Im Rahmen des NEFI-Projekts EDCSproof1 wurde am Beispiel der Lebensmittelindustrie ein innovatives Konzept für die Dekarbonisierung von industriellen Energieversorgungssystemen entwickelt und getestet. Die Basis dafür bilden digitale Anwendungen sowie Wärmepumpen und Energiespeicher. EDCSproof steht für „Energy Demand Control System – PROcess Optimization For industrial low temperature systems“. Im Zentrum des Projekts stand die Entwicklung eines Regelungskonzept das online, prädiktiv und ganzheitlich sowie rekonfigurierbar ist und zukünftig bei der Umsetzung von nachhaltigen Energiekonzepten in der Industrie zum Einsatz kommen soll.
EDCSproof erfüllt folgende Funktionen:
> das System unterstützt die Integration von erneuerbaren Energien durch den Einsatz von Energiespeichern
> es fungiert als flexibler Verbraucher für elektrische Netze (Demand Side Management unter Berücksichtigung dynamischer Tarife)
> es steigert die Effizienz durch optimale Regelung des Gesamtsystems
> es ermöglicht die Nutzung von Abwärme durch den Einsatz von Hochtemperatur-Wärmepumpen (< 150 °C), dadurch kann der Energiebedarf bei unverändert hoher Produktion gesenkt werden
Eine benutzerfreundliche Mensch-Maschine-Schnittstelle ermöglicht die effiziente Eingabe von Produktionsplänen sowie die Visualisierung aktueller und prognostizierter Anlagenzustände und erlaubt es den Betreibern in die Prozesse einzugreifen.
Arbeitsschritte
Im Rahmen des Projekts wurden drei Standorte der Projektpartner aus der Lebensmittelindustrie (Wiesbauer Holding AG, Fischer Brot GmbH) analysiert und ein Referenz-Energiesystem, Optimierungsziele und Rahmenbedingungen für die Integration in Energiemärkte abgeleitet. Modellierungen von Energieversorgung, -speicherung und -verbrauch wurden durchgeführt und darauf aufbauend das Energy Demand Control System (EDCS) im Labor entwickelt und demonstriert. Es folgten technisch-ökonomische sowie ökologische Analysen. Auch die Skalierbarkeit für weitere industrielle Umsetzungen wurde untersucht. Zusätzlich konnte die Latentwärmespeicher-Technologie weiterentwickelt und getestet werden.
Projektergebnisse
An einem beispielhaften Energieversorgungssystem mit definierten Randbedingungen (zeitlich veränderliche Energiepreise, Emissionsfaktoren und Verfügbarkeit von Abwärmequellen) wurde im Labor demonstriert, dass mit Hilfe des EDCS im Vergleich zu einem Standardregler die Emissionen um bis zu 57 % und die Kosten der Energieversorgung um 8 % reduziert werden können. Die Integration des EDCS ermöglicht die optimale Nutzung von Flexibilitätspotenzialen bei unveränderter Infrastruktur. Die tatsächlichen Einsparungspotenziale hängen von der individuellen Situation des jeweiligen Betriebs ab, speziell von der Zusammensetzung des Energieversorgungssystems, den Speichermöglichkeiten und der potenziellen Flexibilität im Verbrauch. Als Projektergebnis steht ein breit anwendbares, branchenübergreifendes Energiekonzept zur Verfügung, das an den Standorten der Projektpartner sowie bei anderen Unternehmen umgesetzt werden kann. Das System leistet einen wichtigen Beitrag zur Steigerung der Energieeffizienz und damit der Wettbewerbsfähigkeit des produzierenden Gewerbes und ermöglicht den Umstieg auf erneuerbare Energieträger in der industriellen Energieversorgung.
Weitere Entwicklung
Ziel des aktuellen Folgeprojekts „Industry for Redispatch“2 ist einerseits die Weiterentwicklung und Implementierung des EDCS-Controllers in Industrieanlagen und andererseits die Bereitstellung der Flexibilität von Industrieanlagen für das Stromnetz. Partner sind hier Wiesbauer Holding AG, der Papierhersteller Mondi, die voestalpine Stahl GmbH, Siemens AG, APG Austrian Power Grid sowie mehrere Verteilnetzbetreiber und Forschungseinrichtungen.
https://www.nefi.at/edcsproof/
„Im Forschungsprojekt EDCSproof konnten ganz klar wirtschaftliche Vorteile einer umfassenden Datenaufnahme und -analyse in Industriebetrieben aufgezeigt werden. Wir freuen uns sehr, als Projektpartner gemeinsam an effizienten Lösungen zu arbeiten, um dem klimaneutralen Produktionsbetrieb einen großen Schritt näher zu kommen. Jetzt geht es an die Umsetzung des Regelungskonzeptes.“
Magdalena Teufner-Kabas
Geschäftsführerin, kleinkraft OG
1 Projektpartner: AIT Austrian Institute of Technology GmbH (Projektleitung), Montanuniversität Leoben/Chair of Energy Network Technology, TU Wien/Institute for Energy Systems and Thermodynamics und Institute of Mechanics and Mechatronics, Control and Process Automation, evon GmbH, ILF Consulting Engineers Austria GmbH, kleinkraft OG, Wiesbauer Holding AG, Fischer Brot GmbH
2 www.nefi.at/industry4redispatch/
EDCSproof ist Teil der NEFI-Modellregion („new energy for industry“)
