close

Anmelden

Neues Passwort anfordern?

Anmeldung mit OpenID

600 225 St ff t g t 600.225 Stoffstrommanagement Was ist

EinbettenHerunterladen
600 225 St
600.225
Stoffstrommanagement
ff t
g
t
Energiemanagement Energiebilanzen
Energiemanagement,
Dipl.-Ing. (FH) Carina Gallien
Leoben, WS 2012/13
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 1
Was ist Energiemanagement?
■ „...die vorausschauende, organisierte und systematisierte
Koordinierung von Beschaffung, Wandlung, Verteilung und
Nutzung von Energie zur Deckung der Anforderungen unter
Berücksichtigung
▪ ökologischer
g
und
▪ ökonomischer
Zielsetzungen.“ [VDI 4602]
■ „…die nachhaltige Bewirtschaftung der natürlichen
Ressourcen im Unternehmen, welche auf eine sichere und
kostengünstige Bereitstellung der Energie, die rationelle
Nutzung der Energiemedien und eine umweltgerechte
Entsorgung abzielt
abzielt.“ [Silvio Kenel,
Kenel Ayron Energy GmbH]
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 2
Was ist Energie?
■ Ist Energieerzeugung möglich?
▪ Robert Mayr
■ Energie/Anergie/Exergie
▪ Zoran Rant
■ Energieform
■ Energieträger
■ Energiequelle
g
g
■ Energiewandlung
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 3
Erscheinungsformen der Energie
■ Mechanische Energie
▪ mechanische Arbeit, potenzielle Energie, kinetische Energie
■ thermische Energie
▪ Wärme, Wärmestrahlung
■ Bindungsenergie
▪ chemische Energie, physikal. Bindungsenergie, atomare Energie,
K
Kernenergie
gi
■ elektromagnetische Energie
▪ elektrische
l kt i h E
Energie,
i magnetische
ti h E
Energie,
i St
Stromenergie,
i
elektromagnetische Energie
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 4
Leitungs- und nicht leitungsgebundene Energieformen
Energiemarkt
Nicht leitungsgebundene
Energieformen
Erdöl
Kohle
Leitungsgebundene
Energieformen
Sonstige
Erdgas
z.B.:
Wasserstoff
Elektrische
Energie
Sonstige
z.B.:
Fernwärme
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 5
Nachfrageo
orientierung
Energieformen aus Sicht des Energieflusses
(nach Wohinz)
Nutzenergie
Energieumwandlung
Angebo
otsorientieru
ung
Sekundärenergie bzw. Endenergie
Energieumwandlung
Primärenergie bzw.
Rohenergie
Vgl. Wohinz, J.W. et Moor, M. (1989), S. 31
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 6
Besonderheit des Produktionsfaktors
Energie
■ Periphere Substitutionalität
▪ Energie kann kaum durch andere Produktivkräfte ersetzt werden
▪ Produktionsfaktoren mit alternativer Substitutionalität können
dagegen gänzlich substituiert werden
■ Abhängigkeit
gg
von Energieversorgungssystem
g
g g y
■ Schwankungen im für den Produktionsprozess benötigten
Nutzenergiebedarf verursachen zusätzliche Kosten für
Endenergieträger
▪ Durch Spitzenbezugswerte werden bei leitungsgebundenen
Endenergieträgern zusätzliche Kosten verursacht.
verursacht
▪ Die ineffiziente Fahrweise der Energieumwandlungsanlagen führt
zu erhöhtem Einsatz an Endenergieträgern.
Vgl. Nosko (1994) in M. Rager (2008), S. 2.
Vgl. M. Rager (2008), S. 2f.
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 7
Energiebedarf des betrieblichen
Leistungserstellungsprozesses
■ Die im betrieblichen Leistungserstellungsprozess benötigte
ö
Energie ist immer eine Form der Nutzenergie, welche entweder
direkt im Produktionsprozess in Form von
▪ Prozesswärme,
▪ Mechanischer Energie,
▪ Nutzelektrizität,
■ oder indirekt zum Betrieb von Hilfseinrichtungen in Form von
▪
▪
▪
▪
Heizwärme,
Heizwärme
Mechanischer Energie,
Nutzelektrizität,
Beleuchtungsenergie
verwendet wird.
Vgl. Wohinz, J.W. et Moor, M. (1989), S. 33
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 8
Schema des betrieblichen Energieflusses
Energieinput
Umwandlung
Verteilung
Verwendung
Rückgewinnung
Strom
Gas
Motor
Produktion
Kessel
Heizung
Öl
Biomasse
Energieoutput
Transport
Vgl. Kaiserer, S. et Starzer, O. (1999), S. 15.
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 9
Angebot und Verbrauch an fossilen
Energieträgern
Quelle: BGR (2009), S. 29
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 10
800
700
Österreich liegt im internationalen Vergleich
beim jährl. Erdölverbrauch (2008) auf Platz 41!
13
3,6
13
3,7
78,4
80,8
79,5
100
89,5
200
94,1
123,6
300
94
400
108,6
500
368,8
600
308,6
jährll. Erdölveerbrauch [Mt]
900
937,6
1000
903
9
Erdölverbrauch pro Jahr (2004, 2008)
0
USA
CHINA
D
Vgl.: Baumgartner (2009) und BGR (2009), S. 41
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
F
2004
It
UK
A
2008
Seite 11
Importabhängigkeit Europas
EU-30: Energieimportabhängigkeit
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Kohle
Erdgas
2000
Quelle: EU-Kommission 2001
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Erdöl
2010
2020
Gesamt
2030
Seite 12
Entwicklung des europäischen
Kraftwerksparks
900
800
Kapazität EU
K
U 15 in GW
700
Zusätzlicher Bedarf
100.000 MW
600
500
Sonstige
400
Erdgas
300
200
100
Ersatzbedarf
150.000 MW
Kohle
Kernenergie
Wasser
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
20
11
20
12
20
13
20
14
20
15
20
16
20
17
20
18
20
19
20
20
20
21
20
22
20
23
20
24
20
25
20
26
20
27
20
28
20
29
20
30
0
Quelle: VDEW
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 13
Die resultierende „Haifischkurve“
Europa
Quelle: Voest Alpine Stahl GmbH
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 14
Weltweite Energiekosten sind enorm
Was wir für Öl, Gas,
Strom, etc. bezahlen
5 Billionen Euro
Energie, die wir
verschwenden
Energie die wir nutzen
Energie,
Energiekosten entsprechen ca. 10 % des globalen BSP
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 15
Weltweite Erdölbilanz
Erdölproduktion vs. -verbrauch
Regionale Erdölreserven [EJ]
100%
Europa
80%
GUS
Europa
GUS
Afrika
Mittlerer Osten
Austral-Asien
Nordamerika
Lateinamerika
Afrika
60%
Mittlerer Osten
40%
Austral-Asien
Nordamerika
20%
Lateinamerika
0%
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
Konventionell
3.000
3.500
4.000
4.500
5.000
Produktion
Verbrauch
Unkonventionell
Quelle: BGR (2007)
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 16
Kohlemarkt ist zweigeteilt
■ Steinkohle
▪ Intensiver Handel am Weltmarkt, wesentliche Faktoren:
▪
▪
▪
▪
Transportkosten und Gewinnkosten
Nachfrageverhalten
Spotpreis für Kesselkohle in Seehäfen
Währungsrelation von US$ zu Euro
▪ Hauptverwendung
▪ Kraftwerke
▪ Stahlindustrie
▪ Wärmemarkt
■ Braunkohle
▪ Transport über weite Entfernungen nicht wirtschaftlich
▪ Langfristverträge zwischen Kraftwerken und Förderstätten
▪ Hauptverwendung zur Stromerzeugung
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 17
Gasmarkt
■ Aufschwung der europäischen Erdgasnutzung mit
Erdgasfunden in den Niederlanden (Groningen)
■ kapitalintensiver Aufbau der Erdgasinfrastruktur in den
60er und 70er Jahren
■ Weltweiter Erdgasverbrauch (2002, 2008):
Region
Nordamerika
Süd‐/Zentralamerika
Europa
GUS
Mittlerer Osten
Afrika
Asien/Pazifik
Gesamt
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
2002
2008
Mrd. m
Mrd
m³ Mrd
Mrd. m
m³
790,3
824,3
98
129,7
573,9
1043,8
665,6
205,7
325,1
67,4
104,1
330,3
483,3
2535,5
,
3106
Vgl.: BP (2003) und BGR (2009), S. 51
Seite 18
Besonderheiten der elektrischen
Energieversorgung
■ Leitungsgebundenheit
■ Fehlende Speicherbarkeit
■ Physikalischer Lastfluss
■ Kapitalintensität
■ Langlebigkeit der Anlagen
■ Stromerzeugung aus Wasserkraft
■ Herstellbarkeit von Strom aus allen Primärenergiequellen
■ Strom als essentielles Wirtschaftsgut
■ Strommarkt ist eher regional zu betrachten
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 19
Die österreichische Energiebilanz
Energiefluss, Österreich 2000 [PJ]
PRIMÄRENERG
RGIEBILANZ
L
Lager
Fö
Förderung
24
414
Consumption Patterns in Austria
Importe 921
Coal
16%
4%
Oil
Aufkommen 1359
auf Lager
17
42%
20%
Gas
Electr.
Exporte 125
Gesamtenergieverbrauch 1217
18%
Others
Kohle 150
Erdöl 576
Primärelektr. 50
Erdgas 288
Sonstige 153
UMWANDLUNGSBILANZ
Nicht energetischer Verbrauch 101
Energetischer
Endverbrauch
965
mech work
mech.
Sonstige 155
Elektr. Energie 189
Kohle 42
Erdgas 178
Erdöl 401
31%
3% 10%
21%
UMWA
ANDLUNGSBILANZ
LETZ
ZTVERBRAUCHER
Eigenverbrauch und Umwandlungsverluste 151
process
heat
hot water
Verluste beim
Endverbraucher
374
Nutzenergie
Mech. Arbeit
Prozeßwärme
Heizwärme
Mobilität
Beleuchtung, EDV
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
591
74
165
252
98
2
Quelle: BMWA (2003)
35%
traffic
Seite 20
Typische Energiekostenbelastung
100%
Kostenstruktur österreichischer Industrie
80%
60%
40%
andere
d
Endprodukte
Zinsen
Arbeit
Rohmaterial
Energie
20%
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Total
Gas//Heizung
dung
Kleid
Textil
Elekttr. Geräte
Eisenwaren
Fahrrzeuge
Masc
chinen
Nich
hteisen Met.
Gieß
ßereien
Lede
erverarb.
Lede
erprod.
Nahrrungsmittel
Holzverarb.
en
Säge
Filmind.
Papierverarb.
Papierprod.
Chem
mie
Glas
s
Mine
eralien (nicht.-me
et.)
Raffiinerien
Eisen/Stahl
Berg
gbau
0%
Seite 21
Quelle: ÖEKV, EVA, Handb. Betr. E.-Mgmt, 1999
In Ausnahmefällen ist Energie ein
dominanter Kostenfaktor
Beispiel Voest Alpine
Anteil Energieverbrauch
voestalpine
voestalpine – Gesamt-Österreich
9%
Anteil Energieverbrauch
voestalpine – Industrie Österreich
22 TWh*
Rest Industrie
67%
voestalpine
33%
Übriges Österreich
91%
216 TWh
Die Energiekosten betragen in diesem Fall mehr als 15% der Primärkosten des Unternehmens
*...Der Verbrauch an elektrischem Strom beläuft sich dabei auf ca. 0,4 TWh
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Quelle: Voest Alpine Stahl GmbH
Seite 22
Der Druck auf die Industrie wächst
■ Massiver Anstieg der Energiekosten
▪ Leitungsgebundene Energien sind aus dem Kostental heraus
▪ Förderkosten
ö
für
fü Fossilressourcen steigen stetig
■ Zusätzliche Kosten aus der Emissionsrichtlinie
▪ Unsicherheiten bezüglich der 2. Allokationsrunde
■ Hohe Energieimportabhängigkeit in Europa
▪ Derzeit ca. 50 % Importabhängigkeit der EU
▪ Peak-Oil Diskussionen
■ Kaum
K
Möglichkeiten
Mö li hk i
zur Kostenabwälzung
K
b äl
▪ In vielen energieintensiven Branchen kaum Preisspielräume
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 23
Energie im Kontext der Nachhaltigkeit
■ Ökologische
Ök l gi h Bedeutung
B d t g
▪ Ressourcen sind endlich (Peak Oil) bzw. Regenerationsraten müssen
berücksichtigt werden (Forstwirtschaft)
▪ Wachstumsraten
▪ Umweltprobleme (Assimilationskraft)
■ Soziale Bedeutung
▪ Krieg um Ressourcen
▪ Unfälle bei Transport/Gewinnung
▪ Gesundheitsprobleme
G
dh it
bl
■ Wirtschaftliche Bedeutung
▪
▪
▪
▪
Abhängigkeit
gg
von steigenden/schwankenden
g
/
Energiepreisen
g p
Abhängigkeit von Energiekonzernen
Anstieg der Produktionskosten
Druck von Aktionären und Kunden
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 24
Energiemanagement
■ Zielsetzung: Reduktion von Kosten und
Treibhausgasemissionen durch Verbesserung der
E gi ffi i
Energieeffizienz
■ Regelwerke
▪ ÖNORM EN 16001:2009
▪ ISO 50001 Energiemanagement
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 25
Modell des Energiemanagementsystems
nach EN ISO 50001
Quelle: ÖNORM
Ö
EN ISO 50001
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 26
Forderungen der EN 16001
■ Angemessene Energiepolitik
■ Ermittlung relevanter Energieaspekte
■ Identifikation geltender gesetzlicher Anforderungen und
andere Verpflichtungen
■ Festlegung von strategischen und operativen Zielen
g von Programmen
g
zur Verwirklichung
g der
■ Einführung
Energiepolitik und Energieziele
p
g
sowie Auditierungen
g zur
■ Überprüfungsaktivitäten
Einhaltung der Energiepolitik.
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 27
Energiepolitik
■ Das Top-Management muss eine Energiepolitik für die
Organisation festlegen, einführen und aufrecht erhalten.
■ Übung
Ü
(in Gruppen):
▪ Erstellung einer Energiepolitik für die Montanuniversität
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 28
Beispiel für eine Energiepolitik (Sandoz
Austria)
■ The energy management system is a supplement to the existing
environmental management systems like EMAS (Environmental
Management and Audit Scheme) and ISO14001.
ISO14001
■ So the energy policy is a covalid/complementary document of
our existing environmental policy:
▪ The Sandoz management confesses to the careful use of energy and
considers energy efficiency in his management decisions.
▪ Our energy goal is to reduce the amount of energy utilized annually per
ton of product, and thus the volume of pollutants emitted per ton of
product.
product
▪ The energy policy is part of the environmental statement and also over
the Intranet/Internet available for employees, customers and suppliers.
Vgl. Zettl, J. (2010)
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 29
Ermittlung relevanter Energieaspekte
■ Ermittlung relevanter Energieaspekte
▪ Welche Energieaspekte gelten für mich?
▪ Früheren und aktuellen Energieverbrauch und Energiefaktoren
ermitteln.
▪ Künftigen Energieverbrauch abschätzen (Trends).
■ Bewertung der wesentlichen Energieaspekte
▪ Bereiche mit erheblichem Energieverbrauch und wesentlichen
Veränderungen
g identifizieren.
▪ Möglichkeiten zur Verbesserung der Energieeffizienz identifizieren und
priorisieren.
▪ ABC-Methode
ABC Methode
■ Übung (in Gruppen):
▪ Ermittlung und Bewertung der wesentlichen Energieaspekte der MUL
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 30
Bewertung der Energieaspekte (Bsp.
Energiekosten)
■ 800.000 € Gesamtenergiekosten
▪ 60% Stromkosten
▪ 30% G
Gaskosten
▪ 5% Öl
▪ 5% Wasser
■ Schwerpunkt zuerst auf Strom und Gas!
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 31
Festlegung von Zielen
■ Strategische Ziele
■ Operative Ziele
■ Eigenschaften von Zielen (SMART):
▪
▪
▪
▪
▪
Spezifisch
Messbar
Akzeptiert
Realisierbar
Terminierbar
■ => Die strategischen und operativen Energieziele müssen
messbar, dokumentiert und mit einem Zeitrahmen für ihre
Erreichung versehen sein.
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 32
Umsetzung von Maßnahmen
(Prozessablauf)
■ Ergebnisse der Energieanalyse
■ Entwicklung eines Maßnahmenkatalogs
■ Bewertung der Maßnahmen
■ Priorisierung der Maßnahmen
■ Erstellung eines detaillierten Maßnahmenplans
■ Umsetzung der Maßnahmen
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 33
Verwirklichung der Ziele und der
Energiepolitik (Überblick)
■ Ressourcen, Aufgaben, Verantwortlichkeiten, Befugnisse
■ Bewusstsein, Schulung und Fähigkeiten
■ Kommunikation
■ Dokumentation des EnMS
■ Lenkung von Dokumenten
■ Ablauflenkung energierelevanter Prozesse
▪ Die Organisation muss die Abläufe in Zusammenhang mit
wesentlichen Energieaspekten ermitteln und planen
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 34
Überprüfungsaktivitäten
■ Audit
▪ Bewertung hinsichtlich der Erfüllung der Anforderungen.
■ Management-Review
▪ Überprüfung durch Top-Management, ob EnMS weiterhin geeignet
ist.
ist
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 35
Literaturverzeichnis
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
■
Baumgartner R
Baumgartner,
R. (2009): Folienskriptum zur LV Stoffstrommanagement
Stoffstrommanagement. Lehrstuhl
Wirtschafts- und Betriebswissenschaften, Montanuniversität Leoben.
BGR (2009): Kurzstudie 2009 - Reserven, Ressourcen und Verfügbarkeit von
Energierohstoffen.
BMWA (2003): Energiebericht 2003 der österreichischen Bundesregierung.
BP (2003): Statistical Review of World Energy 2003.
Kaiser, S. et Starzer, O. (1999): Handbuch für betriebliches Energiemanagement.
Kenel S.
Kenel,
S (2010): Erfolgreiches Energiemanagement – Erfahrungen eines
Energiebeauftragten. T.A. Cook Intensivseminar – Der Erfolgreiche Energieeffizienzmanager,
Frankfurt, 30.06.2010.
ÖEKV, EVA, Handbuch Betriebliches Energiemanagement 81999)
ÖNORM EN 16001 (2009)
(2009): Energiemanagementsysteme – Anforderungen mit Anleitung zur
Anwendung
Posch, W. (2010): ): Folienskriptum zur LV Energiemanagement. Lehrstuhl Wirtschafts- und
Betriebswissenschaften, Montanuniversität Leoben.
Rager, M. (2008): Energieorientierte Produktionsplanung.
VDI 4602 (2007): Energiemanagement – Begriffe.
Wohinz, J.W. et Moor, M. (1989): Betriebliches Energiemanagement – Aktuelle Investition in
die Zukunft.
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 36
Weiterführende Literatur
■
E l h K.;
Erlach,
K Westkämper,
W tkä
E (2009):
E.
(2009) E
Energiewertstrom
gi
t t
- Der
D Weg
W g zur energieeffizienten
gi ffi i t Fabrik.
F b ik
■
Kaiser, S. (ÖEKV), Starzer, O. (E.V.A.): Handbuch für betriebliches Energiemanagement; Wien;
1999
■
Posch W
Posch,
W. (2010)
(2010): Ganzheitliches Energiemanagement für Industriebetriebe.
Industriebetriebe
■
Wohinz, J. W.; Moor, M.; Betriebliches Energiemanagement; Springer Verlag; Wien, New York;
1989.
© Wirtschafts- und Betriebswissenschaften
Seite 37
Document
Kategorie
Bildung
Seitenansichten
3
Dateigröße
405 KB
Tags
1/--Seiten
melden