Energieoptimierung durch atypische Netznutzung

Die gesamte energieintensive Produktion in Deutschland steht zunehmend vor der Herausforderung, ihre Energiekosten zu senken und gleichzeitig die Nachhaltigkeit ihrer Prozesse zu verbessern. Eine interessante Möglichkeit diesen Zielen näher zu kommen, besteht in der Verlagerung eines Teils des elektrischen Energiebezugs außerhalb festgelegter Hochlastzeitfenster (atypische Netznutzung). Bei erfolgreicher Umsetzung können sich z.B. Stahlunternehmen insbesondere auf der Elektrostahlroute einen (erheblichen) Teil der Netzentgelte rückwirkend erstatten lassen und bis zu siebenstellige €- Beträge an Energiekosten einsparen.

Das in Abbildung 1 dargestellte Beispiel zeigt die Lastverschiebung außerhalb der Hochlastzeitfenster (HLZF) für einen Elektrostahlerzeuger. Der obere Lastgang zeigt den typischen Strombezug über den Tag verteilt. Ohne auf Hochlastzeitfenster zu achten, ergeben sich zufällig zwei Leistungsspitzen, wovon sich eine im HLZF zwischen 8:30 Uhr und 19:30 Uhr befindet. Für die Bemessung der Netzentgelte gilt somit ein Bezug von 51 MW. Wenn das Unternehmen nun eine Lastverschiebung außerhalb der HLZF realisieren kann, indem zum Beispiel der Elektrolichtbogenofen innerhalb des HLZF mit reduzierter elektrischer Leistung fährt, mehr chemische Energie genutzt wird und / oder ein verändertes Produktportfolio produziert wird, können Leistungsspitzen gezielt vermieden werden. So zeigt der untere Lastgang ein in Bezug auf das HLZF optimiertes Profil: Außerhalb des HLZF läuft der Ofen unter Volllast, während innerhalb des HLZF bewusst weniger Leistung abgenommen wird. Für die Berechnung der individuellen Netzentgelte werden nun 43 MW statt 51 MW zugrunde gelegt, was einer relativen Ersparnis von 15% der gesamten Kosten entspricht. Bei einem jährlichen Verbrauch von 300 GWh würden somit 1,5 Mio. € nachträglich erstattet.

Wie können Unternehmen nun von der atypischen Netznutzung profitieren?
Bronk & Company hat einen strukturierten Ansatz entwickelt, um die Potenziale der atypischen Netznutzung zu identifizieren, betriebswirtschaftlich zu bewerten und mit adäquaten Planungsprozessen und -tools in die Umsetzung zu bringen. Abbildung 2 verdeutlicht diesen Ansatz.

Startpunkt der Analyse und Potenzialabschätzung:
Die B&C Benchmarking-Datenbank liefert erste Hinweise zur Identifikation relevanter Hebel in Form von Anlagengruppen oder Betrieben je nach Art des Unternehmens. Unsere Daten für die Edelstahlerzeugung über die ELO-Route zeigen beispielsweise einen Anteil von etwa 70%-80% durch den Großverbraucher Stahlwerk (siehe Abbildung 3), so dass sich dort auch der größte Hebel ergibt. Je nach Integrationsgrad, Marktsegment und Wertschöpfungstiefe können in den metallerzeugenden Unternehmen die größten elektrischen Verbraucher im Hinblick auf Spitzenlasten natürlich auch anders verteilt sein.

Parallel dazu sollte eine anlagenbezogene Datenerhebung durch den Kunden erfolgen – idealerweise kann hier auch schon auf einen bestehenden ISO-50001-Bericht oder die dafür aufgebauten Messysteme zurückgegriffen werden. Diese Analyse-Kombination bildet die Grundlage für eine erste grobe Potenzialabschätzung: Auf Basis der identifizierten Verbräuche der Hauptaggregate erstellt B&C in enger Abstimmung mit den Betrieben und der Planungsabteilung eine indikative Einschätzung der möglichen Einsparungen.

Gemeinsame Erarbeitung und Bewertung des Maßnahmenkatalogs:
In Zusammenarbeit mit den Experten des Kunden wird für jedes relevante Aggregat analysiert, welche technischen Restriktionen den Handlungsrahmen zur Verbrauchssteuerung definieren. Für jeden Hauptverbraucher werden dabei mögliche technische und planerische Maßnahmen geprüft, um den Stromverbrauch zu reduzieren, zeitlich zu verlagern oder zu strecken. Gleichzeitig wird bewertet, welchen Einfluss diese Eingriffe auf Prozessdauer, Produktqualität sowie Liefertermintreue und andere kritische Parameter haben. Nach dieser Machbarkeits- und Wirksamkeitsprüfung erfolgt eine detaillierte Abschätzung der Einsparpotenziale.

Nachhaltig Steuerungsfähigkeit erlangen zur Absicherung der Potenziale:
Um die identifizierten Potenziale nachhaltig zu realisieren, sind gezielte Eingriffe auf verschiedenen lang- und kurzfristigen Planungs- und Steuerungsebenen notwendig:

    • Auftragslose Planung (Budgetprozess / S&OP): Bereits in der auftragslosen Planung müssen Kapazitätseinschränkungen für relevante Zeitfenster im Geschäftsjahr berücksichtigt werden.
    • Auftragsbezogene Planung (MPS / Scheduling): Sobald konkrete Auftragsdaten und Fertigungswege vorliegen, ist eine detaillierte Lastprognose möglich. Der Planer kann dann gezielt steuern, um die festgelegten Ziele zu erreichen.
    • Operative Steuerung der Betriebe: Für die relevanten Hauptverbraucher sind notwendige Mess- und Steuerungsinstrumente sowie Prozesse zur Verbrauchssteuerung zu etablieren.

Diese Optimierung der Planungs- und Steuerungsprozesse ist außerdem wichtig für Unternehmen in der Vorbereitung auf eine kosteneffiziente Fahrweise unter Berücksichtigung der zukünftigen Gestaltung des Strommarkts.

Ganzheitliche Beratung und operative Begleitung:
B&C bietet mit starken Partnern eine ganzheitliche Beratung zu allen Aspekten der atypischen Netznutzung. Von der Antragstellung bis hin zur planerisch-operativen Umsetzung begleiten wir unsere Kunden umfassend und stellen sicher, dass die Potenziale heute effizient gehoben und in Zukunft langfristig gesichert werden.

Für weitere Informationen zu unserem Leistungsangebot zur Unterstützung von Transformationsprozessen und Performanceoptimierung durch Nutzung der Möglichkeiten der datengetriebenen Analyse und Entscheidungsunterstützung kontaktieren Sie uns gerne unter info@bronk-company.com. 

Ihre Ansprechpartner:

Dr. Pascal Lutter,
Senior Manager

Marc Hartmann,
Senior Partner

Artikel drucken