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naida+net naida+net - Technisch-Wirtschaftliche Prozessoptimierung von Biomasse-Nahwärmenetzen durch Analyse von bestehenden Anlagen

Biomasse-Nahwärmeanlagen weisen einen sehr hohen technischen Standard bei der Anlagentechnik auf. Die betriebswirtschaftlichen Abläufe und die Betriebsoptimierung der Anlagen werden jedoch zumeist mit unzureichender Professionalität durchgeführt, was zu erheblichen Mehraufwänden führt. Unter Einsatz von Daten aus verschiedenen Quellen werden im Projekt naida+net die Optimierungspfade vorgeschlagen, umgesetzt und erprobt, die zu einem effizienteren technisch-wirtschaftlichen Betrieb von Biomasse-Nahwärmenetzen führen.

Ausgangssituation

In Österreich existieren mehr als 1.000 Biomasse-Nahwärmenetze. Diese versorgen mit dem Brennstoff Biomasse öffentliche Gebäude, Industrie, Gewerbe und Privatpersonen in Ein- und Mehrfamilienhäusern. Die Wärmeerzeugungsanlagen und die darin eingesetzten Anlagenkomponenten weisen einen sehr hohen technischen Standard auf. Durch verschiedene Aus­bildungsoffensiven und Controlling Instrumente für die Planungsphase (Qualitätsmanagement qm heizwerke) konnte die Umsetzungsqualität deutlich verbessert werden.

Biomasseheizwerke nehmen bei der Ortswärmeversorgung eine wichtige Rolle ein und helfen, dass eine sehr hohe Wertschöpfungsquote in Österreich erzielt werden kann. Zusätzlich unterstützen die Heizwerke die örtliche landwirtschaftliche Struktur, da das Holz von lokalen Bauern angeliefert wird. Die Öffentlichkeit investiert in Form von Förderungen hohe Geldmittel um die Qualität der Heizwerke während der Umsetzungsphase und langfristig angemessen niedrige Wärme­preise zu gewährleisten.

Durch verschiedene Ausbildungsoffensiven und Controlling Instrumente für die Planungsphase (Qualitätsmanagement qm heizwerke) konnte die Umsetzungsqualität deutlich verbessert werden. Nachdem ein sehr hohes Planungsniveau erreicht wurde gibt es immer öfter Schwierigkeiten der Eigentümer solche Heizwerke wirtschaftlich langfristig betreiben zu können. Viele der Eigentümer und Betreiber stammen aus dem bäuerlichen Umfeld und verfügen oftmals nicht über das Know-how und die Hilfsmittel um sämtliche Tätigkeiten bei einem Heizwerk effizient und wirtschaftlich durchführen zu können. Daher gibt es bereits erste Projekte, die Schwierigkeiten haben die erwünschten Ergebnisse zu erreichen. Die Kapitalgeber, meist Banken, sind durch die Wirtschaftskrise sensibilisiert und verzeihen hier kein unprofessionelles, ineffizientes agieren.

 

Projektverlauf

Ausgehend von einer größeren Anzahl von Biomasse-Nahwärmenetzen werden vier Standorte ausgewählt, die einer eingehenderen Analyse Ihrer Betriebsdaten unterzogen werden. Es erfolgen vorwiegend Betrachtungen auf Basis von Schlüsselkennzahlen und Energiebilanzen, zur Ursachenbestimmung werden auch Analysen der Leitrechner-Daten durchgeführt. Die Ergebnisse der Analysen werden grafisch aufbereitet, und daraus Schlüsse für einen verbesserten technisch-wirtschaftlichen Heizwerksbetrieb gezogen.

 

Datenanalysen und Datenaufbereitung

In diesem Projekt werden ausführliche Analysen der Betriebsdaten von Heizwerken durchgeführt, die Ist-Daten von vier Heizwerksstandorten werden im Detail erfasst, und eine Vielzahl von technischen und betriebswirtschaftlichen Kennzahlen gebildet. Grafische Darstellungen sollen die Auswertung und Analyse der Betriebsparameter unterstützen, und deren Anschaulichkeit verbessern. Damit soll die Motivation der handelnden Personen gesteigert werden, sich mit Effizienzsteigerung zu beschäftigen, und auf die Daten mit Maßnahmen zur Effizienzsteigerung zu reagieren.

 

Prozessoptimierung

Die häufig ablaufenden betrieblichen Prozesse werden analysiert und optimiert. Es werden zusätzliche Werkzeuge bereitgestellt, um den praktischen Nutzen im Betrieb zu erhöhen. Das IT Tool wurde bei einer kleinen Anzahl von Heizwerken ausgehend eingeführt, und die verbesserten Werkzeuge werden später zahlreichen Heizwerken zur Verfügung gestellt werden.

 

Standardisierung

Ein wesentliches Ziel ist eine Standardisierung bei Effizienzmaßnahmen. Dafür wurde ein umfassender Maßnahmenkatalog erarbeitet, und eine Methodik (ein überbetrieblicher Prozess) eingeführt, die eine regelmäßige Optimierung der eingesetzten Anlagenkomponenten mit daraus resultierenden Energie- und Kosteneinsparungen ermöglicht.

Ergebnisse

Biomasse-Nahwärmenetze nehmen in Österreich einen wichtigen Platz in der Infrastruktur zur Energieversorgung ein. Die durch sie erzeugte hohe Wertschöpfungsquote für Österreich, sollte auf so viele Standorte wie möglich ausgedehnt werden. Dafür sind höchsteffiziente Wärmebereit­stellungsanlagen und Verteilnetze notwendig.

Im gegenständlichen Projekt wurde untersucht, wie der praktische Betrieb von Biomasse-Nahwärmenetzen gestaltet werden muss, damit möglichst hohe technische und wirtschaftliche Effizienz der Anlagen eintritt. Das wesentlichste Ergebnis ist, dass in jeder Betreiberorganisation ein Prozess zur kontinuierlichen Effizienzsteigerung aller Anlagenteile installiert und für die gesamte Dauer des Anlagenbetriebs aufrechterhalten werden muss. Bei besonders kleinen Organisationen bietet sich an, die jährliche Evaluierung der betrieblichen Kennzahlen an eine qualitätssichernde, externe Organisation (Muttergesellschaft, externes Planungsbüro etc.) mit entsprechendem Know-How auszulagern. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass ausreichend Wissen um die vorhandenen Möglichkeiten zur Steigerung der Effizienz vorliegt, und das regelmäßige Controlling der Betriebskennzahlen auch durchgeführt wird, und nicht durch die Notwendigkeiten des täglichen Anlagenbetriebs zeitlich aufgeschoben oder überhaupt nicht umgesetzt wird.

Die regelmäßige Erstellung und Analyse von Schlüsselkennzahlen liefert in Zusammenhang mit dem erstellten Effizienzmaßnahmenkatalog das Rüstzeug, die betrieblichen Kennwerte der Anlagen laufend weiter zu verbessern. Die wesentlichen Ziele sind dabei ökonomischer Erfolg, möglichst niedriger Brennstoffeinsatz, geringer Einsatz von Hilfsenergie bei möglichst effizienter Nutzung der notwendigen Tätigkeiten des Betriebspersonals. Gelingt es, dem Betreiber, laufende Verbesserungen bei der betrieblichen Effizienz zu erreichen, verbessern sich auch die Kennzahlen stetig, und der ökologische und ökonomische Nutzen der Anlage steigt kontinuierlich. Das ermöglicht dem Betreiber laufende Re-Investitionen problemlos zu tätigen, und seiner kommunalen Aufgabe nachzukommen, zukünftige Versorgungs- und Effizienzpotentiale auch wahrnehmen zu können.

In diesem Projekt wurden Tools erarbeitet, die in eine Software zur Unterstützung des Heizwerksbetriebs integriert werden sollen, um Effizienzbewertungen anhand von verschiedensten betrieblichen Kennzahlen laufend durchführen zu können. Dies ermöglicht der Geschäftsführung ein laufendes Controlling des Heizwerksbetriebs, und das Erkennen von vorhandenen Optimierungspotentialen.

Das Ziel von 10% Einsparung bei den Verwaltungskosten der Ziel-Heizwerke kann mit dem Einsatz der Betriebsdatenbank „heidi“ bei jedem Heizwerk erreicht werden, wenn die Abläufe in der Verwaltung so umgesetzt werden, wie in den Prozessschemas vorgesehen. Die in diesem Projekt umgesetzte Datenschnittstelle liefert die Basis dafür, dass die Betriebsdaten der Heizwerke umfassend zur Auswertung zur Verfügung stehen. Das Modul Wärmeabrechnung, das einen wesentlichen Schlüssel zur Optimierung der jährlichen Verwaltungsarbeiten darstellt, soll im 1. Halbjahr 2015 fertig gestellt werden.

Steckbrief

Projektnummer
829747
Koordinator
Universität Innsbruck, Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften
Projektleitung
Wolfgang Streicher, wolfgang.streicher@uibk.ac.at
Partner
Nahwärme.at
Förderprogramm
Neue Energien 2020
Dauer
01.2011 - 06.2016
Budget
217.450 €