Keine Energie verschenken Energiemanagement-System für bestehende Einzelhandelsmärkte, Liegenschaften und Gewerbeobjekte

In einem kürzlich veröffentlichten Leitfaden „Energiemanagement-Systeme in der Praxis“ schreibt das Bundesumweltminis­terium: „Steigende Energiekosten reduzieren den Gewinn. In fast allen Betrieben finden sich Einsparpotenziale bei der Energienutzung. Durch die Einführung eines Energiemanagement-Systems können Sie bis 10% Ihrer Energiekosten gleich in den ersten Jahren sparen.“ Der Leitfaden bietet eine Hilfestellung beim Aufbau einer Kontroll- und Regelungselektronik und ausdrücklich erwähnt er, dass sich die Organisation selbst für Kleinbetriebe rentiert.

Kontrolle ist der erste Schritt
Zugegeben, der Begriff Energiemanagement-System lädt nicht gerade dazu ein, sich als Leiter eines Gewerbe- oder Dienstleistungsbetriebs, einer Einzel- oder Großhandelsfiliale oder als Immobilienbetreiber mit einem Thema zu befassen, das nach Ingenieurstudium klingt, nach eigenverantwortlicher elektronischer Programmierung und Überwachung der Heizung, der Klimaanlagen und der Kühltruhen. Energiemanagement meint jedoch in kleineren und mittleren Liegenschaften in erster Linie Verbrauch und Verbrauchskontrolle. Der Verbrauch ist eine wesentliche Kostenstelle in jedem Betriebsabrechnungsbogen – und ruft ärgerliches monatliches Kopfschütteln hervor. Angesichts steigender Ausgaben für Gas, Öl und Elektrizität lohnt es sich deshalb immer, nach Einsparpotenzialen Ausschau zu halten.

Auswertungsbeispiel Temperaturüberwachung eines Tiefkühlraums. Erst mit der Visualisierung entdeckte der Betreiber die überhöhten Temperaturspitzen während der Abtauphasen, die auf eine zu lange Abtauung (4 x 1 Stunde in 24 Stunden) zurückzuführen waren. Offensichtlich hatte man nach diversen Von-Hand-Eingriffen vergessen, den Abtauvorgang wieder auf das vorgegebene Zeitprogramm zu justieren.

So ganz freiwillig dürfte zukünftig die Energiekontrolle ohnehin nicht mehr sein. Die Klimaschutzpolitik der Bundesregierung, beschlossen im brandenburgischen Barockschloss Meseberg 2007, erfasst mehr und mehr mit Reglementierung und Vorschriften jeden Verbraucher – und mit Energieeinsparverordnung (EnEV), mit Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), mit Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) den Neubau sowieso. Aktuell denkt das Bundesumweltministerium auch über ein Energieeffizienzgesetz nach. Das – oder auch eine neue Verordnung im Rahmen bestehender Gesetze – will und wird in den Bestand eingreifen. Des Weiteren will die deutsche Wirtschaft bis 2013 eine Selbstverpflichtung gegenüber der Bundesregierung unterzeichnen, die einen Passus zu Energiemanagement-Systemen als Voraussetzung für Energie- und Stromsteuerermäßigungen enthält. Alles gute Gründe – neben der Ertragssteigerung durch Kos­tensenkung –, sich heute schon mit der Materie zu befassen.

Entdeckung der Schwachstellen
Das größte Einsparpotenzial steckt in Objekten, die gleichermaßen Wärme wie Kälte verlangen: Großbäckereien, Lebensmittel- und Drogeriemärkte, Verwaltungskomplexe, Logistikzentren… In all diesen Liegenschaften laufen Pumpen, Ventilatoren, Kompressoren. Nur deren tägliches Laufpensum auf den tatsächlichen Bedarf abzustimmen, dürfte selbst in einer kleinen Discounter-Filiale zu spürbaren Ener­gieeinsparungen führen. Hier setzt das Ener­giemanagement-Angebot der Dechow-Dienstleistungs GmbH an. Das sogenannte MCS-Control-System des Hamburger Unternehmens entstand durch und in Zusammenarbeit mit Discountern. Basis des Systems ist es, die Energieströme zunächst elektronisch zu erfassen, zu messen und zu dokumentieren. Allein die Visualisierung deckt bereits die gebäudetechnischen Schwachstellen auf.

Aufschaltung unterschiedlicher Fabrikatmodule in verschiedenen Liegenschaften.

Sie, die klassische Gebäudeleittechnik, ist dezentral organisiert. Ein Hauptrechner und Unterstationen kommunizieren in einem Gebäude miteinander. Der Betreiber ist damit der alleinige Herr der Daten, wenn er sie nicht zusätzlich Dritten oder Vierten zur Verfügung stellt. Solch eine Lösung deckt alle Schwachstellen in der Gebäudetechnik auf und ist sehr effektiv, erfordert aber mitunter erhebliche Investitionen. Und die kann oder will nicht jeder Investor tätigen.
Nun ist die moderne Kommunikation nicht mehr an Orte und Regionen gebunden. Deutschlandweit, europaweit, weltweit lassen sich zum Beispiel via Telefon und Web Signale übertragen und irgendwo zu einer verständlichen Information zusammensetzen. Nur setzt das voraus, dass alle Signalgeber und -empfänger ein und dieselbe Sprache sprechen. Oftmals hapert es daran. Denn in fast allen Liegenschaften läuft und schaltet durch Umbauten, Reparaturen, Erweiterungen im Laufe der Jahre ein Sammelsurium von Fabrikaten und Techniken. Teilweise handelt es sich noch um analoge Bauelemente – die sich heute freilich mit kleinen Aufschaltgeräten nachträglich digitalisieren lassen –, teilweise zwar schon um prozessorbestückte Elektronik, doch jede mit einem anderen Vokabular kommunizierend. Folglich verstehen sie sich (meist) untereinander nicht.

Visualisierung von Prozessen.

Die Regelungstechnik-Spezialisten bei Dechow sannen nach. Eine der Säulen eines zu entwickelnden preiswerten Ener­giemanagements: Da heute DSL und andere Daten-Autobahnen jedes Gebäude mit jedem Gebäude verknüpfen, reicht für die Energiekontrolle in 10 oder 100 oder selbst 1000 Liegenschaften/Filialen genau genommen ein einziger Zentralrechner aus. Sofort dürfte sich das Invest pro Liegenschaft oder Supermarkt drastisch reduzieren: Mit einem Router und einer entsprechenden Netzwerkinfrastruktur vor Ort werden sämtliche Informationen an einen zentralen Rechner – der als Sprachentalent in der Lage ist, die unterschiedlichen Codierungen in eine einheitliche Protokollierung zu transformieren und die Daten zu bewerten –  irgendwo in Deutschland  geleitet, und anschließend die Ergebnisse dem Kunden, zum Beispiel dem Leiter des Filialbetriebes, zur Verfügung gestellt. Wenn sich diese Architektur zudem noch auf die wesentlichen Datenpunkte beschränkt und auf die letzten 2 % Optimierung verzichtet, dürfte sie ein lohnendes Kosten/Nutzen-Verhältnis bieten.

Die MCS-Lösung
Ergo bestand die Aufgabe darin, solch ein mikroprozessorales Sprachentalent in die Architektur zu integrieren. Das entsprechende Software-Programm lieferte die Firma Inga, Hameln. Dechow kooperiert mit diesem Unternehmen über den Firmenverbund Omnium Technic. In dem Verbund haben sich Firmen zusammengetan, um sich gegenseitig mit Erfahrungswerten, mit Know-how in der Gebäude- und Energietechnik und in der Verbesserung der Vertriebsorganisation auszutauschen. Ein Ergebnis dieser Partnerschaft ist das MCS-Control-System. Der Charme des Verfahrens liegt wie beschrieben erstens in seinem Verzicht auf zusätzliche Rechnerkapazität beim Kunden – abgesehen vom vorhandenen Büro-PC – und zweitens in seiner Vielsprachigkeit, die selbst ältere Haus- und Kältetechnik fernüberwachungsfähig macht. Die Lösung ist universell angelegt. Das heißt, sie ist in der Lage, in den Liegenschaften des Kunden vorhandene Netze zu nutzen, ohne aber – Stichworte Datenschutz und Firmeninterna – in die Bücher hineinschauen zu können. Die meisten Supermärkte wickeln ja bereits ihre Administration und Warenwirtschaft online ab. MCS lässt sich da hinein integrieren.

Auswertungsbeispiel Energie-Monitoring von Liegenschaften etwa gleicher Größe. Der Lastkurvenvergleich visualisiert sofort die Ausreißer. Ein Energiemanagement in den betrachteten fünf Liegenschaften würde zu einem Minderverbrauch von etwa 100.000 kWh im Jahr führen.

Und das System ist permanent online, sodass der Mitarbeiter vor dem Bildschirm eine Unregelmäßigkeit oder Abweichung sofort erkennen kann. Ältere Zähler für Strom, Wasser, Gas rüstet der Dienstleis­ter digitalfähig nach. Sämtliche Daten fließen über den „Übersetzer“ in den zentralen Rechner und aufbereitet zurück zum Nutzer. Dort macht sie eine Mikrosoft-basierte Oberfläche dem Filialleiter transparent.

Benchmarks für transparente Verbräuche
Die Überwachung ist modular aufgebaut. Beleuchtung, Tiefkühltruhen, Kühlräume, Heizungs-, Klima- Lüftungstechnik oder auch Schließanlagen, Sicherheitseinrichtungen, Brandmeldeanlagen – den Kundenwünschen sind keine Grenzen gesetzt. Die Auswertung alleine erhebt MCS aber noch nicht in den Status eines Energiemanagement-Systems. Das setzt im Prinzip vier Maßnahmen voraus: erfassen, bewerten, handeln, kontrollieren. Im Falle eines Supermarkts würde das so aussehen, dass Dechow zur Bewertung der eingehenden Meldungen im Vorhinein mit dem Marktleiter Sollwerte abspricht und die in die Software einprogrammiert, zum Beispiel -18 °C für den Kühlraum. Weicht die Temperatur davon ab, gibt MCS Alarm: per Internet, SMS oder Fax. Des Weiteren arbeitet das Managementsystem mit Benchmarks: Durch den Vergleich mit anderen ähnlichen Installationen erkennt es, dass hier offensichtlich etwas nicht in Ordnung ist, weil sich der Stromverbrauch vom Nachbarn abhebt. Allein in dieser Kontrolle verbergen sich mitunter hohe Einsparpotenziale. Überdies stellt die Software die Energie bedarfsorientiert bereit: Sie schaltet nach Programm alles ab und aus, was im Moment nicht benötigt wird.
Die Kosten des Systems richten sich nach der Anzahl der Installationen, die einen Verbrauch melden sollen. Ein Filialbetrieb üblicher Größe eines Supermarkts, einer Großbäckerei, einer Drogeriekette usw. kommt erfahrungsgemäß mit 20 bis 40 Datenpunkten aus. Die Netzkonfiguration dafür kostet etwa 7000 bis 10.000 Euro. Wobei es hier einen Skaleneffekt gibt. Je häufiger Dechow eine bestimmte Konfiguration kopieren kann, desto mehr reduzieren sich die Ausgaben.

Notebook notiert
Wartung und Service der technischen Anlagen kann durchaus in den Händen der regionalen Vertragspartner bleiben: In Absprache mit dem Kunden kann entweder Dechow über die Online-Verbindung die vorhandene Anlagentechnik und deren Ener­gieeffizienz visualisieren und Parameter in allen aufgeschalteten Regelungen (Kälte, Heizung etc.) verändern. Oder andere Firmen erwerben das MCS-Paket, wobei allerdings die Wartung der Software und eventuelle Updates beim Dienstleister Dechow verbleiben sollten.   
Was noch wichtig ist zu erwähnen ist, dass alle vorgenommenen Änderungen in einer Datenbank abgelegt werden. Das heißt, das System speichert nicht nur sämtliche eingehenden Informationen, sondern dokumentiert auch alle Eingriffe durch einen Bediener in einer Logdatei. So lässt sich zu jeder Zeit und vor allem im Streitfall nachvollziehen, welcher Nutzer welche Änderungen vorgenommen hat, da entsprechende Parametrierungen nur mithilfe eines persönlichen Passwortes möglich sind.

www.dechow-dl-gmbh.de
www.omnium-technic.com

Praxisbeispiel Bananen-Reifezentrum
Ein nicht ganz typisches, aber spannendes Anwendungsbeispiel ist die Energieüberwachung in einem Bananen-Reifezentrum. Eine der großen Lebensmittelketten betreibt solch eine Reiferei im Hamburger Hafen. Dechow realisierte dafür das Energiemanagment. Wie sieht so ein Betrieb – und seine Überwachung – aus?
Die grünen Bananen wandern direkt vom Schiff in die Kammern des Reifezentrums. Diese Kammern muss man sich in der Größe von einzelnen Garagen vorstellen. Nach der Stapelung der Stauden strömt Bananengas in die Räume. Dieses Ethylengas stößt den Reifeprozess an. Dabei entwickelt die Banane sehr viel Wärme, folglich muss Wärme abgeführt und Kälte zugeführt werden. Der Reifemeister, der tatsächlich diese Ausbildung hat, kontrolliert den Prozess.
Anlagentechnisch stehen in so einer Reiferei in erster Linie Kältemaschinen und Ventilatoren zur Luftumwälzung. In der Hamburger Reiferei arbeiten drei Kaltwassersätze mit einer Leistung von insgesamt etwa 1 MW. Sie bedienen 50 Kammern, sodass auf jedes Lager rund 20 kW Kälteleistung entfallen. Die Temperatur im Raum hält die Regelung auf 20 bis 22 °C stabil. Die eigentliche Reifetemperatur in der Banane selbst liegt wesentlich höher und verläuft auf unterschiedlichen Temperaturniveaus. Der Reifemeister erlaubt der Frucht nicht, sich so zu entwickeln, wie sie es vielleicht gerne möchte, sondern gibt über die Menge des Bananengases und über die Lüftungs- und Kältetechnik ein bestimmtes Reifeprofil vor. Das kann sich über drei, aber auch über sechs Tage erstrecken.
MCS überwacht Störungen, Grenzwerte, insbesondere in den Kaltwassersätzen, Vorlauftemperatur und die Kaltwassertemperatur in den Kaltwasserspeichern. In denen schichtet sich das Kaltwasser in vier Ebenen zwischen 6 °C und 10 °C. Sollte der obere Wert über 12 °C hinausgehen, müssen sofort die Monteure hinaus, die Anlage überprüfen und den Reifemeister kontaktieren, damit die gesamte Bananencharge nicht zu Bio­abfall wird.
Eine Wärmerückgewinnung fängt die Reaktionswärme aus den Reifekammern ab und führt sie den Bereitschaftsräumen zu. Dort lagert die fertige Banane zwischen und dort darf die Temperatur nicht unter 13 °C sinken. Der Leitrechner, der das alles im Blick behält, steht in der Hauptverwaltung der EDEKA-Zentrale in Hamburg nahe der City Nord. Dechow überwacht von hier aus nicht nur die Reifekammer im Hamburger Hafen. Auch die Logistikzentren des Kunden in Köln-Roisdorf, Hamburg, München-Garching und Urbach/ Schwäbische Alb sowie die kundeneigene Weinkellerei in Bingen schicken permanent ihre haustechnischen Daten in die City-Nord.
In Bingen ist neben der üblichen Anlagentechnik des Weiteren die Wasserneutralisationsanlage aufgeschaltet, um gegenüber den Behörden stets den Nachweis führen zu können, wie sich das Abwasser zusammensetzte und mit welchen Temperaturen es in die Kanalisation eingeleitet wurde. Die Neutralisation ist deshalb wichtig, weil saures Abwasser mit einem ph-Wert kleiner 7 ins Geld geht. Denn in der Vergangenheit ohne Neutralisation musste die Stadt Bingen das vom sauren Fluid angegriffene Kanalnetz häufiger sanieren und reichte diese Kosten an die EDEKA weiter.
Die kontinuierliche Neutralisation kostet weitaus weniger. Nur nimmt sie die Supermarktkette in die Nachweispflicht, und dieser Pflicht kommt das MCS-System von Dechow nach: Es sorgt für den korrekten ph-Wert und dokumentiert und archiviert über einen ausreichend langen Zeitraum alle erfassten Informationen, Grenzwerte, Störungen, Zählerdaten, ebenfalls Eingriff in die Steuerungs- und Regelprozesse und anderes. Sämtliche Werte finden sich in einem Rechenschaftsbericht wieder, der Anfang eines jeden Jahres an die Stadt Bingen geht.

Bananen-Reifezentrum Hamburg.