Energetische Optimierung von Flughafengeb�uden - ein Projekt der ISE Fraunhofer

Flugh�fen haben einen sehr hohen Energiebedarf und emittieren im hohen Ma�e den Klimakiller CO2. Dazu tragen nicht nur die Starts und Landungen der Flugzeuge, sondern auch der Airport selbst bei. Der Energieverbrauch eines typischen Flughafens liegt zur Zeit bei 100-300 GWh/Jahr und ist damit vergleichbar mit ungef�hr 30.000 privaten Haushalten. So berechnete Eurocontrol (the European Organisation for the Safety of Air Navigation) f�r das Jahr 2030 eine Zunahme des Flugverkehrs zwischen 1.4-2.2 - bezogen auf 2009. Ein, von der EU unter dem Namen �CASCADE ICT for Energy Efficient Airports� gef�rdertes Projekt, erforscht M�glichkeiten, wie Information und Kommunikationstechnologien (IKT) dazu beitragen k�nnen, Flughafengeb�ude energetisch zu optimieren.

Das CASCADE ICT

Das Fraunhofer-Institut f�r Solare Energiesysteme (ISE) koordiniert dieses, im Oktober 2011, gegr�ndete und bis zu dem Jahr 2014 laufende Projekt. Mit seinen Partnern, dem projekts in solar energy (PSE) in Deutschland, die National University of Irland (NUI), das enerit Limited (Irland), der Aeroporti Roma SPA (Italien), der Aeroportuali SEA Spa, dem Appolonia SPA (Italien), der Societa per azioni Esercizi Aeroportuali SEA Spa (Italien), Sensus Mi Italia S.r.L (Italien) und dem Institut Mihajlo Pupin (Serbien) will das Konsortium eine 20%-ige Reduktion des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen in dem Geb�ude erreichen. �Flugh�fen verbrauchen f�r Heizen, Klimatisieren und Beleuchten sowie andere Anwendungen so viel Energie wie ganze St�dte. Das entspricht mehreren Hundert Gigawattstunden elektrischer Energie pro Jahr sowie einem hohen thermischen Energiebedarf. Hierin steckt ein beachtliches Einsparpotenzial, das mit Hilfe intelligenter L�sungsans�tze gehoben werden kann�, erkl�rt Nicolas R�hault, Koordinator des Projekts am Fraunhofer ISE. Zun�chst wurden 1 Jahr lang an 2 ausgew�hlten Flugh�fen, dem Milano-Malpensa und und dem Roma-Fiumicino, (nach welchen Kriterien) die energetischen Verbr�uche gemessen und eine technische Bestandsaufnahme durchgef�hrt. Die Auswertung der Daten zeigte, dass ein hoher Bedarf an Optimierungssystemen im Bereich Wartung und der Energiesysteme existierte. Zugleich wurde an 40 von 500 europ�ischen Flugh�fen im Fr�hjahr 2012 eine Online-Umfrage durchgef�hrt, in der die Energiemanager nach ihrem jeweiligen Energieverbrauch und die von ihnen durchgef�hrten Ma�nahmen/Strategien befragt wurden. Obwohl nur 14 diese Umfrage beantworteten, lag somit erstmals eine Basis zugrunde, die die jeweils unterschiedlichen Parameter, wie Klima, geographischer Standort, die Infrastruktur der Geb�ude etc. b�ndelte. Eingebunden in den Rahmen des ISO 50001 Standard trat die von der Firma Enerit entwickelte Energie-Management-Software am 25.03.2013 an den Flugh�fen Fiumicino und Malpensa in die Testphase, die dann ein Jahr, im Jahr 2014, abgeschlossen werden soll.

Die Messwerte verschiedenster Messtechniksysteme, wie zum Beispiel von dem Geb�ude-Management-System, Wetterdaten, werden �ber einen lokalen Datenlogger konzentriert und dem �bergeordneten Datenspeicher weitergeleitet. Eine integrierte, automatische Fehlererkennung und Diagnose-Software (FDD) observiert und pr�ft mittels Algorithmen st�ndlich verschiedene Systeme (z.B. die L�ftung, Kreisl�ufe f�r K�hlung und W�rme, Beleuchtung) und �bermittelt die Vorschl�ge zur Optimierung �ber das Internet einer Energy Action Software der Firma Enerit. Diese Software b�ndelt die aktuellen L�sungsvorschl�ge der verschiedensten FDD - Systeme des gesamten Geb�udes, ohne die einzelnen Daten des jeweiligen Zustand ber�cksichtigen zu m�ssen. Auf der Basis dieser angereicherten Daten, der gespeicherten Informationen der Ontologie (zentraler Speicher der technischen Daten, Pl�nen der Maschinen etc.) des Flughafens, den fr�heren durchgef�hrten Korrektur-ma�nahmen, den Eintr�gen aus manuell eingetragenen Audits, liefert sie dem Energiemanager zeitnah umfang-reiche, intuitiv verst�ndliche Analysen und Reports aller Verbrauchswerte. Dieser ist jetzt in der Lage, ein Energie-Management nach dem Plan-Do-Check-Act Verfahren der ISO 50001 zur Kostenminimierung mittels Reduktion des Energieverbrauchs, der CO2-Emissionen, durchzuf�hren.

Die ISO 50001

Mit der, im Juni 2011 ver�ffentlichten, allgemeing�ltigen Norm Energiemanagementsysteme ist eine weltweit g�ltige Norm in Kraft getreten, die Unternehmen durch Vorgaben an ein systematisches Energiemanagement dabei helfen soll, Energiekosten, Treibhausgase und andere Umweltauswirkungen zu reduzieren. Ebenso wie ISO 9001 (Qualit�tsmanagementsysteme) und die ISO 14001(Umweltmanagementsysteme) funktioniert sie nach dem Plan-Do-Check-Act Ablauf. In der Planungsphase werden Ma�nahmen zur Qualit�tsverbesserung entwickelt. Die Umsetzung der geplanten Ma�nahmen erfolgt in der sog. Do-Phase. Anschlie�end kontrollieren die Manager in der Check-Phase die durchgef�hrten Ma�nahmen hinsichtlich ihrer Zielwirksamkeit. Eventuelle Korrekturma�nahmen werden, nach Analyse der Ergebnisse, in der Act-Phase eingeleitet. Dieser Zyklus im ISO 50001 Zertifizierungsprozess wird solange durchgef�hrt, bis eine bestm�gliche Optimierung der Effizienzen - bezogen auf Kosten, Reduktion der Verbr�uche und CO2- Emissionen der individuellen Voraussetzungen erreicht ist.

Ausblick

Eine erm��igte Energiesteuer beziehungsweise die Energiesteuerr�ckerstattung sind bereits heute ein wichtiger Teil der Gewinn/Verlustrechnung der Fluglinien. Das am 09.11.2012 durch den Bundestag verabschiedete Energiesteuer- und Stromsteuergesetzes fordert, dass die Steuerbeg�nstigungen f�r rund 25.000 energieintensive Unternehmen in Deutschland, der sogenannte Spitzenausgleich, ab 1.1.2013 nur noch dann genehmigt wird, wenn die Betriebe zu Energieeinsparungen beitragen. Somit wird die Einf�hrung eines Energiemanagementsystems nach ISO 50001 zuk�nftig die Bedingung f�r eine erm��igte Energiesteuer. Eine in die Praxis umgesetzte CASCADE ICT f�r Flugh�fen erleichtert dem Energie- und Geb�udemanager die Durchf�hrung eines optimalen Energie-Management-System nach dem PDCA-Zyklus. Ein weiterer Nebeneffekt der erreichten Energieeinsparungen und der Reduktion der CO2-Emissionen ergibt sich aus der Vermeidung des Zukaufs von Zertifikaten. Vorstellbar, aber l�ngst noch nicht realisiert, ist ein selbst-lernender Ansatz der Regelung bzw. der Selbstwartung der Ger�te. Ihr Einsatz in diesem Prozess l��t zus�tzliche, intelligente Einsparungen erwarten. Hinzu kommt, dass eine Anwendung dieser Software auf andere Geb�ude mit hohen Energieverbr�uchen und CO2-Emissionen, wie z.B. Hochh�user, Zementfabriken, nach Aussage von Professor Rehault, dem Projektleiter, durchaus m�glich w�re.