Energiemanagement DIN EN ISO 50001 · PDF fileEnergiemanagement DIN EN ISO 50001 Energiedatenerfassung, Auswertung & Optimierung 10.November 2014 D. Zürn

Energiemanagement DIN EN ISO 50001

Energiedatenerfassung, Auswertung &

Optimierung

10.November 2014D. Zürn

1. Titel

Agenda

November 2014 D. Zürn 2

1. Vorstellung Karlsberg Brauerei GmbH / Energiebedarf

2. Einführung Energiemanagement

3. Aufbau der Energiedatenerfassung

4. MessDas Live

5. Auswertung der Energieverbrauchsdaten

6. Optimierungsmaßnahmen

� CO2 Gewinnung� Kälteanlage� Reduzierung Dampfeinsatz Warmwasser� Reduzierung Erdgasbezug� ...weitere kleinere Beispiele

Agenda

1. Titel

Agenda

3

Karlsberg Brauerei

Am Standort Homburg werden pro Jahr rund

2,6 Mio. hl Bier / Biermischgetränke produziert und abgefüllt.

Abfüllung

1 Fassabfülllinie 350 Fass/h

2 Dosenlinien á 60.000 Do./h

1 Dosenlinie 5 ltr. Partydosen

2 Flaschenlinien á 60.000 Fl./h

Herstellung

2 Sudstraßen á 750 hl pro Sud

28 Gärtanks Inhalt Tank 4.000 hl

Lagerkeller 100.000 hl

3 Filterlinien á 300 hl/h

Ausmischanlage 500 hl/h

November 2014 D. Zürn

1. Titel

Agenda

4

Strom ~ 27 GWh / Jahr• Verteilung über 20kV-Netz

• Eigenstromerzeugung mit Gegendruckdampfturbine & Mikrogasturbine (ca. 40% des Strombedarfs)

• Leistung ~ 5MW

Wasser ~ 1,2 Mio. m³ / Jahr• 4 eigene Brunnen

• 2 Stadtwasseranschlüsse

Dampf ~ 130.000 t / Jahr (Sattdampf 145°C, 3,5 bar)• 1 Dampfkessel 50bar / 450°C (Kohle, Erdgas, Biogas)

• 2 Dampfkessel 12bar / 190°C (Erdgas, Biogas, Heizöl)

• 1 Aprovis Dampferzeuger 0,25 t/h (Abgas Mikrogasturbine)

• Verteilung über 3,5 bar-Netz

• ~ 10.000 t Kohle/a

• ~ 1,6 Mio Nm³ Erdgas

• ~ 600.000 Nm³ Biogas (Abwasserreinigungsanlage)

• ~ 300.000 l Heizöl

• Abgabe von ~ 15.000 t Dampf an die Fernwärme


Karlsberg Brauerei

1. Titel

Agenda

5

Druckluft ~ 13 Mio.Nm³ / Jahr• Kompressorstation 6,5 bar

- 1 Verdichter ZR75 655 Nm³/h- 1 Verdichter ZR3 1.170 Nm³/h- 1 Verdichter ZR 132FF 1.300 Nm³/h- 1 Verdichter ZR160VSD (drehzahlgeregelt) 1.500 Nm³/h

• Kompressor zum Austrebern 3,5 – 4 bar- 1 Verdichter ZR75 VSD (drehzahlgeregelt) 785 Nm³/h

gesteuert durch Sudzyklus

CO² ~ 10.000t / Jahr• 3 Kolbenverdichter à 1.000 kg/h• 8 / 10 bar Netz

Kälte• 2 Kältezentralen

• 8.000kW Kälteleistung Schiene 0°C / Schiene –5 °C• 2.200 kW Kälteleistung Schiene –4°C


Karlsberg Brauerei

1. Titel

Agenda

6

Abwasserreinigung• Auslauf gereinigtes Abwasser: 890.000 m³

(100.000 Einwohner Gleichwerte)

• Erzeugte Menge Biogas: ~ 650.000 Nm³


Karlsberg Brauerei

1. Titel

Agenda

7

Einführung Energiemanagementsystem nach DIN EN ISO 50001

Chronologie

• Ziel 2013:

− Nachweis / Testat zur Einführung eines Energiemanagementsystems zur Verbesserung der Energieeffizienz gemäß §5 SpaEfV.

− Beginn der Einführung eines Energiemanagementsystems

− Ausbildung / Weiterbildung der Mitarbeiter

− Zusammenführung der Managementsysteme IFS Food & Energie

− ein Managementhandbuch

− eine Dokumentenverteilung

− 2 Mitarbeiter für die Managementsysteme, 1 Büro

− Aufbau der Struktur und der Dokumentation

− Informationsaustausch mit Verbundunternehmen

• Ziel 2014: Erstzertifizierung nach DIN EN ISO 50001 im Oktober 2014


1. Titel

Agenda

8

Einführung Energiemanagementsystem nach DIN EN 50001

Energiepolitik & Energieziele


April 2013:

Verabschiedung und Veröffentlichung der Energiepolitik der Karlsberg Brauerei.

Aushang an den Informationstafeln und im Intranet unter „Managementsysteme“.

abgeleitet aus der Energiepolitik:

strategische Ziele

operative Ziele

1. Titel

Agenda

9




1. Titel

Agenda

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1. Titel

Agenda

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Energieteam


Qualitäts- und Energiemanagementbeauftragter GF Technik und Logistik

Dr. H.-G. Eils

Energiemanagement

D.Zürn

Qualitätsmanagement

J.Scholtes

E N E R G I E T E A M

Energiebeauftragter Leiter techn. Service

B. Franzmann

Organigramm Energiemanagement

Herstellung

Energie-verantwortlicher

S. Hanusch

Abfüllung


H. Würth

Energie &

Instandhaltung


Th. Regneri

Facility

Management


A. Kayser

Qualitäts-sicherung


M. Fecht

Zentral- einkauf


R. Schönenberger

Verladung

Vollguthalle


Th. Johann

Verwaltung

Vertrieb


F. Denger

Karlsberg Service


K. Kiehl

Informationen / Vorschläge können auch per Mail ( [email protected] ) an das Energieteam gesendet werden.Weitere Informationen (z.B. Energiepolitik der Karl sberg Brauerei) finden Sie im Intranet unter Manage mentsysteme.

1. Titel

Agenda

12


Aufbau Anlagenkataster


1. Titel

Agenda

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Interne Energieaudits


• Systemaudit

Einmal im Jahr ist ein internes Systemaudit geplant. Dies wird durch ausgebildete Energieauditoren aus Verbundunternehmen durchgeführt.

• Termin: 25KW (Juni) 2014

• Anlagenaudits

Zur Analyse der Energieeinsparpotentiale und zur Steigerung der Energieeffizienz werden 8 Anlagenaudits in den Bereichen Herstellung, Abfüllung, Energieversorgung, Verladung und Gebäude von den ausgebildeten internen Energieauditoren durchgeführt.

• Termine: Nov. Bis Dez. 2014; Jan. bis Mai 2015

1. Titel

Agenda

14


Interne Energieaudits


1. Titel

Agenda

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Mitarbeiterinformation / „Roadshow Energie“


1. Titel

Agenda

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Aufbau der Energiedatenerfassung

Optimierung der Auswertungsmöglichkeiten

Ausgangssituation:

• Zählerablesung monatlich

- sehr große Zeitspanne → keine Problemanalyse möglich

• Leistungsspitzen beim Strombezug nur Momentaufnahme keine Viertelstundenwerte zur Einhaltung des Leistungsbezugs

- unnötiges Zuschalten der Warmwassererzeugung

- unnötiges Abschalten der Kälteverdichter

• keine Analyse bei Überschneidungen, Spitzen, Verbräuchen, etc. möglich

• ungenaue Messtechnik bei Druckluft, CO2 und Dampf

• sehr stark steigende Energiekosten

• monatliche Auswertungen & jährliche Teilnahme am Betriebevergleich Energie für Brauereien


1. Titel

Agenda

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Ausgangssituation:

Juni 2014 D. Zürn



1. Titel

Agenda

18November 2014 D. Zürn

Anforderungen an das System / Hersteller:

• einfache Bedienung

• alle Medien müssen darstellbar sein

• Erweiterung der Busstrecken & Messstellen in Eigenleistung

• das System muss unbegrenzt erweiterbar sein (keine max. Anzahl der Messstellen)

• es müssen möglichst viele Nutzer gleichzeitig am System arbeiten können

• vorhandene Infrastruktur muss nutzbar sein (LWL Techniknetz)



1. Titel

Agenda


Start Mitte November 2005:

• Aufnahme aller vorhandenen & gewünschten Strommessstellen

• Einrichtung der Server & Software

• Verkabelung und Erneuerung der Zählerschränke

(Einbindung der Ausbildung von der Planung bis zur Inbetriebnahme)

Auswahl des Online Energiedatenerfassungssystems MESSDAS® der Firma HOCHHUTH.



1. Titel

Agenda

20

Eingebaute Messungen (~ 1.850 Tags)

– 220 Drehstromzähler

– 50 Gas- / Druck- / Temperaturmessungen (Bereich Druckluft / CO2/ Dampf)

– 52 Wasserzähler (Warmwasser Wärmemengemessung mit Temperatur)

– 60 Aufnehmer 0/4-20mA Signalen

– 63 Betriebsstundenzähler (berechnet aus Stromaufnahme)

– Berechnete Tags & Handeingaben




1. Titel

Agenda

21

Aktueller Stand:

• Kopplung zum Prozessleitsystem (Braumat)

– OPC-Kopplung digitale Signale

• Anbindung Server Energiemanagement an eine S7 400 / CP443

• Steuerung des Lastabwurfs bei erhöhtem Stromleistungsbezug

• Ausgabe von Meldungen auf E-Mail




1. Titel

Agenda

22

Aktueller Stand:

• Erstellung von Auswertungen über das Reporting Tool von MessDas und Excel

• Bereitstellung der Auswertungen für alle Bereichs- & Abteilungsleiter über das Intranet der Karlsberg Brauerei




1. Titel

Agenda

23

MessDas Live !


1. Titel

Agenda

24

Durchführung erster Analyse- & Optimierungsmaßnahmen

Viele Maßnahmen können ohne weitere finanzielle Investition umgesetzt werden !

- Mitarbeiter direkt mit einbinden & begeistern

- Ergebnisse / Veränderungen mitteilen


Auswertungen & Optimierungen

1. Titel

Agenda

25

Optimierung CO2 Gewinnung

Analyse der CO2-Rückführung Gärkeller -> Einschalten CO2-Verdichter

Je nach Öffnungsstellung der Klappe beim Entlasten der Gärtanks erfolgt eine Rückführung der CO2in kurzer Zeit mit höherer Spitze, bzw. in längerer Zeit mit niedrigerer Spitze. Bei höherer Grundlast der Anlage, können die höheren Spitzen nicht mehr abgefangen werden. Eine Abblasung über die Wasservorlage ist unvermeidlich.


1. Titel

Agenda

26



Tankentlastung durch Mitarbeiter

1. Titel

Agenda

27

Tankentlastung durch Mitarbeiter nach Informationsveranstaltung



1. Titel

Agenda

28

Beim Zuschalten eines CO2 Verdichters wurde Luft mit angesaugt. Die Reinheitsmessung fängt ab einem Wert von 97,5% an die Inertgase abzublasen. Ursache : Im Speicherballon war eine Klebestelle aufgerissen.



1. Titel

Agenda

29

nach erfolgter Reparatur:



1. Titel

Agenda

30

Durch das Projekt zur Optimierung der CO2 Gewinnungkonnte der Zukauf an Fremd CO2 bis auf „0“ reduziert werden.

Zukauf 2005 = 2.097.536 kg ~ 235.000 €Zukauf 2006 = 1.233.649 kgZukauf 2007 = 501.281 kg Zukauf 2008 = 0 kgZukauf 2009 = 0 kg Zukauf 2010 = 0 kg Zukauf 2011 = 0 kgZukauf 2012 = 0 kgZukauf 2013 = 89.260 kg 9.985 € (Umbaumaßnahmen Gärkeller)Zukauf 2014 = 1.404.295 kg 157.000 € (Schaden CO2-Ballon, Umbaumaßnahmen

Gärkeller)

Ergebnis Optimierung CO2-Erzeugung:



1. Titel

Agenda

31

Kälteanlage I:

max 625 kW

Montag

Nach erfolgter Gärung wird das Bier im Tank von 18°C auf 4°C vorgekühlt.Montags morgens wurden die vergorenen Tanks alle zeitgleich zur Kühlung eingeschaltet.

Optimierung Kälteerzeugung


1. Titel

Agenda

32

Kälteanlage I:

max 391 kW

Durch Absprache mit der Herstellung, die zu kühlenden Tanks im 30 Minuten Rhythmus zuzuschalten, konnte die Stromspitze um 200KW reduziert werden.

Optimierung Kälteerzeugung


1. Titel

Agenda

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Reduzierung Dampfeinsatz Warmwasser

Juni 2014 D. Zürn

1. Titel

Agenda

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Reduzierung Dampfeinsatz Warmwasser


Dampfkosten von ca. 25,00 € / t ~ 325.000 €

Durch den Einsatz eines Lastabwurfsystems konnten im Vergleich 2005 zu 2013~ 13.000t/a Dampf eingespart werden, bei gleicher Strombezugsleistung.

1. Titel

Agenda

35

Erdgasbezug Februar 2006 239.940 Nm³ >> 2.682 MWhKohlebezug Februar 2006 677 t >> 6.166 MWh Referenzwert Bier Februar 2006 179.167 Hl >> 0,05 MWh/hl

Reduzierung Erdgasbezug


1. Titel

Agenda

36

Erdgasbezug Februar 2007 89.7310 Nm³ >> 1.004 MWhKohlebezug Februar 2007 973 t >> 8.571 MWh Referenzwert Bier Februar 2007 201.501 hl >> 0,05 MWh/hl



1. Titel

Agenda

37



1. Titel

Agenda

38

Blaue Kurve: Kühlwasser Y-Achse: 0 - 50 m³/h

Rote Kurve: Eigenstrom Y-Achse: 0 - 4000 kWh

konstanter Monatsverbrauch


Kühlwasserverbrauch Turbine

1. Titel

Agenda

39

Blaue Kurve: Kühlwasser Y-Achse: 0 - 50 m³/h

Rote Kurve: Eigenstrom Y-Achse: 0 - 4000 kWh

defekte Wasserventile erneuert



1. Titel

Agenda

40

Kühlwasser Y-Achsen: 0 - 50 m³/h

Kühlwasserverbrauch nach Revision 2014



1. Titel

Agenda

41

konstanter Monatsverbrauch

Zähler läuft vorwärts und rückwärts

Rückschlagklappe defekt

Blaue Kurve: Kaltwasser Zählerstand Y-Achse: 31 - 37 m³

Rote Kurve: Kaltwasser Durchfluss Y-Achse: 0 - 5 m³/h


Kaltwasserverbrauch Pasteur A14

1. Titel

Agenda

42

keine Wochenendarbeit / Zeitschaltuhr defekt / keine Regelung

Blaue Kurve: Strom Lüftung A14 Y-Achse: 0 - 50 kWh

Rote Kurve: Strom Lüftung A14 Y-Achse: 0 - 50 kWh


Lüftungsanlage

1. Titel

Agenda

43

keine Wochenendarbeit / defekte Zeitschaltuhren gewechselt / Regelung instandgesetzt

Blaue Kurve: Strom Lüftung A14 Y-Achse: 0 - 50 kWh

Rote Kurve: Strom Lüftung A14 Y-Achse: 0 - 50 kWh


Lüftungsanlage


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

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