Softwaregestütztes Energiemanagement für Wasserversorger

Mit ein­er Ver­bands­größe von 8080 km² ist die Wasserver­sorgung Bay­erisch­er Wald ein­er der größten Fer­n­wasserver­sorg­er Süd­deutsch­lands. Der Betrieb der großflächi­gen Infra­struk­tur aus Brun­nen, Auf­bere­itungsan­la­gen und Verteilungsnet­zen benötigt Energie – viel Energie. Im Mit­tel bezieht der Wasserver­sorg­er ca. 6.500 MWh Strom pro Jahr. Die Über­tra­gung des Trinkwassers aus den Höhen des Bay­erischen Waldes erfol­gt dabei bere­its sehr effizient – der Ver­band nutzt dazu das natür­liche topol­o­gis­che Gefälle und erzeugt dabei mit den einge­baut­en Tur­binen sog­ar Strom.
Als Zweck­ver­band ste­ht die Wasserver­sorgung Bay­erisch­er Wald im Dienst der ost­bay­erischen Bevölkerung und liefert Wass­er in bester Qual­ität. Auch der Anspruch an Ökolo­gie und Ökonomie ist sehr hoch. Mit der Ein­führung eines nach ISO 50.001 zer­ti­fizierten Energie­m­an­age­ments verpflichtete sich wald­wass­er den Energie­ver­brauch sukzes­sive zu reduzieren. Neben den Einsparun­gen durch die ener­getis­che Opti­mierung reduzieren sich auch die Kosten für die Strom­s­teuer, da zer­ti­fizierte Betriebe diese bis zu 90 % rück­er­stat­tet bekom­men (soge­nan­nter Spitzenaus­gle­ich Strom­StG § 9b und 10). Die Zer­ti­fizierung ist zudem ein Qual­itätsmerk­mal für die eigene Marke waldwasser.

Energetische Bewertung des Energieverbrauchs

Für die Zer­ti­fizierung gilt es zunächst alle rel­e­van­ten Ver­brauchs­dat­en zu erfassen und zu bew­erten. Bew­erten, was heißt das eigentlich? 6.500 MWh Ver­brauch allein sagen nicht viel aus – in einem außergewöhn­lich war­men Jahr wird natür­lich mehr Wass­er ver­braucht als in einem Jahr mit Durch­schnittstem­per­a­turen, gle­ichzeit­ig wird auch mehr Strom ver­braucht. Bei­de Größen kön­nen also nicht für einen objek­tiv­en Ver­gle­ich herange­zo­gen wer­den. Berech­net man allerd­ings die Energie pro verkaufte Wasser­menge erhält man mit der Energieleis­tungskenn­zahl (EnPI) einen Wert, der eine ener­getis­che Analyse des Ver­brauchs ermöglicht. Zeit­bere­iche wie Monate oder Jahre kön­nen so ver­glichen wer­den. Nur so kann beurteilt wer­den, ob das Man­age­mentsys­tem funk­tion­iert und die Wasserver­sorgung effizien­ter wird.
Die Erfas­sung und Auf­bere­itung der Dat­en erfol­gte zunächst manuell. Ver­brauchs­dat­en wur­den aus Zäh­lern, Leit­sys­te­men oder Ver­sorg­er­rech­nun­gen zusam­menge­tra­gen und in Excel auf­bere­it­et. Markus Hrda – zuständi­ger Energie­m­an­ag­er bei wald­wass­er – investierte jährlich mehrere Wochen allein in die Vorar­beit jed­er Rez­er­ti­fizierung. Neben dem zeitlichen Aufwand waren die manuellen Prozesse fehler­an­fäl­lig und kom­pliziert, so dass es schwierig war hier mehrere Per­so­n­en einzuarbeiten.
„Per­son­ell war der Aufwand für einen Wasserver­sorg­er unser­er Größe enorm“, so Hrda. „Schnell kamen wir zu dem Schluss, dass wir die ständig wiederkehren­den Prozesse in eine Soft­ware über­führen müssen, damit wir die ISO 50.001 Zer­ti­fizierun­gen nach­haltig umset­zen kön­nen.“ Beim manuellen Energie­m­an­age­ment gibt es zudem das Prob­lem, dass Mehrver­bräuche durch tech­nis­che Defek­te, Ver­schleiß oder andere ungün­stige Betrieb­szustände im laufend­en Betrieb zunächst gar nicht erkan­nt wer­den. Mit soft­waregestütztem Energie­m­an­age­ment ist es möglich weg von der nachträglichen Analyse der Vor­jahres­dat­en, hin zu ein­er Online-Überwachung der aktuellen Prozesse umzustellen. Ener­getis­che Prob­leme kön­nen so proak­tiv erkan­nt und beseit­igt werden.

Energiemanagement-Spezialisten der FlowChief GmbH unterstützen bei der Einrichtung

Zunächst sollte das neue Wasser­w­erk in Moos auf das Sys­tem aufgeschal­tet wer­den. Eine gut struk­turi­erte dig­i­tale Messtech­nik war dort bere­its vorhan­den. Neben Ver­bräuchen wur­den auch Ein­flussgrößen wie Tem­per­a­turen, Laufzeit­en oder Füll­stände erfasst. Es wur­den mehr als 300 Ver­brauchsstellen aufgeschal­tet – Zäh­ler ohne Busan­bindung wie Gas- oder Heizölzäh­ler wer­den bei der Hand­able­sung via Tablet direkt im Sys­tem eingetragen.
„Intu­itive Eingabe­masken mit Plau­si­bil­ität­skon­trollen erle­ichtern die Eingabe, das reduziert die Fehler­an­fäl­ligkeit erhe­blich“, so Tobias Knoll – Pro­jek­tleit­er Energie­m­an­age­ment bei FlowChief.
In einem weit­eren Schritt wur­den die Außen­bauw­erke wie Hochbe­häl­ter und Pump­sta­tio­nen mit ange­bun­den. Wenn möglich wur­den dazu die Ver­sorg­er­dat­en des Net­z­be­treibers per MSCONS-Import automa­tisiert ein­ge­le­sen. Diese Dat­en wer­den vom Ver­sorg­er unent­geltlich bere­it gestellt, was eine Erfas­sung der Dat­en ohne Investi­tion in zusät­zliche Messtech­nik ermöglicht.
Da es sich beim MSCONS-Import um die abgerech­neten Men­gen des Ver­sorg­ers han­delt, hat wald­wass­er zudem die Möglichkeit, die in Rech­nung gestell­ten Ver­brauch­swerte mit intern emesse­nen Werten zu ver­gle­ichen und Unstim­migkeit­en festzustellen.
Erfasste Dat­en wer­den in e‑Gem in Medi­en wie Strom, Wass­er oder Gas unterteilt. Zudem wer­den die ver­schiede­nen Zäh­ler hier­ar­chisch geord­net. Es entste­hen Energiefluss-Schemen, die sich von der gesamten Organ­i­sa­tion zu den einzel­nen Stan­dort-Ein­speisun­gen, über die Nieder­span­nungsverteilung, hin zu Anla­gen und Aggre­gat­en immer weit­er aufgliedern. Die Verteilung der Energieströme wird so trans­par­ent und energiein­ten­sive Bere­iche kön­nen ein­fach iden­ti­fiziert wer­den. Mit Sankey- und Bilanz­di­a­gram­men lassen sich diese Ströme veranschaulichen.
Die Analyse kann sowohl auf fixe Zeitspan­nen in der Ver­gan­gen­heit (z.B. let­ztes Jahr) als auch online als Echtzeit-Analy­se­funk­tion vorgenom­men wer­den. So wird schnell sicht­bar, welche Ver­brauch­er zur momen­ta­nen Last­spitze beitragen.
Auch nicht erfasste Energiemen­gen lassen sich als Rest­men­gen in der Baum­struk­tur abbilden und analysieren. Die Analyse kann für den in der ISO 50.001 geforderten Nach­weis der Qual­ität und der Verbesserung des Messkonzepts ver­wen­det werden.

Unternehmensweiter Zugriff per Webbrowser mit aussagekräftigen Dashboards

Wie erhal­ten nun Energie­m­an­ag­er, tech­nis­che Mitar­beit­er, Buch­hal­tung oder auch die Betrieb­sleitung für den in der ISO 50.001 geforderte Man­age­ment Review trans­par­enten Zugriff auf die für sie notwendi­gen Dat­en? e‑Gem ist eine native Web-App­lika­tion – der Anwen­der kann auf jedem Endgerät mit beliebi­gen Browsern ganz ohne Instal­la­tion auf die App­lika­tion zugreifen. Jedem User kön­nen dabei indi­vidu­elle Inhalte wie Dash­boards, Berichte oder Analy­se­tools bere­it­gestellt wer­den. Die Energie­m­an­age­ment-Soft­ware ver­fügt über ein rol­len­basiertes Recht­esys­tem, so dass jed­er Anwen­der nur die für ihn nöti­gen Infor­ma­tio­nen bekommt. Die Benutzerver­wal­tung kann zudem an eine vorhan­dene Active-Direc­to­ry ange­bun­den wer­den, so dass sich Mitar­beit­er mit ihrer Win­dows-Anmel­dung und Sin­gle-Sign-On im Brows­er ein­loggen können.
So wur­den bei wald­wass­er für die ver­schiede­nen Anla­gen intu­itive Dash­boards mit den wesentlichen Infor­ma­tio­nen angelegt: Tech­nis­che Mitar­beit­er kön­nen durch Wirkungs­grade und Kenn­zahlen sehr effek­tiv beurteilen, ob die Anlage derzeit effizient betrieben wird. Kau­fleute erhal­ten durch die hin­ter­legten Tar­ife Infor­ma­tio­nen zu derzeit­i­gen Kosten.

Dem Auditor Informationen auf Knopfdruck zur Verfügung stellen

Für die Audits zur Rez­er­ti­fizierung benötigt der Audi­tor ver­schieden­ste Infor­ma­tio­nen. Viele Auswer­tun­gen wie EnPi- oder SEU-Berichte (Sig­nif­i­cant Ener­gy Use) wur­den als Vor­lage direkt in e‑Gem abge­bildet. Auswer­tun­gen kön­nen jed­erzeit über mehrere Jahre abgerufen wer­den. „Den Audi­tor haben wir damit sehr beein­druckt“, berichtet Markus Hrda, „wir sparen uns damit sehr viel Zeit und kön­nen rel­e­vante Infor­ma­tio­nen auf Knopf­druck abrufen.“
Derzeit wird auch die Trinkwasser­auf­bere­itung Max-Binder in Fraue­nau aufgeschal­tet. “Mit der Unter­stützung der Soft­ware wer­den wir weit­er an unserem Energieer­fas­sungs-Konzept und an der kor­rek­ten Erfas­sung arbeit­en”, so Hrda, „die ISO 50.001 ist so für uns sehr viel ein­fach­er umzusetzen”.