Softwaregestütztes Energiemanagement für Wasserversorger • WASSER & ABWASSER

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”.