Aber was ist Energieeffizienz?
Energieeffizienz, auch als effiziente Energieverwendung bezeichnet, ist der Prozess, weniger Energie für dieselbe Aufgabe oder dasselbe Ergebnis zu verwenden. Laut Forschungen der US-Regierung ist Energieeffizienz einer der einfachsten und kostengünstigsten Wege im Kampf gegen den Klimawandel und zur Reduzierung der Stromkosten und des Stromverbrauchs [2].
Darüber hinaus spielt die Energieeffizienz eine entscheidende Rolle im Prozess der Dekarbonisierung der Energiematrix: Sie reduziert die spezifische Energienachfrage, erhöht die Widerstandsfähigkeit und Zuverlässigkeit der elektrischen Übertragungsnetze und trägt somit dazu bei, die Nutzung erneuerbarer Energiequellen wie Sonnen- und Windenergie zu beschleunigen [3].
Und wie erreichen wir Energieeffizienz?
Im Wesentlichen kann die Steigerung der Energieeffizienz auf zwei Arten verfolgt werden: durch neue Technologien und durch Digitalisierung, und beide Ansätze gehen Hand in Hand. Was neue Technologien betrifft, gibt es sogenannte intelligente Gebäude oder Smart Buildings, Kraft-Wärme-Kopplungs- und Energiespeichersysteme, thermische Energie-Rückgewinnungssysteme, neue Materialien oder intelligente Materialien und viele andere, die sowohl im industriellen Sektor als auch im häuslichen Umfeld eingesetzt werden können [4-8]. Die Digitalisierung wiederum ermöglicht die optimale Leistung all dieser neuen Technologien.
Aber was ist industrielle Digitalisierung und wie fördert sie die Steigerung der Energieeffizienz?
Beginnen wir mit einem relativ einfachen industriellen Beispiel: der Wahl der besten Sequenz für das Platzieren von Metallteilen in einem kontinuierlichen Härteofen. Im Härteofen gibt es mehrere Temperaturstufen, die den Teilen die gewünschten Härtungseigenschaften verleihen.
Bei der Entscheidungsfindung über die Reihenfolge, in der die Teile in den Ofen gelangen sollen, können einige Einschränkungen bestehen, z. B. dass Teile derselben Metalllegierung zusammen platziert werden müssen, um dieselbe Heiz- und Kühlkurve zu durchlaufen. Die Frage ist also: Angesichts der Temperaturbedingungen, die jede Metalllegierung erreichen muss, welche ist die beste Sequenz der Teile, um im Ofen die geringste Menge an Brennstoff zu verbrauchen?
Wie im folgenden Diagramm dargestellt, gibt es bei nur 3 Arten von Metalllegierungen 6 mögliche Sequenzen. Bei 12 Metalllegierungen steigt diese Zahl auf 479.001.600 mögliche Sequenzen. Wenn der Bediener 0,001 Sekunden brauchen würde, um jede Option zu bewerten, würde es fast 6 Tage dauern, die beste Sequenz zu wählen!
Das Problem wird viel komplexer, wenn neue Einschränkungen und Ziele berücksichtigt werden. Daher wird selbst bei diesem einfachen Beispiel klar, dass es unmöglich ist, in angemessener Zeit die beste Entscheidung zu treffen, ohne ein künstliche Intelligenz-Tool zu verwenden. Und die Digitalisierung kommt dieser Nachfrage nach.
Die Digitalisierung umfasst die Erfassung und Verarbeitung einer großen Menge von Daten aus einem bestimmten industriellen Prozess sowie die Erstellung mathematischer Modelle auf der Grundlage dieser Daten. Diese Modelle, basierend auf künstlicher Intelligenz, fungieren als Energiemanagementsysteme, identifizieren Möglichkeiten zur Steigerung der Effizienz, treffen präzise Vorhersagen über den Prozess und führen die Entscheidungsfindung an, damit diese Verbesserungen in industriellen Prozessen und Betriebsabläufen umgesetzt werden können.
Vetta hat die Digitalisierung in Hunderte von Industrien auf der ganzen Welt gebracht. Unsere digitale Lösungssuite Viridis® verwaltet die Energie in Industrien, verbessert die Energieeffizienz im Produktionssystem, reduziert energiebezogene Kosten und den Verbrauch von Rohstoffen und verfolgt intelligent Kohlenstoffemissionen, Treibhausgase und Abfälle. Digitalisierung ist der neue Weg, effizient, nachhaltig und intelligent zu produzieren. Es ist nicht die Zukunft; Digitalisierung ist bereits Gegenwart.
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IEA. Supply – Key World Energy Statistics 2021 – Analysis - IEA. https://www.iea.org/reports/key-world-energy-statistics-2021/supply (2020). Department of Energy of USA. Energy Efficiency . https://www.energy.gov/eere/energy-efficiency (2022). IEA. Driving Energy Efficiency in Heavy Industries – Analysis - IEA. https://www.iea.org/articles/driving-energy-efficiency-in-heavy-industries (2021). He, K. & Wang, L. A review of energy use and energy-efficient technologies for the iron and steel industry. Renewable and Sustainable Energy Reviews 70, 1022–1039 (2017). Government of Canada. 4 NEW ENERGY EFFICIENT TECHNOLOGIES THAT ARE APPLICABLE TO MANUFACTURING PROCESSES. https://www.nrcan.gc.ca/energy/publications/efficiency/industrial/6843. E-Green Electrical. Seven Smart Tech Innovations That Are Changing The Energy Efficiency Game. https://e-greenelectrical.com.au/seven-smart-tech-innovations-that-are-changing-the-energy-efficiency-game/ (2022). World Energy Council. World Energy Perspective: Energy Efficiency Technologies . https://www.worldenergy.org/publications/entry/world-energy-perspective-energy-efficiency-technologies (2022). ACEEE-American Council for an Energy-efficient Economy. Emerging Technologies. https://www.aceee.org/topic/emerging-technologies.
