Projekt

Die Systematisierung der Kennzahlensysteme zur Bewertung und Steigerung der Energieeffizienz ist ein unbedingtes Erfordernis zur Stärkung der deutschen Wirtschaft, hat aber auch über Deutschland hinaus Bedeutung, da es ein vergleichbares umfassendes Kennzahlensystem nicht gibt. Die Bewertung vorhandener Verfahren und Prozesse mit einem physikalisch begründeten Maßstab eröffnet einerseits die Möglichkeit die Energieeffizienz von bekannten Verfahren und Prozessen zu steigern und andererseits Forschungsansätze für neue effektive Verfahren zu generieren. Mit der Anwendung der Methode grenzwertorientierter Kennzahlen wird Deutschland energieeffizienter.

Ziel des Vorhabens ist es, einen Standard für die Effizienzbewertung industrieller Prozesse unter Berücksichtigung physikalisch oder rechtlich begründeter Grenzwerte zu etablieren. Dafür soll die Anwendung des methodischen Vorgehens und der vorhandenen Werkzeuge unter realen Bedingungen getestet werden und die Ergebnisse in die Beschreibung des Standards einfließen. Anschließend soll das methodische Vorgehen inkl. der Beispielprozesse in einer VDI-Richtlinie festgehalten werden.

Das beschriebenen Vorgehen deckt sich mit den im Förderprogramm Wipano angedachten Förderbedingungen. Grenzwertorientierte Kennzahlen sind bisher in der umfassend dargestellten Systematik nicht bekannt. Deshalb ergibt sich ein neues allgemeingültiges Kennzahlensystem, mit dem für das Energiemanagement quantifizierbare und vergleichbare Kennzahlen zur Verfügung gestellt werden.

Die Methode der grenzwertorientierten Kennzahlen steht im Einklang mit den sich aus der DIN EN ISO 50001 Energiemanagement abzuleitenden Forderung, Kenngrößen, die sog. Energy Performance Indicator (EnPI), zu bilden, die für die Verwirklichung Ihrer Energiepolitik repräsentativ sind. Bei der Festlegung der EnPI ist es sehr wichtig, immer Systemgrenzen und Betriebsbedingungen festzulegen, um eine verfälschte Darstellung zu vermeiden. Das Ziel ist, künftige Veränderungen mit Blick auf den Energieverbrauch und -einsatz sinnvoll bewerten zu können und eine Vergleichsperiode fest zu legen (energetische Ausgangsbasis / Baseline (EnB), siehe Leitfaden ISO 50001: Leitfaden für Unternehmen und Organisationen UBA, 2012.)

Schwerpunkte der Mitglieder

Die Ciech Soda Deutschland GmbH ist nach DIN ISO 50001 zertifiziert. Diese bietet allerdings keine Möglichkeiten technisch begründete Grenzwerte der Effizienz herauszuarbeiten oder Kennzahlen für eine vergleichende Bewertung von Energie- und Ressourceneffizienz, Ökologie sowie Ökonomie zu generieren. Ciech Soda Deutschland GmbH wendet eine Reihe von verfahrenstechnischen Prozessen an, die mit der Methodik untersucht werden sollen.
Die wissenschaftlichen Ziele im Teilprojekt der CSD beziehen sich darauf, ob die in der VDI-Richtlinie angedachte Systematik der Methode der grenzwertorientierten Bewertung auch in dem speziellen industriellen Umfeld anwendbar ist und die gewünschten Kenntnisse liefert. Die technischen Ziele richten sich nach der Realisierbarkeit der messtechnischen Erfassung, der möglichen Auswertung und der potentiellen Steuerung des Prozesses anhand der grenzwertorientierten Bewertung. Die CSD legt den Fokus der Bewertung auf Wärmeübertragungsapparate.

Die Envidatec GmbH stellt im greoKEMS Projekt eine zentrale Software-Lösung auf Basis der Open-Source-Software JEVis [www.openjevis.org] bereit. Der Schwerpunkt liegt dabei nicht auf der Entwicklung einer neuen Software, sondern auf der Modifizierung und Erweiterung der frei einsetzbaren Software. Die Vorgehensweise wird dabei in einer Form beschrieben, welche es späteren Anwendern der VDI 4663 erlaubt diese ebenfalls in anderer geeigneter Software umzusetzen.
Die Vorgehensweise bietet einen Leitfaden für die Erstellung eines Messstellenkonzeptes für die Erfassung von Energie-und Prozessdaten aus Energieerfassungssystemen und Prozessleittechniken, Auftrags-und Produktdaten aus den ERP-Systemen und Wetterdaten. Die Daten kommen mit unterschiedlichen Anforderungen an die zentrale Software-Lösung bezüglich der IT Protokolle, Datenstrukturen, zeitlichen Auflösung, Genauigkeit, etc. Die Vorgehensweise gibt daher Empfehlungen für die Ausgestaltung der technischen Spezifikation einer geeigneten Software-Lösung.

Im greoKEMS Projekt müssen über die Erfassung hinaus Möglichkeiten geschaffen werden, die Datenmengen für die beteiligten Wissenschaftler aufzuarbeiten und zur Verfügung zu stellen. Da die Daten in verschiedenen Qualitäten vorliegen, müssen sie zentral aufgearbeitet werden, so dass die dezentral arbeitenden Teams mit den gleichen Daten arbeiten können und ihre Ergebnisse zentral den anderen Teams wieder zur Verfügung stellen können. Die daraus resultierenden Modelle werden in der zentralen Software-Lösung umgesetzt und mit den eingehenden Daten der Industriepartner verknüpft, so dass kontinuierliche Ergebnisse in Abhängigkeit der Eingangswerte erzeugt werden.

Zur Erprobung und Optimierung der Ergebnisse ist das Feedback der Prozessexperten der Industriepartner essentiell. Die Ergebnisse müssen den Industriepartnern daher in einer Form zur Verfügung gestellt werden, die es ihnen erlaubt diese mit adäquaten Aufwänden zu Sichten und zu Bewerten. Hierfür wird ein automatisiertes Reporting implementiert.

Das Fraunhofer IFF Magdeburg begleitet zusammen mit der HAW Hamburg die industriellen Partner des Projektes greokEMS, das sind seitens des Fraunhofer IFF Magdeburg die CIECH Soda Deutschland GmbH & Co.KG in Staßfurt und der assoziierte Partner Schott AG in Mainz.

Neben der Begleitung der Auswahl und Modellbeschreibung der Prozesse in den Unternehmen wird auf Basis der Ausweitung der Literaturauswertung und Systematisierung der Kennzahlen und Kennzahlensysteme, die Prozessbeschreibung durchgeführt. Dies dient der Analyse und Vorbereitung der Systemstrukturen für die anschließende Ergänzung und Aufarbeitung in der VDI Richtlinie VDI 4663 sowie der Vorbereitung der 2 phasigen Versuchsreihen.

Nach Abschluss der Versuchsreihen und Optimierung der Modelle und Anpassung der Prozessbeschreibungen sollen auf Basis der Validierung die Arbeitsblätter für Standardprozesse als Anhang zur VDI 4663 entworfen werden, um die Verbreitung der zum Ende des Projektes veröffentlichten Richtlinie zu untersetzen.

Die Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg übernimmt die wissenschaftliche Koordination und Begleitung des Projekts greoKEMS. Die Industriepartner werden inhaltlich und wissenschaftlich unterstützt. Ziel ist es, das methodische Vorgehen der VDI-Richtlinie 4663 in eine praxistaugliche und praxisgeprüfte Richtlinie zu übertragen. Anhand studentischer Arbeiten, Abschlussarbeiten und Promotionen sollen die VDI-Richtlinie 4663 und das Physikalische Optimum weiterentwickelt werden.

Energieeffizienz ist nicht erst seit heute ein Thema in der Industrie. Über die letzten Jahre hat die HOBUM Oleochemicals GmbH immer wieder Einzelprojekte durchgeführt, die zu
Energieeinsparungen geführt haben.
Unser größter Energieverbrauch liegt in der Heizdampfherstellung für unsere Produktionsprozesse. Hier erhoffen wir uns im Rahmen des greoKEMS-Projektes Erkenntnisse zu gewinnnen, ob sowohl bei der Dampferzeugung wie auch im Batchprozess Einsparpotienzale durch eine Optimierung von Parametern erreicht werden können. Da wir selbst hier an unsere fachlichen Grenzen stoßen, sind wir sehr daran interessiert, hier Kennzahlen und Methoden zu entwickeln, die auf eine Optimierung der Prozesse hinarbeiten.

SCHOTT ist ein international führender Technologiekonzern auf den Gebieten Spezialglas und Glaskeramik. Mit der Erfahrung von über 130 Jahren herausragender Entwicklungs-, Material- und Technologiekompetenz bietet das Unternehmen ein breites Portfolio hochwertiger Produkte und intelligenter Lösungen an. Die Muttergesellschaft SCHOTT AG hat ihren Hauptsitz in Mainz und ist zu 100 Prozent im Besitz der Carl-Zeiss-Stiftung. Als Stiftungsunternehmen nimmt SCHOTT eine besondere Verantwortung für Mitarbeiter, Gesellschaft und Umwelt wahr.

Im greoKEMS-Projekt beteiligt sich die SCHOTT AG als assoziierter Partner mit Peripheriestrukturen der Glasproduktion zur Untersuchung und Verbesserung der Energieeffizienz auf Basis der VDI 4663.

Das Hamburger Tchibo Kaffeeröstwerk produziert seit 1964 Röstkaffee höchster Qualität. Seit Jahrzehnten realisiert das Kaffeeröstwerk Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz. Gemeinsam mit einem Schwesterwerk ist das Hamburger Tchibo Werk nach ISO 50.000 zertifiziert. Bei der Eigendefinition von Energiekennzahlen stoßen wir bedingt durch das Naturprodukt Kaffee oft an Grenzen –
und wünschen uns dabei mehr Standardisierung. Somit wirken wir sehr gerne als Praxispartner beim Forschungsprojekt „greoKEMS“ mit.

Die wesentliche Aufgabe des VDI ist die Organisation der Erarbeitung der VDI-Richtlinie VDI 4662 Blatt 1 „Bewertung von Energie-und Stoffeffizienz; Methodische Anwendung des Physikalischen Optimums“ sowie des Entwurfs der VDI-Richtlinie VDI 4663 Blatt 2, in der Anwendungsbeispiele exemplarisch dargestellt werden sollen. Dazu gehört die Organisation und Moderation von Sitzungen des Richtlinienausschusses, die Abwicklung des Einspruchsverfahrens sowie die redaktionelle Prüfung, das Lektorieren, Setzen und Erarbeitung der Druckfahne der Richtlinienmanuskripte. Darüber hinaus organisiert der VDI organisiert die Präsentation der Ergebnisse des Projekts im Rahmen der Hannover-Messe, der DENA-Jahrestagung, der E-World und 2 Expertenforen.