Vom Kostenfaktor zur Steuerungsgröße
Wie digitale Betriebsführung Chemieprozesse und Energiemärkte in Echtzeit verknüpft und Standorte wettbewerbsfähiger macht.
Daniela Egger und Jan Kurrelvink, E.ON Energy Projects GmbH
Strom war lange vor allem ein Kostenfaktor. Heute kann ein Chemiestandort im Intraday-Markt Geld damit verdienen – in Echtzeit, vollautomatisiert, ohne manuellen Eingriff. Was das möglich macht: eine digitale Betriebsführung, die Produktionsprozesse, Energieanlagen und Märkte zu einem dynamischen Gesamtsystem verbindet. Für energieintensive Standorte ist das keine Zukunftsvision mehr, sondern eine handfeste Wettbewerbsfrage.
Denn die Chemieindustrie steht unter gleichzeitigem Druck von mehreren Seiten: Dekarbonisierung und steigende CO2-Kosten treiben die Transformation der Energieversorgung voran. Volatile Märkte verlangen maximale Reaktionsgeschwindigkeit. Und die fortschreitende Elektrifizierung, von der Hochtemperaturwärmepumpe bis zum elektrolysebasierten Produktionsverfahren, macht Strom zur zentralen Steuerungsgröße im Betrieb. Wer diese Komplexität nicht digital beherrschbar macht, verliert gegenüber agileren Wettbewerbern.
Inhalt:
- Aus Einzelanlagen wird ein intelligentes Gesamtsystem
- E.ON IQ Energy: Der Regelkreis, der nie schläft
- Alles im Blick – von der Leitwarte bis zum Management-Dashboard
- Praxisnachweis Grenzach-Wyhlen: Mehr als 20.000 t CO2 eingespart bei laufendem Betrieb
- Von der Chemie ins Rechenzentrum: Eine Plattform, viele Anwendungen
- Über E.ON Energy Infrastructure Solutions
Aus Einzelanlagen wird ein intelligentes Gesamtsystem
Chemiestandorte betreiben heute zunehmend hybride Energiesysteme: Fossil befeuerte KWK-Anlagen und Kessel werden durch Hochtemperaturwärmepumpen, thermische und elektrische Speicher, Elektrodenkessel, erneuerbare Energien und perspektivisch Wasserstoff ergänzt. Aus einstmals linearen Versorgungsstrukturen entstehen gekoppelte Strom-, Dampf- und Wärmenetze mit erheblichem Flexibilitätspotenzial.
Der eigentliche Mehrwert entsteht jedoch nicht durch die Optimierung einzelner Anlagen, sondern durch ihre integrierte, intelligente Orchestrierung. Werden Eigenerzeugung, Speicher, elektrifizierte Verbraucher, Marktinteraktionen und steuerbare Produktionsschritte gemeinsam optimiert, sinken Commodity-Risiken. Gleichzeitig lassen sich Betriebsstrategien schnell und vorausschauend an neue Rahmenbedingungen anpassen und Marktpotenziale optimal nutzen.
E.ON IQ Energy: Der Regelkreis, der nie schläft
Genau dafür wurde E.ON IQ Energy entwickelt. Die Lösung von E.ON Energy Projects, einer Tochter von E.ON Energy Infrastructure Solutions, verbindet Produktionsprozesse, Energieanlagen und Energiemärkte zu einem dynamischen Gesamtsystem und schafft die Grundlage, Flexibilität systematisch technisch und wirtschaftlich zu erschließen. Was vor mehr als fünf Jahren als Innovationsprogramm begann, ist heute eine skalierbare Systemlösung, die produktiv in der Chemie- und Papierindustrie im Einsatz ist, getragen von über 20 Jahren Erfahrung im industriellen Energie-Contracting.
Prognosemodelle und Optimierungsalgorithmen verarbeiten Lastgänge, Marktpreise, Wetterdaten und Prozessinformationen in Echtzeit. Daraus entstehen kontinuierlich optimierte Fahrpläne für den gesamten Anlagenpark. Anlagen werden automatisiert gestartet und im optimalen Lastbereich betrieben. Speicher werden intelligent eingesetzt und verfügbare Flexibilitäten gezielt in Spot- (Day-Ahead- und Intraday-) sowie Regelenergiemärkten vermarktet. Technische Restriktionen, regulatorische Vorgaben, vertragliche Anforderungen sowie Kosten- und CO2-Ziele fließen unmittelbar in die Optimierungslogik ein.
Flexibilität wird damit nicht nur technisch nutzbar, sondern direkt wirtschaftlich verwertbar: durch optimierten Energieeinkauf, reduzierte Lastspitzen und zusätzliche Erlöse aus den Energiemärkten. Besonders deutlich zeigt sich dieser Mehrwert in elektrifizierten Chemieprozessen, wo Elektrodenkessel, Wärmepumpen und Speicher markt- und bedarfsoptimiert gefahren und günstige Preisphasen konsequent genutzt werden.
In Chemiestandorten reicht der Ansatz weit über die Energieversorgung hinaus. Auch Druckluftsysteme, Kälteversorgung, Wasseraufbereitung und flexible Produktionsschritte lassen sich in die Fahrplanoptimierung integrieren. Dadurch lassen sich Produktionsreihenfolgen, Lastverschiebungen und Wartungsfenster energiewirtschaftlich und prozessseitig besser aufeinander abstimmen. In ausgewählten Fertigungsprozessen entstehen so zusätzliche Demand-Side-Flexibilitäten.
Ermöglicht wird das durch die nahtlose Integration in Leitsysteme und IT/OT-Umgebungen. Sie reduziert Betriebsaufwand, erhöht die Datenqualität und ermöglicht eine kontinuierliche Anpassung der Fahrweise auf Basis aktueller Prozess- und Marktsignale. Cybersecurity ist dabei integraler Bestandteil des Betriebskonzepts, von rollenbasierten Zugriffskonzepten über abgesicherte Schnittstellen bis hin zu definierten Update- und Betriebsprozessen in der IT/OT-Kopplung.
Alles im Blick – von der Leitwarte bis zum Management-Dashboard
Eine intuitive, webbasierte Benutzeroberfläche ermöglicht die einfache und zeiteffiziente Erfassung relevanter Betriebsinformationen, unterstützt eine strukturierte Kommunikation, schafft Transparenz in der Betriebsführung und ist jederzeit ortsunabhängig verfügbar. Echtzeitinformationen zu Anlagenzuständen, Energiebedarf, Fahrplänen und Optimierungspotenzialen stehen auf Smartphone, Tablet und Desktop bereit. Davon profitieren Betriebsverantwortliche im Werk ebenso wie Contracting-, Vermarktungs- und Managementteams. Transparente Kennzahlen zu Kosten, CO2-Emissionen, Verfügbarkeiten und standortspezifischen KPIs lassen sich revisionssicher über Zeitreihen und Jahresverläufe auswerten. So entsteht eine belastbare Grundlage für standortübergreifendes Benchmarking und fundierte Investitionsentscheidungen.
Praxisnachweis Grenzach-Wyhlen: Mehr als 20.000 t CO2 eingespart bei laufendem Betrieb
Wie sich dieser Ansatz unter realen industriellen Bedingungen bewährt, zeigt das Projekt am Standort Grenzach-Wyhlen. Dort versorgt E.ON Energy Projects das Life-Sciences-Unternehmen DSM-Firmenich mit Prozessdampf und Strom für die Produktion von Vitaminen und Carotinoiden. Das dezentrale Kraftwerk ist seit 2004 in Betrieb und wurde 2017 im laufenden Produktionsbetrieb umfassend modernisiert, ohne eine einzige Stunde Versorgungsunterbrechung. Gerade in chemischen Produktionsumgebungen mit höchsten Anforderungen an Medienkontinuität und Produktqualität ist das ein belastbarer Praxisnachweis.
Heute umfasst die Anlage eine Gasturbine mit 22 MW elektrischer Leistung sowie eine Dampfturbine mit bis zu 8 MW elektrischer Leistung. Mit einer thermischen Gesamtleistung von 80 MW bildet sie das Rückgrat einer langfristig abgesicherten Energieversorgung bis mindestens 2033. Die digitale Betriebsführung über E.ON IQ Energy ermöglicht die automatisierte Teilnahme am Day-Ahead-, Intraday- und Regelenergiemarkt: Bei hoher Einspeisung erneuerbarer Energien und niedrigen Börsenstrompreisen wird Eigenerzeugung gezielt reduziert und Netzstrom bezogen. Steigen die Preise, nutzt das System Marktchancen durch flexible Eigenerzeugung. Ergebnis: jährlich bis zu mehr als 20.000t CO2-Einsparung, bei gleichzeitig optimierten Energiekosten.
„Für einen energieintensiven Chemie-Standort wie Grenzach sind Versorgungssicherheit, wirtschaftliche Effizienz und eine unterbrechungsfreie Produktion zentrale Erfolgsfaktoren. Die modernisierte Energieinfrastruktur leistet dazu einen messbaren Beitrag und stärkt die Wettbewerbsfähigkeit des Standorts nachhaltig.“, so Martin Häfele, Site Director Grenzach, ANH Vitamins Unit, DSM-Firmenich.
„Für einen energieintensiven Chemie-Standort wie Grenzach sind Versorgungssicherheit, wirtschaftliche Effizienz und eine unterbrechungsfreie Produktion zentrale Erfolgsfaktoren. Die modernisierte Energieinfrastruktur leistet dazu einen messbaren Beitrag und stärkt die Wettbewerbsfähigkeit des Standorts nachhaltig.“
Von der Chemie ins Rechenzentrum: Eine Plattform, viele Anwendungen
Die Lösung ist bereits in unterschiedlichen industriellen Anwendungen produktiv im Einsatz, von komplexen Dampf- und Stromnetzen in der Chemie bis zu flexiblen Laststrukturen in der Papierindustrie. Aktuell wird sie gezielt für Rechenzentrumsanwendungen ausgeweitet: Das E.ON IQ Energy Center orchestriert dort lokale Erzeugung, Speicher, Netzanschluss und Abwärmenutzung in einem integrierten Steuerungsansatz.
Mit wachsender Datenverfügbarkeit gewinnt künstliche Intelligenz an Bedeutung. KI-gestützte Prognosen ermöglichen eine noch präzisere Bewertung von Lastentwicklungen, Marktbewegungen und Produktionsanforderungen. Damit entwickelt sich E.ON IQ Energy konsequent in Richtung adaptiver, lernender Systeme weiter – immer am Puls der Industrie, immer einen Schritt voraus.
Über E.ON Energy Infrastructure Solutions
E.ON Energy Infrastructure Solutions ist europäischer Marktführer für integrierte Energielösungen für Städte und Industrien. In 14 Ländern entwickelt, realisiert und betreibt E.ON Energy Infrastructure Solutions ganzheitliche Versorgungskonzepte für Wärme, Kälte, Dampf und Strom. Die E.ON Energy Projects GmbH verantwortet innerhalb dieses Portfolios das industrielle Energie-Contracting in Europa und entwickelt, finanziert, errichtet und betreibt seit über 20 Jahren effiziente Energieversorgungslösungen, darunter KWK-Anlagen, Biomassekraftwerke, Large Onsite Generation sowie wasserstofffähige Energiesysteme.
