Was sind Aufgaben und Ziele des Energiemanagements?

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Definition: Was ist Energiemanagement?

Unter dem Begriff Energiemanagement verstehen wir die Umsetzung verschiedener datenbasierter Optimierungsmaßnahmen zur Kostenreduktion bei der Versorgung mit Energie. Diese Kostenreduktion kann durch eine optimierte Nutzung oder auch eine Modernisierung bestehender Energieverbraucher erfolgen. Eine weitere Möglichkeit ist die zusätzliche Generierung von Erlösen aus eigenen Stromproduktionsanlagen (z.B. Aufdach-Photovoltaikanlagen) oder aus der Vermarktung flexibilisierter Verbraucher, wie beispielsweise in der Elektromobilität oder der elektrifizierten Wärmeversorgung. Daher ist Energiemanagement auch keinesfalls synonym mit dem Begriff Energieeffizienz zu verstehen, auch wenn es zwischen beiden Begriffsfeldern durchaus Überschneidungen geben kann.

Wo findet Energiemanagement statt?

Die Anwendungsbereiche des Energiemanagements sind vielfältig und reichen von gewerblichen und industriellen Liegenschaften über Wohnhäuser bis hin zu ganzen Stadtvierteln oder Kommunen (etwa durch den Aufbau von Energiegemeinschaften). In allen Fällen nutzt ein modernes Energiemanagement die Daten und Informationen einzelner Assets in einem räumlichen Zusammenhang – etwa eines Bürokomplexes oder eines Industriebetriebs – und optimiert diese auf übergeordneter Ebene unter Berücksichtigung verschiedener Parameter wie beispielsweise der Kapazität des lokalen Netzanschlusses, der Auslastung des Stromnetzes oder der Verfügbarkeit von günstigen und klimaschonenden Erneuerbaren Energien in der Region oder am nationalen Strommarkt.

Was sind die Aufgaben des Energiemanagements?

Die Aufgaben des Energiemanagements lassen sich in vier Schritte unterteilen, an deren Ende ein jeweils höherer Grad der Komplexität, aber auch der Wertschöpfung des Energiemanagements steht.

Transparenz

Zu Beginn eines jeden Energiemanagementprojekts steht die beobachtende Überwachung und Analyse des Ist-Zustands der Energieversorgung („Energiemonitoring“). Welche Verbraucher nutzen zu welchem Zeitpunkt wie viel Energie? Wie hat sich der Energieverbrauch unter Einbeziehung von Verbrauchsdaten aus der Vergangenheit über die Zeit entwickelt? Welche Normalien und Anomalien lassen sich daraus ableiten?

Die Ergebnisse der Analyse lassen sich einmalig oder fortlaufend („live“) in rein numerischer Form, aber natürlich auch in grafischer Visualisierung – etwa durch die Verwendung von Verlaufsgrafiken – darstellen und erlauben eine umfassende und transparente Sicht auf die aktuelle Verwendung von Energie in der betrachteten räumlichen Einheit.

Optimierung

Auf Basis der erfolgten Analyse des Ist-Zustands erfolgt nun die lokale Optimierung des Energieflusses am Einzelgegenstand, etwa der Ladestation, der Produktionsanlage oder der Photovoltaikanlage. Diese isolierte Optimierung besteht häufig aus einem einmaligen Eingriff, etwa einer optimierten Parametrisierung des Verbrauchers oder dem Austausch einzelner Komponenten, um eine erhöhte Energieeffizienz und somit geringere Gesamtkosten zu erreichen. Abseits der Verringerung des Gesamtenergieverbrauchs können hier auch andere Ziele ausschlaggebend sein: technische und regulatorische Vorgaben, etwa zu Mindest- und Maximallaufzeiten von Anlagen, oder auch eine Optimierung der Netznutzungskosten.

Management

Auf der Stufe des Managements optimiert das System nun nicht mehr den Einzelgegenstand in isolierter Betrachtung. Vielmehr zielt das Energiemanagement nun auf das Zusammenspiel verschiedener Stromverbraucher und/oder Stromproduzenten ab, um ein erhöhtes betriebswirtschaftliches oder ökologisches Optimum zu erreichen. Dieses reicht über das Ergebnis der kombinierten isolierten Optimierung der einzelnen Verbraucher oder Produzenten hinaus. So würde bei der Optimierung des Wechselrichters ein Austausch desselben, etwa zur Erhöhung des Wirkungsgrads, im Vordergrund stehen, während ein Management auf das dauerhafte Zusammenspiel des Wechselrichters mit weiteren Komponenten, etwa einer Ladestation für Elektrofahrzeuge, abzielt.

Managementmaßnahmen unterscheiden sich von Optimierungsmaßnahmen außerdem dadurch, dass sie zumeist wiederholt – häufig automatisiert – erfolgen und keine einmaligen Maßnahmen sind. Hier erhöht sich allerdings der Komplexitätsgrad enorm, da das Zusammenspiel verschiedener Komponenten durchaus konfliktäre Ziele haben kann: So steht dem dynamischen Management eines Batteriespeichers zur Erhöhung des Eigenverbrauchs aus der hauseigenen PV-Anlage die rein technische Zielsetzung der Maximierung der Lebenszyklen des Batteriespeichers entgegen. Ein modernes Energiemanagement bezieht diese Zielkonflikte in das Management der Komponenten mit ein und erreicht so ein Gesamtoptimum.

Integration

Die “Königsdisziplin” des Energiemanagements macht sich die Integration der betrachteten und laufend gemanagten Liegenschaft in den lokalen oder nationalen Energiemarkt zum Ziel. So lässt sich etwa der Energiebezug flexibilisieren und automatisieren, um die Energiebezugskosten zu senken. Oder aber flexible Komponenten wie Elektrofahrzeuge, Batteriespeicher oder Wärmepumpen stellen ihre Flexibilität auf dem Regelleistungsmarkt zur Verfügung. Oder lokale Energiegemeinschaften entstehen, die ihren Stromverbrauch so weit wie möglich an der regionalen Produktion von Erneuerbaren Energien ausrichten. Die Integration von (flexiblen) Liegenschaften in den Strommarkt hat dabei nicht nur einen erhöhten betriebswirtschaftlichen, sondern auch einen erhöhten volkswirtschaftlichen Nutzen.

 

Stufen der Wertschöpfung des Energiemanagements

 

Energiemanagement am Beispiel eines mittelständischen Betriebs

Ein mittelständischer Betrieb bemerkt nach der Einführung eines Live-Energiemonitorings, dass der lokale Netzanschlusspunkt häufig durch Ladevorgänge von Elektroautos überlastet ist („Transparenz“).

Durch die Herabsetzung der möglichen Ladeleistung an den einzelnen Ladesäulen streckt der Betreiber die Ladevorgänge, um den Netzanschlusspunkt zu entlasten („Optimierung“).

Im nächsten Schritt fließt die Betrachtung der firmeneigenen Photovoltaikanlage mit ein: Deren Stromproduktion soll vermehrt zur Eigenversorgung genutzt werden. Dazu steuert das Energiemanagementsystem nun verschiedene Verbraucher des Industrieareals an und legt die Zeiten ihres Stromverbrauchs – etwa der Ladevorgänge an erwähnter Ladesäule, der firmeneigenen Wärmepumpe zur Warmwasserproduktion oder der Klimaanlage zur Gebäudekühlung – über die Zeiten mit maximaler PV-Stromproduktion („Management“).

Im letzten Schritt nutzt der Industriebetrieb die restlichen verfügbaren Flexibilitäten – etwa bei ausbleibender Stromproduktion der PV-Anlage mangels Sonnenschein – zum Bezug der benötigten Reststrommengen über einen variablen Stromtarif („Integration“).

Vorteile des vernetzten Energiemanagements

Standen in den Anfangszeiten des Energiemanagements vor allem Optimierungen des Stromverbrauchs einzelner Assets im Vordergrund, wird Energiemanagement heute darauf aufbauend zunehmend als vernetzte Optimierung gedacht. Dies liegt vor allem an der erwähnten höheren Wertschöpfung eines vernetzt gedachten Energiemanagements, da die Potentiale bei der Optimierung einer einzelnen Einheit (etwa des Ladevorgangs eines Elektroautos) geringer sind als die Optimierung der einzelnen Einheit in Zusammenspiel mit anderen lokalen Einheiten (etwa des Ladevorgangs eines Elektroautos unter Abhängigkeit der aktuellen Eigenstromproduktion mit einer Aufdach-Photovoltaikanlage).

Dabei folgt ein modernes Energiemanagement der Logik des Energiemarkts. Dieser bringt auf großflächiger Ebene (etwa auf nationaler Ebene) die unterschiedlichen Verbrauchs- und Erzeugungsprofile übereinander, um Versorgungssicherheit, Bezahlbarkeit und Ressourceneffizienz zu erzielen und belohnt systemdienliches Verhalten. Ein modernes Energiemanagement richtet Verbrauchs- und Erzeugungsprofile ebenso aneinander aus, um das (lokale) Energiesystem und vor allem die anfallenden Energiekosten zu optimieren.

Zudem erfährt der Energiemarkt durch die Dezentralisierung der Stromerzeugung im Zuge der Energiewende einen radikalen Umbau, sodass immer kleinere Akteure einen direkten Zugang auf den Markt erhalten. Dies ermöglicht es vormals passiven Verbrauchern nun zu aktiven Teilnehmern am Energiemarkt zu werden und beispielsweise über flexible Stromtarife die eigene Versorgung kostengünstig sicherzustellen, indem die eigene lokale Flexibilität zu einer Optimierung der Reststrombeschaffung führt. Auch die Teilnahme an lokalen und/oder regionalen Energiemärkten ist – so sie denn vorhanden sind – möglich. Das Ziel eines jeden maximalwirtschaftlichen Energiemanagements muss daher der Energiemarkt sein.

Ein weiterer Vorteil des vernetzten Energiemanagements ist die Möglichkeit der einfachen und schnellen Skalierung. Die einmalige Optimierung eines einzelnen Assets weist einen höheren Aufwand pro betrachteter Einheit auf als die dauerhafte, automatisierte Optimierung einer Flotte an vernetzten Assets, die sich flexibel an den aktuellen Chancen des Strommarkts ausrichtet. Dies lässt natürlich auch die Kosten für die Einführung eines Energiemanagementsystems pro betrachteter Einheit sinken.

Bei weiteren Fragen rund um das Thema Energiemanagement oder einem Bedarf an individueller Beratung für Ihre Energieoptimierung kommen Sie gerne auf uns zu.