmäßig mit Änderungen im Produktionsablauf auf interne und externe Anforderungen reagieren müssen.
Das entwickelte Kennzahlensystem gleicht somit einem Baukastensystem. Wie einzelne Bausteine können Systeme miteinander kombiniert werden. Die jeweiligen Schnittstellen sind so gestaltet, dass sie zu jedem anderen System passend sind und alle notwendigen Informationen transportieren.
Energiekennzahlen unterstützen nicht nur Unternehmen dabei, ihre Ergebnisse zu beobachten, überwachen und zu bewerten. Auch verschiedene Dienstleistungsunternehmen und die Politik bedienen sich der Kennzahlen. So fordert zum Beispiel die DIN EN ISO 50001 „Energiemanagementsysteme“ von Unternehmen eine fortlaufende Messung, Überwachung und Bewertung des Energieverbrauchs mit Hilfe von Energieleistungskennzahlen (energy performance indicators, EnPI).
Wie die Kennzahlen aufgestellt werden, bleibt den Unternehmen überlassen, ist aber zu dokumentieren. Da es keine einheitliche und zusammenhängende Methodik gibt, fallen die derzeitigen Lösungsversuche der Unternehmen, deren Berater und auch die Anforderungen der Zertifizierer der ISO 50001 sehr unterschiedlich aus.
Schon die ISO 50001 zeigt also, dass es unterschiedliche Zielgruppen und potenzielle Nutzer einer Methodik gibt: Die Unternehmen selbst, die Politik und die Verfasser von Regelwerken sowie weitere Dienstleister. Eine einheitliche durch alle Gruppen verwendete Methodik würde der besseren Verständigung zwischen den Anwendergruppen dienen.
Durch eine solche Methodik sollen zwei übergeordnete Ziele von Energiekennzahlen erreicht werden: Ein Ziel ist das Monitoring, also die Überwachung des Energieverbrauchs eines Systems. Dabei wird der zeitliche Verlauf des aktuellen Energieverbrauchs mit dem vorausgegangener Zeiträume verglichen. Zweites Ziel ist die Bewertung des Energieverbrauchs zu ermöglichen. Bewertet wird der Energieverbrauch eines Systems, indem dieser dem Energieverbrauch anderer vergleichbarer Systeme gegenübergestellt wird.
Wenn die Methodik diese beiden Ziele erreicht, können damit auch bei den unterschiedlichen Anwendergruppen eine Reihe weiterer Aufgaben gelöst werden (siehe Kästen). Das Monitoring und die Bewertung des Energieverbrauchs unterstützt nicht nur Unternehmen, effizient zu produzieren. Energieberater können beispielsweise mit Hilfe der systematischen Methodik Einsparpotenziale transparent und nachvollziehbar darstellen.
Nach der Umsetzung von Maßnahmen ermöglichen die Kennzahlen, den Einsparerfolg direkt nachzuweisen. Die Politik kann Energieziele mit Hilfe von Kennzahlen definieren und überprüfen. Und es ist gewährleistet, dass sich alle Akteure der unterschiedlichen Anwendergruppen bei Nutzung ein und derselben Methodik besser verständigen können.
Nutzen und Aufwand
Die Kennzahlmethodik wurde zunächst primär mit dem Fokus auf Systeme produzierender Unternehmen entwickelt, also auf Prozess- und Versorgungsanlagen, Anlagengruppen sowie Gebäude. Um den Grundstein für ein über die Anwendergruppen hinaus reichendes Verständnis der Kennzahlen zu legen, wurden grundlegende Begriffe wie Aufwand und Nutzen von Systemen definiert und Festlegungen getroffen, wie Systemgrenzen zu setzen sind.
Weiterhin bedurfte es definierter Routinen, wie die notwendigen Parameter zur Aufstellung der Kennzahlen systematisch zu bestimmen und welche Wechselwirkungen zu berücksichtigen sind. Nur durch ein festgelegtes Vorgehen wird gewährleistet, dass die aufgestellten Kennzahlen einheitlich gebildet werden und so vergleichbar sind. Zudem kann so erstmalig die Effizienz eines Systems aus den Effizienzen der Teilsysteme berechnet werden.
Da unterschiedliche Bereiche im Unternehmen gleiche methodische Fragestellungen in Bezug auf die Energieeffizienz haben, sind die Kennzahlen der Methodik universell einsetzbar. Das Kostencontrolling eines Unternehmens benötigt aussagekräftige Kennzahlen zu den Energiekosten, die Instandhaltung zu der energetischen Effizienz der Anlagen und die Umweltbeauftragten zu den mit der Energieverwendung verbundenen CO2-Emissionen. Dafür werden in der Methodik die unterschiedlichen Bewertungsarten Geld, Primärenergie und CO2-Emissionen vorgeschlagen. Abhängig davon, welche Betrachtungsweise erforderlich ist, somit welche Art der Bewertung gewünscht ist, wird der entsprechende Bewertungsfaktor herangezogen.
Wird beispielsweise Geld als Bewertungsart für den energetischen Aufwand Strom gewählt, so stellt der spezifische Strompreis (in Euro/kWh) den Bewertungsfaktor dar. Bei dem Aufwand Gas wäre es entsprechend der Gaspreis. Sollen die CO2-Emissionen betrachtet werden, gibt der Bewertungsfaktor für Strom an, wie viel Tonnen CO2 pro Kilowattstunde Strom ausgestoßen wird, mit der Bewertungsart Primärenergie sind es die Megawattstunden Primärenergie pro Kilowattstunde Strom. Nach Aufstellung der Kennzahl ist die Art der Bewertung frei wählbar und auch parallel anwendbar. So können verschiedene Zielsetzungen in einem Unternehmen mit der gleichen Methodik abgebildet werden.
Einflussgrößen klassifizieren
Kennzahlen sind in der Regel keine feste Größe, sondern von verschiedenen Einflussgrößen abhängig, die sich zudem auch innerhalb eines Tages mehrfach ändern können. Deshalb sind Kennzahlen nur dann aussagekräftig, wenn alle wesentlichen Einflussgrößen kontinuierlich messtechnisch erfasst und bereinigt werden.
Um dabei den Aufwand auf ein Minimum zu reduzieren, wurden Einflussgrößen klassifiziert (siehe Abbildung oben) und ein Ablaufschema entwickelt, mit dem erstmalig für ein System Einflussgrößen systematisch ermittelt werden können. Zusätzlich werden verschiedene Vorgehen zur Bereinigung der Einflussgrößen angegeben. Dadurch werden nur die wesentlichen Messpunkte eingerichtet und die Überwachung und Bewertung von Systemen zu wirtschaftlich vertretbaren Bedingungen möglich.
Um die Kennzahlmethodik zu einer breiten Anwendung zu bringen, sind weiterführende Projekte in Planung. Innerhalb des Projektes wurde eine Roadmap erarbeitet, die eine erfolgreiche Verbreitung der Methodik unterstützt. Unter anderem sollen Demonstrationsprojekte durchgeführt werden, durch die die Anwendung der Methodik aufgezeigt wird.
Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit sowie das Bundesministerium für Wirtschaft und ein Fachbeirat haben die Projektergebnisse als bedeutend eingeschätzt. Deshalb wurde die Fortführung des Projekts durch Pilotprojekte und andere Vorhaben im Nationalen Aktionsplan Energieeffizienz aufgenommen.
