Mit Modernisierung den Energieverbrauch und die Kosten senken

Kosten sparen und Komfort steigern durch die Optimierung des Energieverbrauchs

Die Krisen der vergangenen Jahre und die damit verbundenen Risiken bei der Energieversorgung waren ein deutliches Signal. Der Klimawandel, aber auch die Versorgungssicherheit erfordern beim Thema Energieeffizienz in Gebäuden ein konsequentes Vorgehen. Ein besonders vielversprechender Weg: Defizite bei der Digitalisierung und Automatisierung der Gebäudeautomation abbauen und eine Modernisierungsstrategie entwickeln, die über bloße Einzelmaßnahmen hinaus gehen. Der Vorteil: Solche Maßnahmen können den Aufwand und die Kosten deutlich reduzieren – und dabei den Komfort sogar noch steigern. Gleichzeitig werden außerdem die immer höheren Anforderungen an Nachhaltigkeit und CO2-Reduktion besser erfüllt.

Wie aus der Krise auch eine Chance werden kann

Der Winter 2022/23 stellte Europa vor eine bislang nie gekannte Situation. Der Angriff auf die Ukraine und damit verbundene Verknappung von Erdgas ließen beträchtliche Auswirkungen auf die Wirtschaft, Umwelt und sogar die Lebensgewohnheiten der Menschen befürchten. Anfangs standen nicht nur extreme Preissteigerungen, insbesondere für die Gebäudenutzer im Raum, sondern sogar Komforteinschnitte durch eine mögliche Gasrationierungen zum Erhalt der Versorgungsicherheit.

Zum Glück ist es, auch dank der Anstrengungen aller Akteure, gelungen, den Energieverbrauch deutlich zu reduzieren und das Schlimmste zu verhindern. Allerdings hat auch das milde Wetter allen Beteiligten in die Karten gespielt. Experten weisen dennoch darauf hin, dass es für eine vollständige Entwarnung noch zu früh ist. Zudem bleibt der Klimawandel nach wie vor eine große Herausforderung. Energieeffizienz gehört daher weiterhin ganz oben auf die Agenda, wenn es um die Zukunftsfähigkeit von Gebäuden geht. Damit haben Modernisierungsmaßnahmen, die Energiekosten senken und die die CO₂-Bilanz verbessern, immer noch eine sehr hohe Relevanz. Sie senken die Abhängigkeit von der Versorgungslage und den damit verbundenen Preisschwankungen. Sie tragen aber auch zur Nachhaltigkeit bei und wirken der verbrauchsabhängigen CO₂-Besteuerung auf fossile Energieträger entgegen. Eine kluge Modernisierung der Gebäudeautomation macht so aus der Krise eine Chance.

Drei Schritte zur Steigerung der Energieeffizienz

Ein skalierbares Energiemanagementsystem für gewerbliche Nutzer (CEMS – Commercial Energy Management System) hilft Unternehmen aus den unterschiedlichsten Branchen dabei, den Energieverbrauch zu optimieren. Zentraler Bestandteil für den Erfolg ist die IoT-basierte (Internet-of-Things) Vernetzung von Mess- und Überwachungstechnologien, Anlagen und Steuerungen. Dabei wirken etwa HLK-Systeme, Wärmepumpe oder Versorgungs- und Verbrennungsanlagen durch ein ganzheitliches Gebäude-Energiemanagement so zusammen, dass maximaler Komfort bei möglichst geringen Energieverbräuchen entstehen.

Die Maßnahmen zum Aufbau eines solchen Systems lassen sich in drei Stufen aufteilen: Monitoring, Geräte und Analytik. Zwar sind die Unternehmen, Gebäude und Anlage stets verschieden, dennoch lässt sich eine Modernisierung daran ausrichten. Fast jeder Betrieb kann daher darauf aufbauen, um den Energieverbrauch zu optimieren und Kosten zu sparen.

1. Messen & Überwachen: Energieverbrauch sichtbar machen

Moderne Mess- und Analysetechnik ist in der Lage, den Energieverbrauch exakt zu messen und zu überwachen, um die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Stromversorgung zu erhöhen. Eine granulare Messung (für jede Etage, Zone, jeden Raum, jede Last, jede Anwendung und jedes Gerät) macht sämtliche Energieflüsse und Verbräuche bis ins Detail sichtbar und ermöglicht eine präzise Analyse und Optimierung. Probleme mit der Stromqualität, die das Risiko von Ausfällen und höheren Betriebskosten bergen, werden so erkennbar. Auch können Lastspitzen, die unnötig hohe Netzentgelte nach sich ziehen, identifiziert werden. In der Folge kann der Betreiber gezielt an deren Beseitigung arbeiten.

Energiemonitoring macht es zudem möglich, Energieverbräuche in Echtzeit zu verfolgen. Dadurch werden Ineffizienzen schnell aufgedeckt, und es kann sofort durch das Fachpersonal entschieden werden, auf welche Art sich Energie einsparen lässt oder ob Lastabwürfe vorgenommen werden müssen. Eine wichtige Rolle spielen dabei modernste Sensoren und Steuerungen, die als Teil eines solchen Energiemonitoring-Systems wie EcoStruxure Power Monitoring Expert von Schneider Electric dazu beitragen, die Spitzenlast in gewerblichen Gebäuden teilweise erheblich zu reduzieren.

2. Automatisieren & Steuern: Effiziente Technologien einführen

Ein Gebäudemanagementsystem (GMS) wie das von Schneider Electric angebotene EcoStruxure Building Operation kann, sofern nicht bereits vorhanden, für weitere Energieeinsparungen sorgen. Um dies zu erreichen, werden moderne Sensoren und Steuerungen sowie dazu passende Monitoring-Lösung in das Gebäudemanagement integriert. Auf diese Weise erkennt das Facility Management auffällig hohe Verbräuche, die in der Folge reduziert werden können. Außerdem sind neue, intelligente Geräte sehr effizient im Betrieb, was weitere Kosten spart. Darüber hinaus können zum Beispiel auch Widersprüchlichkeiten wie gleichzeitiges Kühlen und Heizen erkannt und abgestellt werden.
Eine weitere Option besteht darin, die existierende Gebäudeleittechnik umzuprogrammieren und so Energiekosten auch ohne Komforteinbußen zu optimieren. Beispiele dafür sind:

• Anpassen der HLK-Zeitplansteuerung und Optimieren der Sollwerte: Ein signifikanter Anteil der Energie, die Heizungs-, Lüftungs- und Klima-Systeme in nicht modernisierten Gebäuden verbrauchen, ist vergeudet. Das deutsche Umweltbundesamt beispielsweise hat ermittelt, dass viel Heizenergie durch ungedämmte Wände verloren geht und die Klima- und Lüftungsanlagen in den Büros und öffentlichen Gebäuden oft überdimensioniert sind. Dazu kommen Komponenten, die oft veraltet sind. Moderne Gebäudeautomation hingegen optimiert HLK-Systeme und verursacht dabei vergleichsweise moderate Investitionen, die jährlich bedeutende Einsparungen beim Energieverbrauch möglich machen und sich schnell amortisieren.
• Anpassen der Steuerung der Beleuchtung: Gemäß US Department of Energy sind – abhängig von der Raumnutzung – allein bei der Beleuchtung zwischen zehn und 90 Prozent an Energieeinsparungen möglich. Besonders effektiv sind dabei Anwesenheitssensoren, die Beleuchtung, Heizung und Lüftung abhängig von der Präsenz von Nutzern in den jeweiligen Räumen machen und so Energieverbräuche in ungenutzten Räumen unterbinden.
• Austauschen ineffizienter Geräte: Der Austausch von alten Geräte noch vor Ende der geplanten Nutzungsdauer gegen hocheffiziente neue Geräte kann zur sofortigen Einsparung von Energie in einer Größenordnung führen, die sich rasch auszahlt. Kann man dabei fossil betriebene Prozesse elektrifizieren, verringert der Austausch auch die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen. Dadurch, dass neue Geräte zudem IoT-basiert und damit vernetzbar sind, eröffnen sich zusätzliche Möglichkeiten der Optimierungen.

3. Analysieren & Optimieren: Digitalisierung voll ausnutzen

Zunehmend bieten sich mit künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen (ML) den Gebäudeeigentümern und Betreibern weitere Technologien, auf die sie zurückgreifen können, um ihre Anlagen effizienter zu machen und zu dekarbonisieren. Denn damit lassen sich auch sehr große Mengen an Daten, wie sie vernetzte IoT-Sensoren und IoT-Geräte in Mikrosekunden bereit stellen, sehr effektiv analysieren und verarbeiten, um über die Gebäudeautomatisierung den Energieverbrauch zu optimieren. Diese dritte Stufe des Optimierungsprozesses eröffnet dadurch wiederum ganz neue, individuelle Einsparmöglichkeiten.