Energiesparen dank Digitalisierung und Cloud-Technologie

Sie halten Gebäude im Sommer kühl und im Winter warm: Dämmstoffe erhöhen den Wohnkomfort und verbessern die Energieeffizienz von Gebäuden. Zwei Werke des Dämmstoffherstellers Knauf Insulation in Großbritannien produzieren die energiesparenden Materialien jetzt effizienter – dank digitaler Lösungen von Siemens.

„Es geht nicht nur darum, was wir produzieren, sondern auch wie“, erklärt Neil Hargreaves. Möglichst umweltfreundliche Produktionsprozesse sind für den Managing Director von Knauf Insulation von entscheidender Bedeutung. Um jedoch wesentliche Verbesserungen zu erzielen, braucht es zunächst Investitionen. Und hier steht Knauf heute wie viele andere Unternehmen vor dem Problem begrenzter Budgets für umfangreiche Optimierungsmaßnahmen. Siemens kann jedoch den Weg zu solchen Verbesserungen ebnen – über ergebnisorientierte Verträge, sog. „outcome-based contracting“. (Erfahren Sie mehr in diesem Blogbeitrag auf Siemens Ingenuity [Englisch])

Ein ergebnisorientierter Vertrag funktioniert so: Siemens und der Kunde vereinbaren garantierte Ergebnisse, etwa eine bestimmte Energieeinsparung pro Jahr. Was der Kunde bezahlt, berechnet sich danach, inwieweit diese Einsparung tatsächlich erzielt wird. „Wenn mit unseren Maßnahmen weniger eingespart wird, als wir versprochen haben, bekommen wir auch weniger Geld. Umgekehrt bekommen wir aber auch mehr, wenn wir höhere Einsparungen ermöglichen können“, erklärt Jeremy Chang, Program Manager for Outcome Based Solutions bei Siemens.

Knauf arbeitet mit Siemens seit 2015 im Rahmen eines ergebnisorientierten Vertrags zusammen. Das Ziel war zunächst, den Energieverbrauch des Dämmstoffwerks St Helens in Nordwestengland zu reduzieren. Die Grundlage für einen ergebnisorientierten Vertrag sind Daten, die am Standort erfasst und mittels Expertenwissen, Tools und Algorithmen analysiert werden. Die anhand der Ergebnisse entwickelten Projekte ermöglichen es dem Kunden dann, die Betriebskosten zu senken und die Umweltfreundlichkeit wie gewünscht zu erhöhen. Die Experten von Siemens gingen in fünf Schritten an das Projekt in St Helens heran.

Das Managementteam von Knauf vermittelte den Siemens-Beratern zunächst im Rahmen eines strategischen Engagements die Produktionsprozesse am Standort, die gewünschten Ergebnisse sowie den Zeithorizont. Am Ende dieser Phase vereinbarten beide Seiten ein Pilotprojekt zur Effizienzsteigerung am Standort St Helens.

Darauf folgte der Schritt der Nutzenanalyse oder Value Discovery: Die Siemens-Berater prüften und analysierten gemeinsam mit Knauf die Prozesse bzw. Daten am Standort. Ausgehend von den Ergebnissen arbeiteten die Siemens-Experten dann das Projektpotenzial heraus und entwickelten ein Maßnahmenpaket im Rahmen eines vorläufigen Business Case.

Entsprechend der Due-Diligence-Prüfung und Vertragsentwicklung im dritten Schritt baute Siemens gemeinsam mit seinen Lösungspartnern daraufhin ein Bereitstellungsmodell für die ergebnisorientierte Lösung auf. Die Finanzierung der neuen Ressourcen wurde über Siemens Financial Services organisiert.

Damit waren alle Vorbereitungen für die Projektabwicklung getroffen. Siemens beschaffte und installierte sämtliche technischen Einrichtungen – von drehzahlveränderlichen Antrieben, hocheffizienten Motoren sowie standortweiter LED-Beleuchtung bis hin zu einer Datenerfassungs- und -analyselösung, um die Systemleistung abzubilden und zu maximieren.

Nach der erfolgreichen Umsetzung wird die Leistung in der Phase der Überprüfung/Verifizierung fortwährend überwacht, gemessen und nachgewiesen - in Übereinstimmung mit geltenden internationalen Standards wie IPMVP (International Performance Measurement & Verification Protocol). Der Knauf-Standort St Helens hat die Zielvorgaben klar erfüllt. Die Investitionen für das Projekt wurden seit seiner Umsetzung 2015 vollständig wieder hereingeholt. Knauf spart zudem mehr als 3.000 MWh Energie jährlich und vermeidet damit den Ausstoß von rund 1.500 Tonnen CO₂.

Nach dreijähriger Laufzeit des ersten Projekts setzte Knauf Insulation 2018 auch bei seinem Dämmstoffwerk in Cwmbran, Südwales, auf das Konzept eines ergebnisorientierten Vertrags. „Wir nutzten die Chance, die Erkenntnisse aus St Helens auf das Werk Cwmbran zu übertragen“, erläutert Knauf-Werksleiter Darren Holt.

Die Lösung für Cwmbran ging noch weiter: Sie umfasste die Ausrüstung großer Turboluftverdichter sowie Kühlwasserpumpen mit hocheffizienten Siemens-Motoren und -Steuerungen, die Optimierung vorhandener Motorsteuerungen, LED-Lichttechnik für den gesamten Standort und ein Datenerfassungssystem auf Basis von Simatic IOT2040. Dieses ist so konfiguriert, dass es Daten sowohl in die vorhandenen Informationssysteme von Knauf überträgt als auch in MindSphere, die führende industrielle IoT-as-a-Service-Lösung Siemens.

Dank der Integration in MindSphere ist die Fernvisualisierung in Intervallen bis zu einer Sekunde möglich. Speziell diese Funktion hat weitere Verbesserungen am Druckluftsystem ermöglicht, so dass noch schneller auf sich verändernde Anforderungen reagiert werden kann.

Die Installation bei Knauf Cwmbran spart mehr als 7.000 MWh Energie und verringert die CO₂-Emissionen um 3.500 Tonnen jährlich – dies entspricht der CO₂-Menge, die 800 Haushalte in Großbritannien jedes Jahr ausstoßen. „Die erzielten Einsparungen und die verbesserte Infrastruktur im Werk Cwmbran wären ohne das Partnerschaftsmodell mit Siemens nicht möglich gewesen“, betont Holt.

Siemens hat schon mit vielen Kunden ergebnisorientierte Verträge abgeschlossen. „Sie sind für alle Beteiligten in einem Ökosystem der Zusammenarbeit vorteilhaft und sorgen dafür, dass Projekte die gewünschten Ergebnisse hervorbringen“, unterstreicht Sheikh Ali, Key Expert Outcome Based Solutions bei Siemens.

Das Modell eignet sich besonders für Industrieunternehmen mit jährlichen Energieausgaben ab einer Million Pfund pro Standort. Es ist kein Kapitaleinsatz erforderlich, und Einsparungen sind garantiert. Ein derartiger Vertrag eröffnet zudem einen sicheren Weg, um die CO₂-Bilanz zu verbessern und die Nachhaltigkeitsziele zu erreichen. Ein strukturierter Ansatz – insbesondere in Verbindung mit Maßnahmen der digitalen Transformation – stellt sicher, dass alles Erdenkliche getan wird, um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen.

Seit Beginn ihrer Zusammenarbeit vor fünf Jahren haben Siemens und Knauf ihre Beziehung unterdessen weiter gefestigt. Auf Grundlage der Verträge für St Helens bzw. Cwmbran arbeiten beide Unternehmen nun gemeinsam an der Entwicklung noch interessanterer Lösungen für die Zukunft.

Es ist noch zu früh, um Einzelheiten zu nennen, aber soviel sei verraten: die Daten der beiden Knauf-Standorte sollen genutzt werden, um künftig mittels moderner Datenanalysetechnik, maschinellem Lernen und künstlicher Intelligenz wegweisende und umweltfreundliche Lösungen zu entwicklen. Der Nachweis, dass energiesparende Materialien auch auf energiesparende Weise hergestellt werden können, ist auf jeden Fall schon erbracht.

Noch keine Kreislaufwirtschaft im eigentlichen Sinn, aber schon nah dran.