Modernisierung des Energiesystems – Investitionen richtig verknüpfen

In einem Unternehmen wird selten nur ein einzelnes Element des Energiesystems modernisiert. In der Praxis stehen energetische Gebäudesanierung, Wärmerückgewinnung, Austausch des Wärmeerzeugers, Elektrifizierung von Prozessen, Photovoltaik, Kraft-Wärme-Kopplung, Energiespeicher, Modernisierung von Antrieben und neue Regelungssysteme häufig nebeneinander. Jede dieser Investitionen kann für sich genommen sinnvoll sein. Probleme entstehen, wenn jede Maßnahme auf einer anderen Bilanz basiert und nicht berücksichtigt wird, wie sie die Randbedingungen für nachfolgende Projekte verändert.

Die wichtigste Regel ist einfach: Die nächste Investition sollte nicht auf ein Verbrauchsprofil ausgelegt werden, das durch frühere Maßnahmen erst noch verändert werden soll. Sinkt nach einer energetischen Gebäudesanierung der Wärmebedarf, kann ein zuvor dimensionierter Wärmeerzeuger zu groß sein. Deckt die Wärmerückgewinnung einen Teil des Prozesswärmebedarfs, ändern sich sowohl die erforderliche Leistung als auch die Betriebsstunden des neuen Erzeugers. Kommt eine Wärmepumpe oder eine andere Form der Prozesselektrifizierung hinzu, verändert sich wiederum das Stromprofil, auf dessen Grundlage zuvor Photovoltaik oder Speicher geplant wurden.

Deshalb sollte die Modernisierung des betrieblichen Energiesystems als technisches Projekt verstanden werden, bei dem die Wechselwirkungen zwischen den Investitionen im Mittelpunkt stehen. Es geht nicht darum, eine weitere Geräteliste zu erstellen, sondern die Reihenfolge, gemeinsame Planungsannahmen und die Energieprofile im Zielzustand nach jeder Stufe festzulegen.

Die Modernisierung des Energiesystems ist ein Projekt zur Abstimmung von Wechselwirkungen – kein Technologiekatalog

Der häufigste Fehler besteht darin, jede Investition gegenüber dem heutigen Zustand zu bewerten. Das Gebäudeaudit ermittelt den Bedarf vor der energetischen Sanierung, der Planer des Wärmeerzeugers nutzt denselben Ausgangszustand, der PV-Anbieter analysiert den historischen Stromverbrauch und der Energiespeicher wird auf ein Profil ausgelegt, das nach Umsetzung der übrigen Investitionen nicht mehr bestehen wird.

Bei einem schlüssigen Ansatz ist die historische Bilanz nicht der einzige Bezugspunkt. Zusätzlich ist eine Restbedarfsbilanz zu erstellen, also der prognostizierte Bedarf nach Umsetzung der zuvor geplanten Maßnahmen. Diese Bilanz wird zur Eingangsgröße für die nächste Stufe.

Anmerkung des Auditors: Bei mehreren parallel geplanten Modernisierungen interessiert mich das Energieprofil nach den Änderungen stärker als die Summe des historischen Verbrauchs. Aus dem zukünftigen Profil sollten die Leistungen der Erzeuger, die Parameter der erneuerbaren Energien, die Aufgabe des Speichers und die Regelungslogik abgeleitet werden.

Dieser Ansatz entspricht dem Grundsatz „Energieeffizienz an erster Stelle“. Artikel 3 der Richtlinie (EU) 2023/1791 verpflichtet die Mitgliedstaaten dazu, sicherzustellen, dass Energieeffizienzlösungen bei bestimmten Planungs- und Politikentscheidungen sowie bei größeren Investitionen bewertet werden. Das bedeutet nicht, dass die Richtlinie jedem Unternehmen die nachfolgend beschriebene Planungsreihenfolge vorschreibt. In diesem Artikel ist die Reihenfolge eine technische Planungspraxis: Zuerst werden Bedarf und Verluste aktualisiert, erst danach wird festgelegt, wie der verbleibende Bedarf gedeckt wird. Dadurch lassen sich das Risiko von Überdimensionierung und Konflikten zwischen Investitionen verringern.

Was kann schiefgehen, wenn Investitionen getrennt voneinander geplant werden?

Überdimensionierung des Wärmeerzeugers. Ein Kessel, eine Wärmepumpe oder eine andere Anlage kann auf den Bedarf vor energetischer Gebäudesanierung, Wärmerückgewinnung oder Prozessänderungen ausgelegt werden.
Überdimensionierung oder falsche Aufgabenstellung für den Energiespeicher. Ein auf das heutige Profil ausgelegter Speicher kann nach Inbetriebnahme der PV-Anlage, Elektrifizierung der Heizung, Änderung der Produktionszeiten oder Erhöhung der Maschinenleistung nicht mehr zum neuen Profil passen.
Konflikt zwischen Kraft-Wärme-Kopplung und Wärmerückgewinnung. Beide Investitionen konkurrieren um denselben Wärmebedarf. Wenn die Wärmerückgewinnung den Wärmegrundbedarf reduziert, kann die KWK-Anlage weniger Stunden effizient betrieben werden.
Doppelte Anrechnung von Einsparungen. Zwei Projekte können die Reduktion desselben Verbrauchsanteils jeweils für sich beanspruchen, obwohl das zweite Projekt nach Umsetzung des ersten bereits auf einer niedrigeren Ausgangsbasis arbeitet.
Fehlerhafte Bewertung der Netzanschlussleistung. Die Elektrifizierung von Wärmeerzeugung, Kälte oder Prozessen kann die Spitzenlast beim Strombezug erhöhen, selbst wenn der gesamte Endenergieverbrauch sinkt.
Zu spät geplante Regelung. Einzelne Geräte können technisch korrekt ausgelegt sein, ohne abgestimmte Betriebshierarchie jedoch um denselben Bedarf konkurrieren, den Speicher zum falschen Zeitpunkt laden oder unnötige Leistungsspitzen verursachen.

Welche Reihenfolge bei der Modernisierung des Energiesystems ist am sinnvollsten?

Es gibt keine Reihenfolge, die für jeden Betrieb gilt. In den meisten Analysen ist es jedoch sinnvoll, von der Reduzierung des Bedarfs zur Art seiner Deckung überzugehen. So können nachfolgende Anlagen jeweils auf ein zunehmend realistisches Zielprofil ausgelegt werden.

1. Zuerst das tatsächliche Energieprofil und die technischen Randbedingungen bestimmen

Ausgangspunkt sollte eine Energiebilanz sein, die nicht nur nach Energieträgern, sondern auch nach Zeit und Bereichen aufgeschlüsselt ist. Der jährliche Strom- oder Gasverbrauch ist für die Auslegung vieler Technologien zu wenig detailliert. Erforderlich sind unter anderem elektrische Lastprofile, die Saisonalität des Wärme- und Kältebedarfs, Betriebszeiten der Linien, Temperaturparameter sowie Informationen zu Netzanschluss- und Prozessbeschränkungen.

Für Strom wird häufig mit 15-Minuten- oder Stundenwerten gearbeitet. Bei Wärme ist die Trennung von Gebäude-, Prozess- und Warmwasserbedarf ebenso wichtig, da diese Gruppen unterschiedliche zeitliche Verläufe und unterschiedliche erforderliche Temperaturniveaus haben können.

2. Bedarf und Verluste reduzieren, bevor neue Erzeuger dimensioniert werden

Zunächst sollten Maßnahmen untersucht werden, die die Energiemenge reduzieren, die für dieselbe Arbeit benötigt wird. Je nach Betrieb können dazu energetische Gebäudesanierungen, die Reduzierung von Verlusten in thermischen Anlagen, die Optimierung von Druckluft, die Modernisierung von Kälteanlagen, Beleuchtung, Produktionstechnologien sowie Motoren und elektrischen Antrieben gehören.

Bei Antrieben reicht die Annahme nicht aus, dass allein die Modernisierung eines Frequenzumrichters automatisch einen bestimmten Prozentsatz an Einsparungen bringt. Der Effekt hängt von der Kennlinie der angetriebenen Maschine, der tatsächlichen Last, der erforderlichen Regelung und dem Betriebspunkt ab. Werden gleichzeitig Pumpe, Ventilator, Hydrauliksystem oder Prozessparameter verändert, muss die Einsparung des Frequenzumrichters am neuen Betriebspunkt berechnet werden, statt sie als unabhängigen Wert zum Effekt der übrigen Änderungen hinzuzurechnen.

3. Anschließend die im Betrieb bereits entstehende Energie nutzen

Nach der Reduzierung unnötigen Verbrauchs sollte die Abwärmerückgewinnung geprüft werden. Als Quellen kommen unter anderem Kompressoren, Kälteanlagen, Abgase, heiße Produkte, Prozessabluft oder andere Prozessmedien infrage.

Eine hohe Temperatur allein bedeutet noch nicht, dass die Wärmerückgewinnung nutzbar ist. Drei Informationen müssen zusammengeführt werden: die Leistung des verfügbaren Wärmestroms, das Temperaturniveau sowie die zeitliche Gleichzeitigkeit von Quelle und Wärmebedarf. Entsteht Wärme zu Zeiten, in denen der Betrieb dafür keinen Bedarf hat, liegt das Jahrespotenzial deutlich unter dem Wert, den die momentane Leistung vermuten lässt. Teilweise lässt sich das Problem durch einen Wärmespeicher, eine Anpassung des Zeitplans oder eine Wärmepumpe lösen; dabei handelt es sich jedoch um weitere Elemente, die ebenfalls im gemeinsamen Modell berücksichtigt werden müssen.

4. Erst nach Reduktion und Rückgewinnung den Restbedarf neu berechnen und die Erzeuger auslegen

Ein neuer Wärmeerzeuger sollte auf die Last ausgelegt werden, die nach Berücksichtigung der vorherigen Maßnahmen verbleibt. Das gilt für Kessel, Wärmepumpen, Fernwärme, elektrische Wärmeerzeuger und Kraft-Wärme-Kopplung.

Das bedeutet nicht, dass jeder Erzeuger einfach auf die Restlast verkleinert werden sollte. Reserveanforderungen, Zuverlässigkeit der Wärmerückgewinnung, Auslegungstemperaturen, Mindestleistung der Anlagen, Modulationsbereich, Prozessstillstände und Notfallszenarien müssen ebenfalls berücksichtigt werden. Entscheidend ist jedoch, dass all diese Entscheidungen auf der aktualisierten Bilanz und nicht auf Daten vor der Modernisierung basieren.

5. Erneuerbare Energien an das neue Lastprofil und nicht nur an den Jahresverbrauch anpassen

Nach den Änderungen auf der Verbrauchsseite kann die Eigenerzeugung betrachtet werden. Bei industrieller Photovoltaik ist der Vergleich von Erzeugung und Verbrauch in denselben Zeitintervallen besonders wichtig. Werkzeuge wie PVGIS ermöglichen die Analyse der stündlichen PV-Erzeugung; auf Betriebsseite muss diese jedoch mit dem tatsächlichen oder prognostizierten Lastprofil abgeglichen werden.

Auch andere Technologien wie Windenergie, Biogas oder Wasserstoff können Teil der Modernisierung sein, wenn sie zu den lokalen Bedingungen, zur Verfügbarkeit von Brennstoff oder Energie und zum Betriebsprofil des Unternehmens passen. Sie sind jedoch nicht allein deshalb zwingender Bestandteil eines schlüssigen Systems, weil sie technisch eingesetzt werden können.

6. Energiespeicher erst nach Festlegung ihrer Funktion dimensionieren

Ein Energiespeicher sollte nicht als universelle Ergänzung zu PV betrachtet werden. Zuerst ist zu klären, welche Aufgabe er erfüllen soll: Eigenverbrauch erhöhen, Bezugsspitzen reduzieren, Energie zwischen Zeitfenstern verschieben, die Notstromversorgung unterstützen oder mehrere Funktionen kombinieren.

Für eine korrekte Auslegung sind mindestens zwei Parameter erforderlich: Leistung in kW und nutzbare Kapazität in kWh. Dieselbe Leistungsspitze kann je nach Dauer sehr unterschiedliche Speicherkapazitäten erfordern. Ebenso wichtig sind die Regelungslogik, der verfügbare Ladezustandsbereich, der Wirkungsgrad, Reserven für andere Funktionen und Netzanschlussbeschränkungen.

Unterlagen des Federal Energy Management Program (U.S. Department of Energy) trennen die Spezifikations- und Projektvorbereitungsphase eines BESS von der späteren Bewertung seines Betriebs anhand realer Lade- und Entladedaten. Für die Planung ergibt sich daraus praktisch: Zuerst werden Aufgabe des Speichers und Erfolgskriterium festgelegt, erst danach Leistung, Kapazität und Regelung. Ein für kurzes Peak Shaving optimierter Speicher ist nicht automatisch ein korrekt ausgelegtes Notstromsystem.

7. Zum Schluss die Anlagen über eine gemeinsame Regelungslogik verknüpfen

Die Regelung ist nur im Sinne der finalen Konfiguration das letzte Element dieser Reihenfolge. Die Anforderungen an die Automatisierung müssen von Beginn des Projekts an definiert werden, weil sie die Auswahl von Zählern, die Gerätekommunikation, die Modulationsmöglichkeiten und die Schnittstellen der Lieferanten beeinflussen.

Je nach Betrieb kann ein übergeordnetes System unter anderem die Nutzung der Wärmerückgewinnung, die Einsatzreihenfolge der Erzeuger, das Laden und Entladen des Speichers, den Betrieb von Wärmepumpen, die Begrenzung von Spitzen und die Reaktion auf PV-Erzeugung koordinieren. Ein EMS oder eine entsprechend ausgelegte Automatisierung „erzeugt“ nicht von selbst Einsparungen. Sie setzt jedoch die Annahmen um, die zuvor in der Bilanz und in den Betriebsszenarien berechnet wurden.

Mehr zu Messinstrumenten und Automatisierung beschreiben wir auf unserer Seite zum Energiemonitoring und Energiemanagement.

Wie verändert eine Modernisierung die Auslegungsbedingungen der nächsten? Konkrete Beispiele

Energetische Gebäudesanierung und Leistung des Wärmeerzeugers

Angenommen, ein Objekt benötigt am Auslegungspunkt 900 kW für die Raumheizung und 300 kW für sonstige Wärmeabnehmer. Insgesamt sind das 1,2 MW. Senkt die energetische Gebäudesanierung den gebäudebezogenen Anteil um 30%, fällt der Heizwärmebedarf von 900 auf 630 kW. Bei unveränderten übrigen Abnehmern beträgt die neue Bilanz etwa 930 kW.

Ein zuvor auf 1,2 MW ausgelegter Erzeuger wäre in diesem vereinfachten Vergleich 270 kW größer als der neue Bedarf. Das bedeutet nicht automatisch, dass die korrekte Anlagenleistung genau 930 kW betragen muss — Reserven, Lastcharakteristik und Auslegungsbedingungen sind weiterhin zu berücksichtigen. Das Beispiel zeigt jedoch, warum die Reihenfolge der Berechnungen entscheidend ist.

Wärmerückgewinnung und neuer Erzeuger

Angenommen, in einem Betrieb stehen 300 kW Abwärme während 5 000 Stunden pro Jahr zur Verfügung. Könnte der gesamte Wärmestrom gleichzeitig genutzt werden, läge die obere Grenze vor Berücksichtigung der Systemverluste bei 1 500 MWh pro Jahr. Deckt sich der Wärmebedarf jedoch nur während 60% dieser Zeit mit der Verfügbarkeit der Quelle, sinkt das nutzbare Potenzial vor Verlusten auf etwa 900 MWh.

Ähnlich verhält es sich mit der Leistung. Beträgt der aktuelle Bedarf 800 kW und stehen zuverlässig 300 kW aus Wärmerückgewinnung zur Verfügung, muss der aktive Erzeuger etwa 500 kW liefern. Ist die Rückgewinnung während eines Stillstands oder einer Störung nicht verfügbar, kann das Reservesystem weiterhin in der Lage sein müssen, die vollen 800 kW zu decken. Deshalb sind Jahresenergie, Spitzenleistung und Reserveleistung drei unterschiedliche Fragestellungen.

Elektrifizierung der Wärmeversorgung und Stromlastprofil

Der Austausch eines Kessels gegen eine Wärmepumpe oder die Elektrifizierung eines Prozesses kann den Brennstoffverbrauch senken, erhöht aber gleichzeitig den Strombezug. Wird ein solches Projekt erst nach Erstellung des PV- oder Speicherkonzepts aufgenommen, müssen die früheren Berechnungen erneut geprüft werden. Der neue Verbraucher kann den PV-Eigenverbrauch erhöhen, Spitzenzeiten verändern, eine höhere Netzanschlussleistung erfordern oder neue Möglichkeiten zur Laststeuerung schaffen.

Bei Elektrifizierung sollte deshalb nicht nur auf die jährlichen kWh geschaut werden. Entscheidend sind auch der zeitliche Leistungsverlauf und die Gleichzeitigkeit des neuen Verbrauchers mit den übrigen Anlagen.

Energiespeicher und Dauer der Bezugsspitze

Angenommen, der Netzbezug soll um 300 kW reduziert werden. Dauert die unerwünschte Spitze 30 Minuten, beträgt die ideal erforderliche Energiemenge 150 kWh. Dauert dieselbe Spitze zwei Stunden, werden bereits 600 kWh benötigt. Das ist die vierfache Energiemenge bei derselben erforderlichen Leistung von 300 kW.

In einem realen Projekt muss die Kapazität zusätzlich unter anderem Wirkungsgrad, zulässigen Ladezustandsbereich, Reserven und Betriebsweise berücksichtigen. Das einfache Beispiel zeigt jedoch, warum ein Speicher nicht allein anhand eines maximalen Leistungsmesswerts oder eines jährlichen Energieüberschusses dimensioniert werden kann.

Kraft-Wärme-Kopplung im Verhältnis zu Wärmerückgewinnung und energetischer Gebäudesanierung

Kraft-Wärme-Kopplung reagiert besonders sensibel auf Veränderungen des Wärmeprofils, da die technische und wirtschaftliche Sinnhaftigkeit der Anlage davon abhängt, ob die erzeugte Wärme genutzt werden kann. Sinkt nach energetischer Gebäudesanierung und Wärmerückgewinnung der Wärmegrundbedarf, können sich die optimale Anlagenleistung oder die Zahl der effizienten Betriebsstunden verringern.

Eine KWK-Analyse, die vor der vollständigen Bilanzierung der Wärmerückgewinnung durchgeführt wurde, sollte daher neu berechnet werden. Dies ist eines der deutlichsten Beispiele dafür, wie zwei einzeln „gute“ Investitionen um denselben Wärmebedarf konkurrieren und das Ergebnis des Gesamtsystems verschlechtern können.

Modernisierung des Frequenzumrichters und weitere Änderungen am Antrieb

Umfasst ein Projekt Drehzahlregelung, Modernisierung des Frequenzumrichters, Austausch des Motors, Änderung von Pumpe oder Ventilator und Umbau der Anlage selbst, sollten alle Effekte in einem gemeinsamen Modell berechnet werden. Die volle Einsparung kann nicht jeder Maßnahme unabhängig zugerechnet werden, wenn nachfolgende Maßnahmen den Betriebspunkt desselben Systems verändern.

In der Praxis ist häufig wichtiger als die Bezeichnung des Geräts die Frage: Welche Förderleistung, welchen Druck, welchen Volumenstrom oder welches Drehmoment benötigt der Prozess nach der Modernisierung tatsächlich?

Wechselwirkungsmatrix: Was muss nach jeder Änderung neu berechnet werden?

Investition	Was verändert sie unmittelbar?	Was muss erneut geprüft werden?
Energetische Gebäudesanierung	Wärmeverluste, Heizleistung und Heizenergie	Erzeugerleistung, Pumpen, Vorlauftemperaturen, Kraft-Wärme-Kopplung
Wärmerückgewinnung	Restprofil des Wärmebedarfs	Neuer Erzeuger, Kraft-Wärme-Kopplung, Wärmespeicher, Regelung
Modernisierung von Antrieben und Prozessen	Elektrische Leistung und Stromverbrauch, teilweise auch Wärme/Kälte	PV, Speicher, Netzanschlussleistung, Tarif und Automatisierung
Wärmepumpe oder andere Elektrifizierung	Strom- und Brennstoffprofile	Transformator, Netzanschluss, PV, Speicher, Leistungsspitzen
Photovoltaik	Profil des Netto-Netzbezugs und der Überschüsse	Speicher, Eigenverbrauch, Regelung, Einspeisebedingungen
Kraft-Wärme-Kopplung	Zeitgleiche Profile der eigenen Stromerzeugung und der verfügbaren Wärme	Wärmebedarf, PV, Speicher, Betrieb der Reserveerzeuger
Energiespeicher	Zeitprofil von Leistungsbezug und -abgabe	Spitzen, Regelung, Reserve, Zusammenspiel mit PV und Erzeugern

Muss diese Reihenfolge immer starr eingehalten werden?

Nein. In einem realen Betrieb wird die Reihenfolge der Investitionen häufig durch den technischen Zustand der Anlagen, Produktionssicherheit, Stillstandsfenster, Finanzierungsmöglichkeiten, verfügbare Netzanschlussleistung oder die notwendige schnelle Erneuerung eines ausgefallenen Erzeugers vorgegeben.

Ein schlüssiger Plan bedeutet daher nicht, dass ein Unternehmen mit jeder Investition warten muss, bis die vorherige abgeschlossen ist. Er bedeutet, dass jedes Projekt auf einem gemeinsamen Zielmodell und gemeinsamen Annahmen basieren sollte. Muss beispielsweise ein Wärmeerzeuger vor einer geplanten energetischen Gebäudesanierung ersetzt werden, sollte seine Auslegung die zukünftige Lastreduzierung, einen geeigneten Modulationsbereich oder eine Staffelung der Leistung berücksichtigen.

Bei größeren Modernisierungsprogrammen empfiehlt es sich, mehrere Szenarien zu führen: den aktuellen Zustand, die Stufe nach der ersten Maßnahmengruppe und den Zielzustand. So können Investitionen schrittweise umgesetzt werden, ohne die Kontrolle über die endgültige Architektur zu verlieren.

Was sollte ein technischer Plan zur Integration der Investitionen enthalten?

Ein gut vorbereiteter technischer Plan muss nicht von Anfang an eine vollständige gewerkeübergreifende Ausführungsplanung sein. Er sollte jedoch allen nachfolgenden Planern eine gemeinsame Grundlage geben. In der Praxis sollten vorbereitet werden:

eine Ausgangsbilanz für Strom, Wärme, Kälte und Brennstoffe einschließlich zeitlicher Profile;
eine Liste der Maßnahmen zur Bedarfsreduzierung sowie das prognostizierte Profil nach ihrer Umsetzung;
eine Bilanz der Energierückgewinnung mit Temperaturen, Verfügbarkeit und Gleichzeitigkeit des Bedarfs;
ein Restbedarfsprofil, auf dessen Grundlage neue Erzeuger dimensioniert werden;
Szenarien für erneuerbare Energien und Eigenerzeugung, abgeglichen mit dem neuen Lastprofil;
eine klar definierte Speicherfunktion sowie getrennte Auslegung von Leistung und Kapazität;
eine Prüfung der Auswirkungen auf Netzanschluss, Transformator und Leistungsspitzen;
eine Schnittstellenmatrix, die festlegt, welche Geräte Daten austauschen und welche Priorität haben;
die Regelungs- und Messlogik, die für die spätere Überprüfung des erzielten Effekts erforderlich ist;
einen Stufenplan, der festlegt, welche Annahmen nach jeder weiteren Investition neu berechnet werden müssen.

Eine solche Ausarbeitung ist besonders wichtig, wenn einzelne Projekte von unterschiedlichen Lieferanten umgesetzt werden. Jeder Auftragnehmer kann für seinen eigenen Umfang verantwortlich sein, sollte jedoch dieselbe Planungsgrundlage verwenden und die Parameter kennen, die sich in den nächsten Stufen verändern.

Technische Integration von Investitionen und Energiestrategie des Unternehmens

Diese beiden Begriffe sollten getrennt werden. Ein technischer Plan zur Modernisierung des Energiesystems beantwortet vor allem die Fragen: Wie beeinflussen sich die Investitionen gegenseitig, in welcher Reihenfolge müssen sie berechnet werden, wie sind Leistungen zu dimensionieren und wie sollen die Anlagen zusammenarbeiten?

Die Energiestrategie eines Unternehmens ist umfassender. Sie kann unter anderem Geschäftsziele, Beschaffungspolitik, Risikomanagement, Energiesicherheit, Finanzierung, Produktionsentwicklung und Umweltziele umfassen. Dieser Artikel deckt diesen breiteren Zweck bewusst nicht ab — er konzentriert sich auf die technische Integration konkreter Investitionen.

Das Recht gibt die Richtung vor, ersetzt aber keine technische Planung

Die Richtlinie (EU) 2023/1791 stärkt den Grundsatz „Energieeffizienz an erster Stelle“. Artikel 3 richtet die Verpflichtungen jedoch in erster Linie an die Mitgliedstaaten und betrifft die Berücksichtigung der Energieeffizienz bei bestimmten Planungs- und Politikentscheidungen sowie größeren Investitionen. Die Kommission hat zudem die Empfehlung (EU) 2024/2143 mit Leitlinien zur Auslegung dieser Vorschrift veröffentlicht.

Für eine typische Modernisierung in einem Unternehmen ist dies keine rechtliche Vorgabe, Investitionen genau in der in diesem Artikel beschriebenen Reihenfolge umzusetzen. Die Reihenfolge „Bedarf und Verluste → Rückgewinnung → Restbilanz → Erzeuger → erneuerbare Energien → Speicher → Regelung“ ist eine Planungspraxis, die mit einem systemischen Effizienzansatz vereinbar ist. Zusätzlich muss das Projekt Prozesssicherheit, Zuverlässigkeit, Netzanschlussbedingungen, Temperaturen, Modulationsfähigkeit und Stufung berücksichtigen.

Häufige Fehler bei der Verknüpfung mehrerer Investitionen

Auslegung des Erzeugers auf die historische Spitze ohne Berücksichtigung der geplanten energetischen Gebäudesanierung;
Berechnung der Wärmerückgewinnung ausschließlich aus der Quellleistung ohne Prüfung der Gleichzeitigkeit des Wärmebedarfs;
Auslegung der PV-Anlage anhand des Jahresverbrauchs ohne stündliche Analyse von Erzeugung und Verbrauch;
Auslegung des Speichers ohne eindeutige Funktionsdefinition und ohne getrennte Betrachtung von Leistung und Kapazität;
Addition von Einsparungen aus mehreren Audits, die sich auf dieselbe Verbrauchsbasis beziehen;
Nichtberücksichtigung des Einflusses der Elektrifizierung auf Netzanschlussleistung und Spitzenlastprofil;
Planung der Automatisierung erst nach dem Gerätekauf, wenn ein Teil der erforderlichen Schnittstellen nicht mehr verfügbar ist;
Annahme, dass ein Energiespeicher allein die Versorgungskontinuität garantiert — eine Reservefunktion erfordert die geeignete Architektur, Leistung, Kapazität und Betriebsweise.

FAQ – Modernisierung des betrieblichen Energiesystems

Sollte jedes Unternehmen mit einer energetischen Gebäudesanierung beginnen?

Nein. Die Reihenfolge hängt von der Verbrauchsstruktur ab. In einem Betrieb mit dominierenden Prozesslasten können Prozessoptimierung, Druckluft, Kälte oder Antriebe einen größeren Effekt erzielen. Die übergeordnete Regel lautet: Vor der Auslegung neuer Erzeuger muss der begründete Bedarf ermittelt und dort reduziert werden, wo dies technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist.

Kann zuerst eine Photovoltaikanlage errichtet und können die übrigen Anlagen später umgesetzt werden?

Ja, aber die PV-Planung sollte erwartete Veränderungen des Lastprofils berücksichtigen. Sind in den nächsten Jahren die Elektrifizierung von Wärme, Änderungen der Produktionszeiten oder eine starke Verbrauchsreduzierung geplant, sollte neben dem Ist-Zustand auch das Zielszenario berechnet werden.

Verringert Wärmerückgewinnung immer die erforderliche Leistung eines neuen Erzeugers?

Nicht immer. Wärmerückgewinnung kann die vom neuen Erzeuger bereitzustellende Energiemenge deutlich reduzieren. Ob sich auch die erforderliche Leistung reduziert, hängt jedoch davon ab, ob die Abwärme zum Zeitpunkt des Spitzenbedarfs verfügbar ist und als ausreichend zuverlässige Quelle behandelt werden kann.

Reduziert ein Energiespeicher immer die Bezugsspitze?

Nur wenn im Zeitpunkt der Spitze ausreichende Leistung, Kapazität, verfügbarer Ladezustand und die richtige Regelungslogik vorhanden sind. Dauert die Spitze länger als angenommen oder wurde die Batterie zuvor für einen anderen Zweck entladen, kann der Effekt geringer ausfallen.

Können mehrere unabhängige Unternehmen die einzelnen Modernisierungsstufen planen?

Ja. Voraussetzung ist eine gemeinsame Planungsgrundlage: dieselben Eingangsprofile, ein Szenario für den Zielzustand, abgestimmte Schnittstellen und klare Regeln zur Aktualisierung der Bilanz nach den einzelnen Investitionen. Problematisch ist nicht die Zahl der Auftragnehmer, sondern sind widersprüchliche Annahmen.

Worin unterscheidet sich dieser Plan von einer Energiestrategie?

Der technische Integrationsplan konzentriert sich auf die Wechselwirkungen von Geräten und Anlagen: Profile, Leistungen, Temperaturen, Volumenströme, Regelung und Reihenfolge der Auslegung. Eine Energiestrategie umfasst den breiteren geschäftlichen und energiewirtschaftlichen Kontext des Unternehmens und sollte daher eine separate Ausarbeitung bleiben.

Zusammenfassung: Zuerst den Bedarf verändern, dann die Deckung darauf auslegen

Eine schlüssige Modernisierung des Energiesystems besteht nicht darin, möglichst viele Technologien zu sammeln. Ziel ist es, Investitionen so auszuwählen, dass jedes nachfolgende Element für die Bedingungen geplant wird, die nach Umsetzung der vorherigen Maßnahmen tatsächlich bestehen werden.

In der Praxis empfiehlt es sich, mit Daten und Verlusten zu beginnen, anschließend den Bedarf zu reduzieren, verfügbare Energierückgewinnung zu nutzen, die Restbilanz neu zu berechnen und erst danach Erzeuger, erneuerbare Energien, Speicher und Regelungslogik auszulegen. Muss die Umsetzungsreihenfolge anders sein, sollte das gemeinsame Modell den Zielzustand von Anfang an berücksichtigen.

Bei einer größeren Zahl geplanter Investitionen ist ein Energieeffizienzaudit oder eine Vorinvestitionsstudie, die die Abhängigkeiten zwischen den Technologien abbildet, ein sinnvoller Ausgangspunkt. So können einzelne Projekte stufenweise umgesetzt werden und bleiben dennoch Teil eines gemeinsamen technischen Systems.