Energieeffizienz im Unternehmen – wo entstehen Verluste und wie lassen sie sich reduzieren?

Energieeffizienz im Unternehmen bedeutet nicht einfach, Anlagen durch Modelle mit höherem Wirkungsgrad zu ersetzen. Ein Produktionsbetrieb funktioniert als Gesamtsystem: Der Prozess bestimmt den Energiebedarf, die Hilfsmedien sollen diesen Bedarf decken, die Anlagen verteilen die Energie an die Verbraucher, und Automatisierung sowie Betriebsorganisation entscheiden darüber, ob Energie nur dann und nur in der Menge eingesetzt wird, in der sie tatsächlich benötigt wird.

Deshalb entsteht ein Verlust nicht immer an dem Gerät, das am meisten Energie verbraucht. Ein Kompressor kann effizient sein, während das System mit zu hohem Druck betrieben wird. Ein Motor kann eine hohe Effizienzklasse haben, aber eine über Drosselung geregelte Pumpe antreiben. Eine Kälteanlage kann modern sein und dennoch zu viel Energie verbrauchen, etwa durch eine unnötig niedrige Verdampfungstemperatur, einen verschmutzten Verflüssiger oder eine ungünstige Verdichtersequenz.

In der Praxis bedeutet die Verbesserung der Energieeffizienz vor allem, dasselbe nutzbare Ergebnis mit geringerem Energieverbrauch zu erzielen oder das Ergebnis zu steigern, ohne dass der Energieverbrauch proportional zunimmt. Deshalb sollten nicht nur die Energiekosten als Bezugspunkt dienen, sondern auch Produktionsmenge, Betriebszeit, Auslastung, Umgebungsbedingungen und Prozessparameter.

Ein systemischer Ansatz entspricht der Logik der ISO 50001:2018, die das Energiemanagement auf die fortlaufende Verbesserung der energiebezogenen Leistung ausrichtet, sowie der ISO 50006:2023, die den Einsatz von Energieleistungskennzahlen und energetischen Ausgangsbasen weiterentwickelt. Die ISO 50002-3:2025 wiederum bezieht Energieaudits unmittelbar auf Prozesse und deren systemische Energiebilanzierung.

Der Betrieb als Energiesystem – wo sollte man tatsächlich nach Verlusten suchen?

Energie durchläuft in einem Unternehmen in der Regel mehrere aufeinanderfolgende Stufen: Sie wird eingekauft, umgewandelt, verteilt und im Prozess genutzt; ein Teil ihres Potenzials geht dabei verloren oder wird an die Umgebung abgegeben. Deshalb kann die isolierte Betrachtung eines einzelnen Geräts ohne seinen technologischen Zusammenhang zu falschen Schlussfolgerungen führen.

Am sinnvollsten ist eine Unterteilung in vier Ebenen:

1. Prozessbedarf – benötigt der Prozess diese Temperatur, diesen Druck, Volumenstrom, diese Geschwindigkeit oder Betriebszeit tatsächlich?
2. Erzeugung und Verteilung von Medien – mit welchem Wirkungsgrad werden Druckluft, Kälte, Wärme, Dampf, Wasser oder Lüftungsluft erzeugt und bereitgestellt?
3. Regelung und Betriebsorganisation – reagieren die Anlagen auf den tatsächlichen Bedarf, oder halten sie unabhängig von der Produktion konstante Parameter?
4. Abwärme und Abfallenergie – können Wärme, Kälte oder Prozessenergie, die heute abgeführt werden, an anderer Stelle im Betrieb genutzt werden?

Erst nach einer solchen Strukturierung ist die Frage sinnvoll, welches Gerät ersetzt werden sollte. In vielen Betrieben lässt sich ein Teil des Potenzials früher erschließen: durch angepasste Sollwerte und Zeitprogramme, die Beseitigung von Leckagen, eine korrekte Anlagenreihenfolge, die Wartung von Wärmetauschern oder das Abschalten nicht benötigter Verbraucher.

Wenn vor allem die Reihenfolge eines vollständigen Maßnahmenprogramms benötigt wird und nicht eine Karte technischer Bereiche, beschreiben wir dies gesondert im Beitrag wo man mit der Verbesserung der Energieeffizienz im Unternehmen beginnen sollte. Hier konzentrieren wir uns darauf, was technisch im Betrieb zu prüfen ist und welche Signale eine vertiefte Analyse auslösen sollten.

Zuerst organisatorische und geringinvestive Maßnahmen, danach Investitionen

Ein häufiger Fehler besteht darin, ein Projekt mit der Auswahl einer neuen Anlage zu beginnen. Wenn das tatsächliche Lastprofil, der Betriebspunkt und der Prozessbedarf nicht bekannt sind, kann eine effizientere, aber weiterhin falsch dimensionierte Anlage beschafft werden.

Vor Investitionsausgaben (CAPEX) lohnt es sich daher, Maßnahmen zu prüfen, die häufig vor allem Wissen, Messungen und betriebliche Disziplin erfordern:

• Anpassung von Temperaturen, Drücken, Volumenströmen und Betriebszeiten;
• Abschaltung von Leerlaufbetrieb und unnötigem Stand-by;
• Beseitigung von Leckagen und Undichtheiten;
• Reinigung von Wärmetauschern, Filtern, Verflüssigern und Wärmeübertragungsflächen;
• korrekte Sequenzierung mehrerer Kompressoren, Pumpen, Kälteanlagen oder Kessel;
• Anpassung des Anlagenbetriebs an Produktionsänderungen;
• Wiederherstellung der automatischen Regelung nach manuell belassenen Bypässen und Übersteuerungen;
• Zonierung von Verbrauchern und Abschaltung außerhalb der Nutzungszeiten;
• laufende Überwachung von Abweichungen der Energiekennzahlen.

Das bedeutet nicht, dass jede Änderung eines Sollwerts unbedenklich ist. Prozessparameter, Produktqualität, Arbeitsschutzanforderungen, Zuverlässigkeit und Produktionsreserve haben Vorrang. Entscheidend ist, zuerst die tatsächlichen Prozessanforderungen festzustellen und erst danach eine energieeffiziente Art ihrer Erfüllung zu entwickeln.

1. Produktionsprozess – zuerst das nutzbare Ergebnis

Der Produktionsprozess sollte der Bezugspunkt für die übrigen Anlagen sein. Er bestimmt, wie viel Kälte, Wärme, Bewegung, Druckluft oder Lüftung tatsächlich benötigt wird. Arbeitet der Prozess instabil, weist er viele Stillstände auf oder entstehen Ausschuss und Nacharbeit, kann der Energieverbrauch steigen, ohne dass die nutzbare Produktion zunimmt.

Zu prüfen sind insbesondere:

• spezifischer Energieverbrauch, z. B. kWh/t, kWh/Stück oder kWh/Charge;
• Energieverbrauch bei Anfahren, Stillstand, Umrüsten und Leerlauf;
• Zykluszeit und Linienleistung bei unterschiedlichen Lastniveaus;
• Abhängigkeit des Verbrauchs von Produkttyp, Rezeptur, Rohstofftemperatur und Umgebungsbedingungen;
• Anteil von Ausschuss, Nacharbeit und Wiederaufbereitung, sofern dies den Energieverbrauch beeinflusst.

Typische Verlustquellen: Anlagen, die auf Material warten, zu hohe Prozesstemperaturen oder -drücke, unnötiges Erwärmen und anschließendes Kühlen desselben Mediums, überlange Prozesszeiten, Engpässe, die einen Betrieb von Teilen der Linie ohne Produktion erzwingen, sowie instabile Qualität mit zusätzlicher Wiederaufbereitung.

Diagnosefrage: Bleibt der spezifische Energieverbrauch bei vergleichbarem Produkt und Produktionsvolumen stabil, oder verändert er sich ohne offensichtlichen technologischen Grund?

Wenn die Antwort nicht bekannt ist, sollte der Energieverbrauch des Prozesses vom Verbrauch der Hilfsmedien getrennt und das Betriebsprofil der Linie analysiert werden. Einen breiteren Ansatz für diesen Bereich beschreibt die Seite zur Energieeffizienz von Produktionslinien.

2. Druckluft – das Gesamtsystem zählt, nicht nur der Kompressor

Druckluft sollte vom Kompressorraum bis zum Verbrauchspunkt analysiert werden. Der Wirkungsgrad des Kompressors allein zeigt weder Leckageverluste noch Druckabfälle, ungeeignete Regelung oder Anwendungen, in denen Druckluft technologisch nicht gerechtfertigt ist. Das U.S. Department of Energy nennt in seinen Unterlagen zu Druckluftsystemen unter anderem die Verringerung von Leckagen, die Stabilisierung des Drucks, sachgerechte Instandhaltung und die Begrenzung von Verlusten bei der Kondensatableitung als grundlegende Verbesserungsbereiche.

Zu prüfen sind insbesondere:

• Leistung und Energieverbrauch der Kompressoren sowie deren Betriebsstunden;
• Volumenstrom und – bei verlässlichen Daten – spezifischer Energieverbrauch, z. B. kWh/Nm³ (Kilowattstunden pro Normkubikmeter bei definierten Bezugsbedingungen);
• Druck an den Kompressoren und an kritischen Punkten des Systems;
• Anteil von Last-, Leerlauf- und Stillstandszeiten;
• Luftverbrauch in Zeiten ohne Produktion;
• Druckverluste an Trocknern, Filtern und im Leitungsnetz.

Typische Verlustquellen: Leckagen, zu hoher Systemdruck, sogenannter künstlicher Bedarf infolge überhöhten Drucks, ungünstige Sequenzierung mehrerer Kompressoren, erhebliche Druckverluste, Kompressorbetrieb außerhalb des effizienten Bereichs sowie Druckluftnutzung dort, wo ein anderes Medium oder ein elektrisches Gerät ausreichen würde.

Diagnosefrage: Sinken Volumenstrom und Leistungsaufnahme des Kompressorraums nach Produktionsende deutlich ab, oder weist das System weiterhin einen erheblichen Verbrauch auf?

Geht das Problem über einzelne Leckagen hinaus, ist eine Analyse des gesamten Systems erforderlich. Den Umfang einer solchen Untersuchung beschreiben wir auf der Seite Druckluftsystem-Audit.

3. Motoren und Antriebe – ein effizienter Motor kann in einem ineffizienten System arbeiten

Ein Motor sollte nicht nur anhand seiner Nennleistung oder Effizienzklasse bewertet werden. Entscheidend ist, was er antreibt, mit welcher Last er betrieben wird und wie der Prozess geregelt wird. Besonders relevant sind Pumpen- und Ventilatorsysteme, bei denen der Volumenstrombedarf häufig schwankt.

Zu prüfen sind insbesondere:

• tatsächliche Leistungsaufnahme und Lastprofil statt nur der Typenschildleistung;
• Betriebszeit und Anzahl der Stunden im Teillastbetrieb;
• erforderlicher Volumenstrom, Druck, Geschwindigkeit oder Drehmoment des Prozesses;
• Regelungsart: Drosselklappe, Drosselventil, Bypass, Ein/Aus-Regelung oder Drehzahlregelung;
• Wirkungsgrad des Motors sowie separat der Wirkungsgrad der angetriebenen Maschine und des Gesamtsystems.

Typische Verlustquellen: Überdimensionierung, Drosselung des Volumenstroms bei konstanter Drehzahl, Betrieb von Pumpen oder Ventilatoren außerhalb des geeigneten Betriebspunkts, verschlissene Getriebe und mechanische Komponenten, falsche Riemenspannung, ungeeignete Sequenzierung paralleler Anlagen und Antriebsbetrieb zu Zeiten, in denen der Prozess ihn nicht benötigt.

Das Department of Energy betont in seinen Unterlagen zu Pumpen- und Motorsystemen konsequent den Systemansatz und die Anpassung von Pumpe und Regelungsart an die Anforderungen der Anlage statt der isolierten Optimierung einzelner Komponenten.

Diagnosefrage: Wird der Volumenstrom einer Pumpe oder eines Ventilators durch Drosselung oder Bypass begrenzt, während der Motor die meiste Zeit mit konstanter Drehzahl läuft?

Mehr zur Auswahl von Antrieben finden Sie auf der Seite Elektromotoren und Antriebe.

4. Kälte- und Prozesskühlung – die kleinste erforderliche Temperaturdifferenz

In der Kältetechnik muss der gesamte Kreislauf betrachtet werden: Kälteverbraucher, Verdampfer, Verdichter, Verflüssiger, Pumpen, Ventilatoren, Abtauung und Regelung. DOE Better Plants betont, dass ein Systemansatz in der Industriekälte wirksamer ist als die isolierte Betrachtung einzelner Komponenten, und nennt unter anderem die Absenkung unnötig hoher Verflüssigungsdrücke sowie die korrekte Sequenzierung von Verdichtern und Verflüssigern.

Zu prüfen sind insbesondere:

• Energieverbrauch bezogen auf die Produktmenge oder die bereitgestellte Kälte;
• Kälteleistungszahl COP (coefficient of performance), sofern sie für die jeweiligen Bedingungen verlässlich bestimmt werden kann;
• Verdampfungs- und Verflüssigungstemperaturen bzw. -drücke;
• Temperatur des gekühlten Mediums sowie die tatsächlich erforderliche Prozesstemperatur;
• Teillastbetrieb der Verdichter und deren Sequenzierung;
• Abtauzeiten und Abtaulogik;
• Zustand von Wärmetauschern, Verflüssigern, Filtern und Dämmung.

Typische Verlustquellen: niedrigere Temperaturen als vom Prozess benötigt, zu große Differenz zwischen Verdampfungs- und Verflüssigungstemperatur, verschmutzte Wärmetauscher, ungünstige Verdichtersequenz, übermäßiges Abtauen, Wärmeeintrag durch offene Tore und Türen, falsche Volumenströme sowie die Nichtnutzung günstiger Außenbedingungen, wenn Free Cooling möglich ist.

Diagnosefrage: Ist das Temperaturniveau der Kühlung anhand der tatsächlichen Anforderungen von Prozess und Produkt festgelegt, oder beruht es vor allem auf einem historischen Sollwert?

Technische Einzelheiten sollten einer separaten Analyse von Kältetechnik und Kühlprozess vorbehalten bleiben.

5. Wärme, Dampf und thermische Prozesse – Energie auf dem richtigen Temperaturniveau bereitstellen

In Wärmesystemen entstehen Verluste nicht nur durch den Wirkungsgrad von Kessel oder Ofen. Auch Erzeugungstemperatur, Transport, Dämmung, Verbrennungsparameter, Zustand der Wärmeübertragungsflächen, Kondensat, Kondensatableiter, Brennerbetrieb und der tatsächliche Prozessbedarf spielen eine Rolle. DOE-Unterlagen zu thermischen Prozessen nennen unter anderem die Kontrolle des Luft-Brennstoff-Verhältnisses, saubere Wärmeübertragungsflächen, die Verringerung von Falschluft und Strahlungsverlusten sowie die Nutzung von Abwärme.

Zu prüfen sind insbesondere:

• Brennstoff- oder Wärmeverbrauch pro Produkteinheit;
• Abgastemperatur und – sofern für die Wärmequelle relevant – Verbrennungsparameter;
• Vorlauf- und Rücklauftemperaturen sowie Stabilität der Wärmeabnahme;
• Dampfdruck und tatsächliche Anforderungen an den Verbrauchsstellen;
• Kondensatrückführung, Zustand der Kondensatableiter und Verluste durch Ableitungen;
• Betriebszeiten der Wärmequellen sowie Anzahl häufiger Ein- und Ausschaltungen;
• Oberflächentemperatur von Rohrleitungen, Armaturen und Anlagen als Hinweis auf fehlende Dämmung.

Typische Verlustquellen: zu hohe Temperaturen oder Drücke, Luftüberschuss bei der Verbrennung, verschmutzte Wärmeübertragungsflächen, ungedämmte Komponenten, Dampfleckagen, defekte Kondensatableiter, übermäßige Abschlämmung oder Ableitung, geringer Kondensatrücklauf sowie häufiger Betrieb der Wärmequelle bei sehr niedriger Last.

Diagnosefrage: Wird Wärme auf einem höheren Temperatur- oder Druckniveau erzeugt und verteilt, als es der anspruchsvollste Verbraucher tatsächlich benötigt?

Wenn das Problem vor allem die Art der Wärmeerzeugung betrifft, ist der nächste Schritt eine Analyse der Wärmequelle und ihrer Modernisierungsvarianten.

6. Energierückgewinnung – Abwärmequelle und Abnehmer müssen zusammenpassen

Abwärme kann in Abgasen, Abluft, Kühlwasser, Kompressoröl, Produkten, Prozessabwässern oder an Verflüssigern von Kälteanlagen auftreten. Allein eine hohe Temperatur bedeutet jedoch noch nicht, dass ein Wärmerückgewinnungsprojekt sinnvoll ist.

Zu prüfen sind insbesondere:

• Temperatur und Volumenstrom der Abwärmequelle;
• Verfügbarkeit der Quelle im Tages-, Wochen- und Jahresverlauf;
• Bedarf des potenziellen Abnehmers in denselben Zeiträumen;
• vom Abnehmer benötigte Temperatur;
• Entfernung zwischen Quelle und Abnehmer;
• Prozessschwankungen, Speichermöglichkeiten sowie Auswirkungen von Verschmutzung und Korrosion.

Typische Verlustquellen: Abgabe von Wärme an die Atmosphäre oder an ein Kühlsystem, kein zeitgleich arbeitender Abnehmer, zu große Entfernung zwischen Quelle und Abnehmer, fehlende Dämmung sowie verschmutzte Wärmetauscher. In der Praxis zählt nicht nur das momentane Potenzial in kW, sondern vor allem die Energiemenge, die sich über das Jahr tatsächlich sinnvoll nutzen lässt.

Diagnosefrage: Arbeiten Abwärmequelle und potenzieller Abnehmer über einen ausreichend großen Teil des Jahres gleichzeitig?

Eine umfassendere Bewertungsmethode beschreiben wir in unserem Beitrag zur Wärmerückgewinnung.

7. Beleuchtung – nicht nur die Leistung der Leuchten

In modernen Betrieben schöpft der reine Austausch von Leuchtmitteln das Potenzial häufig nicht aus. Auch eine LED-Anlage kann ineffizient sein, wenn sie überdimensioniert ist, in leeren Bereichen betrieben wird oder Tageslicht nicht nutzt.

Zu prüfen sind insbesondere:

• installierte Leistung und jährliche Betriebsstunden;
• Energieverbrauch der Beleuchtung, sofern separat gemessen;
• spezifische Leistung in W/m² als Hilfskennzahl;
• erforderliche und gemessene Beleuchtungsstärke in den jeweiligen Bereichen;
• Schichtplan, Anwesenheit von Personen und Tageslichtverfügbarkeit;
• Regelungsart, Zonierung, Präsenzsensoren und Dimmung.

Typische Verlustquellen: zu hohe Beleuchtungsstärke, gleichzeitige Beleuchtung ungenutzter Hallen- oder Lagerbereiche, fehlende Zonierung, fehlende Präsenzregelung, verschmutzte Leuchten sowie Zeitprogramme unabhängig von der tatsächlichen Nutzung des Gebäudes.

Diagnosefrage: Ist die Beleuchtung nur dort und dann in Betrieb, wo sie benötigt wird, und entspricht das erreichte Niveau der Funktion des jeweiligen Bereichs?

Leuchtentausch, Regelung und Modernisierungsvarianten werden im Beitrag Modernisierung der Beleuchtung ausführlicher behandelt.

8. Gebäude und Hilfsinfrastruktur – produktionsunabhängige Verluste

In Industriebetrieben ist das Gebäude nicht immer der größte Energieverbraucher, kann aber einen vom Produktionsvolumen unabhängigen Verbrauch verursachen. Dazu gehören Heizung, Lüftung, Klimatisierung, Tore, Luftschleier sowie Büro- und Sozialräume.

Zu prüfen sind insbesondere:

• Energie für Heizung und Kühlung bezogen auf die Fläche unter Berücksichtigung der Witterung;
• Zeitprogramme für Heizung, Lüftung und Klimatisierung (HVAC) im Verhältnis zu Anwesenheit und Produktionsschichten;
• Soll- und Ist-Temperaturen in verschiedenen Zonen;
• Luftvolumenströme und ihre Anpassung an technologische und nutzungsbedingte Anforderungen;
• Häufigkeit der Toröffnungen und erkennbare Wege der Luftinfiltration;
• Zustand von Dämmung, Gebäudehülle und Bereichen mit erhöhtem Wärmeübergang.

Typische Verlustquellen: Überheizen und Unterkühlen von Räumen, Lüftungsbetrieb außerhalb der Nutzungszeiten, gleichzeitiges Heizen und Kühlen, undichte Tore und Türen, Wärmebrücken, ungedämmte Anlagen und fehlende Zonierung.

Diagnosefrage: Verändert sich der Energieverbrauch des Gebäudes nachvollziehbar mit Witterung, Nutzungszeit und Produktion, oder bleibt er auch bei geringer Nutzung hoch?

Wenn Verluste über Gebäudehülle und technische Gebäudeausrüstung dominieren, sollte das Thema im Rahmen eines Gebäudeenergieaudits vertieft werden.

9. Automatisierung und Regelung – der Algorithmus kann sparen oder Verluste verursachen

Automatisierung garantiert für sich genommen keine Effizienz. Eine Steuerung kann einen falsch eingestellten Parameter sehr präzise einhalten. Deshalb sollte ein Audit nicht nur prüfen, ob Gebäudeleittechnik (BMS), speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS/PLC) oder Frequenzumrichter vorhanden sind, sondern vor allem deren Regelungslogik.

Zu prüfen sind insbesondere:

• Verläufe von Soll- und Istwerten;
• Ventil- und Klappenstellungen sowie Steuersignale der Frequenzumrichter;
• Betriebsstunden der Anlagen und Reihenfolge ihrer Zuschaltung;
• Anzahl von Alarmen, manuellen Übersteuerungen und Bypässen der Automatik;
• Qualität und Zuverlässigkeit von Temperatur-, Druck- und Durchflusssensoren;
• Fälle gleichzeitigen Heizens und Kühlens oder des Betriebs mehrerer Quellen bei geringem Bedarf.

Typische Verlustquellen: konstante Sollwerte unabhängig von der Produktion, driftende Sensoren, belassene Handbetriebsarten, ungeeignete Hysterese, zu häufiges Schalten von Anlagen, falsche Prioritäten in der Sequenz und Regelkreise, die gegeneinander „arbeiten“.

Diagnosefrage: Folgt die Regelung tatsächlich dem Prozessbedarf, oder hält sie hauptsächlich historische Sollwerte aufrecht?

Automatisierung bringt den größten Nutzen, wenn sie mit guten Daten und klaren Energiekennzahlen verbunden ist.

10. Energiemonitoring und Energiemanagement – Daten müssen zu Maßnahmen führen

Der Hauptenergiezähler zeigt, wie viel der gesamte Betrieb verbraucht hat, beantwortet aber meist nicht die Frage, warum sich der Verbrauch verändert hat. Für ein wirksames Management ist eine Datentiefe erforderlich, die Prozess, Hilfsmedien und Grundlast voneinander trennt und mit den Einflussgrößen auf das Ergebnis verknüpft.

Zu prüfen sind insbesondere:

• Leistungs- und Energieprofile im 15-Minuten-Raster oder in einer anderen für den Prozess angemessenen Auflösung;
• Grundlast außerhalb der Produktion;
• Unterzähler für wesentliche Prozesse und Hilfssysteme;
• Energieleistungskennzahlen (EnPI), z. B. kWh/t, kWh/Stück, kWh/Nm³ oder eine andere prozessgeeignete Kennzahl;
• eine energetische Ausgangsbasis, die relevante Variablen berücksichtigt: Produktion, Witterung, Betriebsstunden oder Produktmix;
• Vollständigkeit der Daten, Messfehler und Übertragungsausfälle;
• Regeln für den Umgang mit Abweichungen: Wer erhält einen Alarm und was geschieht anschließend?

ISO 50006:2023 legt besonderen Wert auf die Festlegung, Anwendung und Pflege von Energieleistungskennzahlen und energetischen Ausgangsbasen. Ein Dashboard ohne geregelten Reaktionsprozess verbessert die Effizienz jedoch nicht.

Typische Verlustquellen: keine Verbrauchsaufteilung nach Bereichen, fehlende Normalisierung der Daten, ausschließliche Analyse von Monatsrechnungen, Alarme ohne Verantwortlichkeit, fehlende Kontrolle des Verbrauchs an Wochenenden und in Stillständen sowie über Monate bestehende Abweichungen, die niemand untersucht.

Diagnosefrage: Kann das Unternehmen erklären, warum es gestern mehr Energie als an einem vergleichbaren Tag verbraucht hat, und einen konkreten Prozess oder eine veränderte Randbedingung benennen?

Eine Vertiefung dieses Bereichs bietet die Seite Energiemonitoring und Energiemanagement.

Das größte Potenzial liegt häufig zwischen den Systemen

Die getrennte Analyse einzelner Bereiche ist notwendig, die interessantesten Erkenntnisse entstehen jedoch oft erst durch die Verknüpfung der Daten. Einige Beispiele:

• Prozess und Kältetechnik: Eine weitere Absenkung der Prozesstemperatur kann die Kältelast erhöhen, ohne die Produktqualität zu verbessern;
• Druckluft und Produktion: Wird wegen eines einzelnen problematischen Verbrauchers der Druck im gesamten Netz erhöht, steigt der Bedarf aller übrigen Verbraucher;
• Kältetechnik und Wärme: Am Verflüssiger abgeführte Energie kann als Wärmequelle dienen, aber nur, wenn ein geeigneter Abnehmer vorhanden ist und Quelle und Bedarf zeitlich zusammenfallen;
• Antriebe und Automatisierung: Ein Frequenzumrichter ermöglicht eine Regelung, der Nutzen entsteht jedoch erst, wenn der Regelalgorithmus diese Möglichkeit entsprechend dem tatsächlichen Bedarf nutzt;
• Gebäude und Prozess: Technologische Lüftung kann große Mengen Außenluft eintragen, die anschließend erwärmt oder gekühlt werden müssen;
• Monitoring und Instandhaltung: Ein plötzlicher Verbrauchsanstieg kann das erste Anzeichen für einen verschmutzten Wärmetauscher, eine Leckage, einen veränderten Sollwert oder eine sich verschlechternde Anlagenleistung sein.

Eine gute Energieanalyse endet deshalb nicht mit einer Liste „Kompressor – Motor – Beleuchtung“. Sie sollte Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge zwischen Prozess und Medienversorgung aufzeigen.

Ein einfaches Beispiel: Was kann ein unbemerkter Grundlastverbrauch kosten?

Nehmen wir rein beispielhaft an, dass Messungen nach Produktionsende eine konstante Leistungsaufnahme von 90 kW zeigen und die Anlagenanalyse ergibt, dass davon 35 kW für 12 Stunden pro Tag an 250 Tagen im Jahr nicht benötigt werden.

Die jährliche Energie, die mit dieser unnötigen Leistungsaufnahme verbunden ist, lässt sich wie folgt abschätzen:

35 kW × 12 h/Tag × 250 Tage = 105 000 kWh/Jahr = 105 MWh/Jahr.

Dies ist weder ein Ergebnis für ein konkretes Unternehmen noch eine garantierte Einsparung. Das Beispiel zeigt jedoch, warum vor dem Kauf neuer Technik das Lastprofil analysiert werden sollte. Unnötige Leistungsaufnahme kann sich auf Ventilatoren, Pumpen, Druckluft, HVAC, elektrische Heizung, Beleuchtung und im Leerlauf belassene Anlagen verteilen.

Wie entscheidet man, ob ein Bereich vertieft analysiert werden sollte?

Es gibt kein einzelnes System, das immer die größten Einsparungen bietet. Die Bedeutung hängt von Produktionstechnologie, Betriebszeit, Anlagenzustand, Medienkosten und Regelungsart ab. Besonders für eine weitergehende Analyse geeignet sind Bereiche, in denen mindestens eines der folgenden Signale auftritt:

• sie haben einen wesentlichen Anteil an der Energiebilanz des Betriebs;
• der spezifische Verbrauch verändert sich trotz vergleichbarer Produktion;
• Anlagen laufen lange über den tatsächlichen Bedarf hinaus;
• bei Stillstand oder am Wochenende besteht eine konstante Leistungsaufnahme;
• Sollwerte haben keine dokumentierte technologische Begründung;
• das System wird überwiegend manuell oder über Drosselung und Bypässe geregelt;
• Messdaten sind zu grob, um die Ursache einer Abweichung zu bestimmen;
• ein größerer Anlagenaustausch ist geplant, das Lastprofil wurde jedoch nicht gemessen;
• es entsteht eine erhebliche Menge Abwärme, ohne dass potenzielle Abnehmer geprüft wurden.

Wenn das Problem den gesamten Betrieb betrifft und eine Energiebilanz sowie eine Liste relevanter Bereiche erstellt werden sollen, kann ein Energieaudit für Unternehmen das passende Instrument sein. Wird eine konkrete Maßnahme und ihre energetische Wirkung untersucht, kann der Umfang eher einem Energieeffizienz-Audit entsprechen. Die Art der Analyse sollte sich nach der Entscheidung richten, die das Unternehmen treffen möchte – nicht allein nach der Bezeichnung des Audits.

Welche Kennzahlen sollten dauerhaft erfasst werden?

Kennzahlen sollten möglichst eng mit dem nutzbaren Ergebnis verknüpft sein. Ein monatlicher MWh-Wert allein ist zu wenig aussagekräftig, wenn sich die Produktion um einige zehn Prozent verändert. Ein Basissatz kann in der Praxis Folgendes umfassen:

Entscheidend ist, dass eine Kennzahl wiederholbar, verständlich und auf Daten bekannter Qualität basiert. Ändern sich Produktmix, Witterung oder Anzahl der Schichten, kann ein einfacher Quotient eine Normalisierung erfordern. Deshalb sollte die Ausgangsbasis nur dann aktualisiert werden, wenn dies sachlich begründet ist – nicht, um das Ergebnis „zu verbessern“.

FAQ – Energieeffizienz im Unternehmen

Bedeutet eine Senkung der Energiekosten immer eine Verbesserung der Energieeffizienz?

Nein. Eine Änderung des Tarifs, des Energieeinkaufspreises oder der vertraglich vereinbarten Leistung kann Kosten senken, ohne den Energieverbrauch je Einheit des nutzbaren Ergebnisses zu reduzieren. Das sind wichtige Maßnahmen zur Kostensenkung, die technische Effizienz sollte jedoch separat bewertet werden. So erkennt das Unternehmen, ob es aufgrund besserer Vertragsbedingungen spart oder aufgrund einer tatsächlichen Änderung von Prozess und Anlagen.

Ist der Austausch einer alten Anlage gegen eine neue immer die beste erste Maßnahme?

Nicht immer. Zunächst sollten Lastprofil, erforderlicher Betriebspunkt und Regelungsart bekannt sein. Eine neue Anlage, die für einen falsch angenommenen Bedarf ausgelegt wurde, kann weiterhin ineffizient arbeiten. In vielen Fällen lässt sich ein Teil des Potenzials durch Sollwerte, Zeitprogramme, Reparaturen, Sequenzierung und Automatisierung erschließen.

Welche Kennzahl zeigt eine Verbesserung der Energieeffizienz am besten?

Es gibt keine einzelne universelle Kennzahl. Für die Produktion kann dies kWh/t oder kWh/Stück sein, für Druckluft kWh/Nm³ und für ein Gebäude ein um Witterung und Nutzungszeit bereinigter Wert. In einem größeren Betrieb ist ein Satz mehrerer EnPIs erforderlich, die mit den wesentlichen Energieeinsätzen verknüpft sind.

Soll jedes identifizierte Energiepotenzial umgesetzt werden?

Nein. Nach der Identifikation des technischen Potenzials müssen Auswirkungen auf Prozess, Qualität, Sicherheit, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit geprüft werden. Besonders bei Wärmerückgewinnung, Änderungen von Temperaturen oder Drücken und Modernisierungen kritischer Systeme kann das theoretische Potenzial größer sein als der im realen Betrieb erreichbare Effekt.

Zusammenfassung

Die Energieeffizienz eines Unternehmens ergibt sich aus dem Zusammenspiel des gesamten Systems. Zuerst müssen die Prozessanforderungen festgestellt werden; anschließend sind Erzeugung und Verteilung der Medien, Betrieb der Verbraucher, Automatisierung, Grundlast und Möglichkeiten zur Energierückgewinnung zu prüfen. Erst auf dieser Grundlage lassen sich Investitionen sinnvoll bewerten.

Der größte Fehler besteht darin, Modernisierung als Liste voneinander unabhängiger Käufe zu behandeln. Ein neuer Kompressor, Motor, ein Kälteaggregat oder eine neue Leuchte kann laut Datenblatt einen hohen Wirkungsgrad aufweisen, doch das Ergebnis des gesamten Betriebs hängt davon ab, wie die Anlage im realen Prozess arbeitet.

Wenn das Ziel darin besteht, festzustellen, wo im Betrieb Verluste entstehen und welche davon genauer berechnet werden sollten, ist eine Energiebilanz in Verbindung mit Messungen und Produktionsdaten ein guter Ausgangspunkt. Damit lassen sich organisatorische und geringinvestive Maßnahmen von Projekten trennen, die tatsächlich Investitionen, technische Planung oder ein detailliertes Audit erfordern.

Im Artikel verwendete Quellen und Standards

• ISO 50001:2018 – Energy management systems – systemischer Ansatz für energiebezogene Leistung und fortlaufende Verbesserung.
• ISO 50006:2023 – Energy performance indicators and energy baselines – EnPI, energetische Ausgangsbasen, Messung und Monitoring der energiebezogenen Leistung.
• ISO 50002-3:2025 – Energy audits in processes – aktuelle Leitlinien für Energieaudits von Prozessen.
• European Commission JRC – Energy Efficiency BREF – horizontaler Ansatz zur Verbesserung der Energieeffizienz in Industrieanlagen.
• U.S. Department of Energy – MEASUR – systemische Bewertungswerkzeuge unter anderem für Pumpen, Ventilatoren, Motoren, Druckluft, thermische Prozesse und Beleuchtung.
• U.S. Department of Energy – Compressed Air Systems – Bewertungsbereiche für Druckluftsysteme.
• Better Buildings & Better Plants – Industrial Refrigeration – systemischer Ansatz für industrielle Kältetechnik.
• U.S. Department of Energy – Process Heating Systems – Verbesserungsbereiche für thermische Prozesse und Wärmerückgewinnung.