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Was sind Energieleistungskennzahlen EnPI und was ist die energetische Ausgangsbasis?

Energieleistungskennzahlen bzw. die EnPI (Energy Performance Indicator) dienen im Unternehmen der Messung sowie der Überwachung der energiebezogenen Leistung. Die energiebezogene Leistung wird durch die ISO 50001 wie folgt definiert: "Messbare Ergebnisse bezüglich Energieeffizienz, Energieeinsatz und Energieverbrauch“. Sie sollen also im Rahmen eines Energiemanagementsystems geeignete Kennzahlen ermitteln. Diese regelmäßig erfassten Energieleistungskennzahlen müssen Sie dann mit der energetischen Ausgangsbasis vergleichen. Durch diesen Abgleich können Maßnahmen eingeleitet werden, um die energiebezogene Leistung des Unternehmens zu verbessern.

Die energetische Ausgangsbasis, die auch als Baseline bezeichnet wird, beinhaltet hauptsächlich Daten zum Energieverbrauch. Sie dient somit als Grundlage für einen Vergleich der energiebezogenen Leistung. Zudem dient sie zur Beurteilung der Entwicklung der Energieeffizienz. Normalerweise bezieht sich die energetische Ausgangsbasis dabei auf einen festgelegten Zeitraum, z.B. auf ein Jahr. Dieser Kennzahlenvergleich ist ein essenzielles Steuerungsinstrument im Energiemanagementsystem nach ISO 50001.


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Gibt es eine Anleitung zur Erstellung der Energieleistungskennzahlen EnPI?

Wie Sie bereits erfahren haben, dient der Vergleich der energetischen Ausgangsbasis mit den Energieleistungskennzahlen der Überwachung und Messung der energiebezogenen Leistung einer Organisation.

Die ISO 50006 trägt den Titel „Energiemanagementsysteme – Messung der energiebezogenen Leistung unter Nutzung von energetischen Ausgangsbasen (EnB) und Energieleistungskennzahlen (EnPI) – Allgemeine Grundsätze und Leitlinien“. Sie stellt eine praktische Anleitung zur Aufstellung der EnPI sowie der EnB dar und erläutert, wie Sie diese nutzen und aufrechterhalten. Dieser englischsprachige Leitfaden DIN ISO 50006 definiert dabei die Aufstellung der Kennzahlen und der Ausgangsbasis bereits als Teil des Messverfahrens der energiebezogenen Leistung.

Die Anforderungen an die Überwachung und Messung des Energiemanagementsystems werden aber erst später, in Abschnitt 4.6.1, in der Norm definiert, und das erschwert das Verständnis der Energieleistungskennzahlen und der energetischen Ausgangsbasis. Holen wir also etwas aus und fangen mit der Energiemanagement Norm ISO 50001 an.

Energieleistungskennzahlen und energetische Ausgangsbasis in der ISO 50001

Messungen beruhen also immer auf einem Vergleich mit einer Bezugsgröße. Die energetische Ausgangsbasis brauchen wir demnach, wenn wir die Verbesserung der energiebezogenen Leistung messen wollen. Hierbei können auch mehrere energetische Ausgangsbasen genutzt werden. Mit diesem Wissen können wir auch die Definition aus ISO 50001 3.6 „quantitative(r) Referenzpunkt(e) als Basis für einen Vergleich der energiebezogenen Leistung“ verstehen. Die energetische Ausgangsbasis ist ein Größenwert, der als Bezugsgröße für den Vergleich der energiebezogenen Leistung dient.

Wofür aber steht das Wort „Größenwert“? Da die Baseline für die Messung der energiebezogenen Leistung genutzt werden soll, muss er sich entweder auf den Energieverbrauch, den Energieeinsatz und/oder die Energieeffizienz beziehen, da diese drei Faktoren die energiebezogene Leistung bestimmen (Abschnitt 3.12 der ISO 50001). Damit kommen wir nun zu den Energieleistungskennzahlen. Eine EnPI ist gemäß Abschnitt 3.13 der ISO 50001 ein „quantitativer Wert oder Messgröße für die energiebezogene Leistung“ – also genau der gesuchte Größenwert. Damit wird der Zusammenhang zwischen energetischer Ausgangsbasis und Energieleistungskennzahl auch in der Energiemanagement Norm verdeutlicht: Die energetische Ausgangsbasis ist eine Leistungskennzahl, die für einen festgelegten Zeitraum ermittelt wird und die als Bezugsgröße für die Messung der energiebezogenen Leistung dient. Zusammengefasst, und etwas vereinfacht, könnte man auch sagen: die energetische Ausgangsbasis ist eine Kennzahl, die als Bezugsgröße für die Messung der energiebezogenen Leistung dient. Die Definition 3.13 fügt der Definition noch an „wie von der Organisation definiert“.

Welche EnPI Sie in Ihrem Unternehmen nutzen und welche davon in die energetische Ausgangsbasis einfließen, müssen Sie demnach selbst festlegen – natürlich unter Berücksichtigung der Anforderungen der ISO 50001. In jedem Fall sollten Sie zuerst die EnPIs festlegen und erst dann die energetische Ausgangsbasis bzw. die energetischen Ausgangsbasen.

Was fordert die ISO 50001 von den EnPI nun im Rahmen der energetischen Bewertung?

Die ISO 50001 fordert lediglich, dass für die Überwachung und Messung „angemessene“ EnPIs zu ermitteln sind. Zudem muss die angewandte Methode zur Bestimmung und Aktualisierung dokumentiert sowie regelmäßig überprüft werden muss. Dabei müssen Sie auch die Kennzahlen selbst regelmäßig überprüfen und mit der energetischen Ausgangsbasis vergleichen. Außerdem müssen Sie Ihre Mess-Kennzahlen der energiebezogenen Leistung sinnvollerweise nicht aus den reinen Messwerten bilden, sondern in Bezug zu anderen Größen setzen. Gute EnPI zeichnen sich dadurch aus, dass sie Variablen berücksichtigen, die den Energieverbrauch beeinflussen. Sie können die Kennzahlen dabei sowohl für das gesamte Energiemanagementsystem, als auch für ausgewählte Energieeinsätze sowie Einrichtungen oder Prozesse festlegen. Lassen Sie hierbei auch die Energiepolitik und die Energieziele nicht unbeachtet.

Ein Beispiel für Variablen des Umfeldes, die das Ergebnis beeinflussen: Ein Eisverkäufer, der im Sommer mehr Eis verkauft als ein anderer Eisverkäufer im Winter, ist nicht unbedingt der bessere Verkäufer – der gute Verkauf im Sommer könnte durchaus auch an höheren Temperaturen liegen. In der Sprache der ISO 50001 wäre die Temperatur eine relevante Variable, ohne deren Betrachtung der Vergleich der Verkaufszahlen nicht aussagekräftig ist.

Was fordert die ISO 50001 von der energetischen Ausgangsbasis (EnB)?

Die ISO 50001 fordert, dass eine oder mehrere energetische Ausgangsbasis(-basen) unter Verwendung eines „angemessenen Zeitraums“ festgelegt werden. Sie müssen diese zudem dokumentieren und aufrechterhalten, um sie ggf. anzupassen. Ein Anpassungsgrund könnte vorliegen, wenn die Kennzahlen nicht länger den Energieeinsatz bzw. den Energieverbrauch der Organisation widerspiegeln oder wenn wesentliche energierelevante Veränderungen vorgenommen wurden.

Nun sollen Sie die wichtigsten EnPIs auswählen, die Auskunft über die energiebezogenen Leistung geben. Zudem müssen Sie einen Bezugszeitraum festlegen, dieser beträgt in den meisten Fällen ein Jahr; wenn der Energieverbrauch nicht saisonabhängig ist, sind aber auch kürzere Zeiträume möglich. Die energetischen Ausgangsbasen sind dann die ausgewählten Kennzahlen für den ausgewählten Bezugszeitraum/ die ausgewählten Bezugszeiträume (verschiedene Kennzahlen können sich auch auf verschiedene Bezugszeiträume beziehen). Ein Beispiel für eine energetische Ausgangsbasis wäre der witterungsbereinigte Gasverbrauch für die Heizung in kWh/m² Bürofläche im Jahr 2016. Mit dieser „Basisgröße“ könnte dann z. B. der Gasverbrauch der Büros in den Folgejahren verglichen werden.

Identifizierung der Kennzahlen nach ISO 50001 und ISO 50006

Die ISO 50001 für Energiemanagementsysteme fordert, dass im Rahmen der energetischen Bewertung die energetische Ausgangsbasis „unter Verwendung der Informationen aus der erstmaligen energetischen Bewertung“ zu erstellen ist (aufgrund ihres engen Zusammenhangs trifft die Anforderung dann logischerweise auf die Energieleistungskennzahlen zu). Die ISO 50001 sagt jedoch nicht, welche Informationen hierfür relevant sind. Hier kommt wieder die ISO 50006 ins Spiel - Unterabschnitt 4.2 beschäftigt sich mit der „Erlangung relevanter energiebezogener Leistungsinformationen aus der energetischen Bewertung“, dem ersten Schritt zur Identifizierung von Energieleistungskennzahlen und der energetischen Ausgangsbasis. Typische Tätigkeiten bei einer energetischen Bewertung sind in Anhang A der ISO 50006 aufgeführt:

  • die Aufstellung der Energieträger („Energiequellen“) und der zugehörigen Energiewerte (Verbrauch, Spitzenlast, etc.),
  • die Ermittlung von evtl. energierelevanten Einrichtungen, Ausrüstungen und Prozesse und der zugehörigen Energiewerte sowie der wesentlichen Energieeinsätze (SEU, von engl. significant energy use),
  • die Identifikation und Quantifizierung relevanter Variablen, die die wesentlichen Energieeinsätze beeinflussen,
  • die Bestimmung der aktuellen energiebezogenen Leistung der Einrichtungen, Ausrüstungen und Prozesse, die als SEU identifiziert wurden,
  • die Abschätzung künftiger Energiewerte,
  • die Identifizierung und Priorisierung der Möglichkeiten zur Verbesserung der energiebezogenen Leistung.

Wie werden Grenzwerte für EnPI und EnB festgelegt?

Energieleistungskennzahlen und die energetische Ausgangsbasis können auf verschiedenen Stufen festgelegt werden:

  • für das gesamte Unternehmen (analog zum Anwendungsbereich sowie der Grenzen des Energiemanagementsystems)
  • für Systeme bzw. Prozesse (z.B. Dampferzeugung und -nutzung)
  • für Einrichtungen/Anlagen/Ausrüstungen (wie dem Dampfkessel).

Sinnvolle EnPI und EnB-Grenzen sollten die identifizierten wesentlichen Energieeinsätze einbeziehen, sowie (sofern nicht ohnehin deckungsgleich) Einrichtungen oder Prozesse, auf die sich das Unternehmen im Rahmen des Energiemanagementsystems besonderes konzentrieren möchte. Wenn Sie die Energieflüsse sowie die Grenzen der Energieleistungskennzahlen und der energetischen Ausgangsbasis mithilfe eines Diagramms darstellen, kann dieses helfen, notwendige Messungen zu identifizieren, um Energieflüsse über die EnPI-Grenzen zu erfassen.

Welchen Einfluss haben relevante Variablen?

Wenn bei der energetischen Bewertung relevante Variablen, die die wesentlichen Energieeinsätze beeinflussen, ermittelt wurden, sollten die EnPIs und EnBs normalisiert werden. Hierfür sollten Sie eine Datensammlung vornehmen. Für jede Energieleistungskennzahl und jede energetische Ausgangsbasis sollten Sie demnach die zu erfassenden Daten festlegen und dabei die jeweiligen Energieträger und relevante Variablen berücksichtigen. Die Datensammlung kann die Ausstattung mit zusätzlichen Zählern oder Sensoren bedeuten, wobei die Bedeutung des Energieeinsatzes bzw. des Verbesserungspotenzials die hierfür anfallenden Kosten rechtfertigen sollten. Ist die Kosten-/Nutzen-Betrachtung negativ, können Sie mit Schätzwerten arbeiten. Die zugrunde liegenden Annahmen und Methoden müssen Sie dabei dokumentieren.

Die ISO 50006 empfiehlt die Messung, wobei auch temporäre Messungen möglich sind – dann sollten aber Häufigkeit und Zeitpunkt der Messungen, die für die EnPI Berechnung verwendet werden, unverändert bleiben. Die Datensammlung muss regelmäßig erweitert werden und sollte die Betriebsbedingungen aussagekräftig darstellen und eine geeignete Anzahl von Datenpunkten für eine Analyse bereitstellen. Ihre Zähler kalibrieren Sie entsprechend den Herstellerangaben und validieren die Messwerte. Eventuelle Ungenauigkeiten sollten bei der Interpretation der Daten und bei der Darstellung der Leistungskennzahlen berücksichtigt werden.

Festlegung der Energieleistungskennzahlen im Rahmen der energetischen Bewertung

Bei der Festlegung Ihrer EnPIs sollten Sie ebenfalls Ihre operativen Energieziele miteinbeziehen. Diese sollten Sie durch EnPI-Werte kennzeichnen, damit Sie sehen, ob sich die energiebezogene Leistung verändert und die Energieziele erreicht werden. Die ISO 50006 sieht bei der Festlegung der Leistungskennzahlen auch die Anwender der EnPI und ihre Anforderungen als entscheidende Faktoren an. Interne Benutzer wie etwa die oberste Leitung, der Energiemanagement-Beauftragte oder Instandhaltungspersonal nutzen die Energieleistungskennzahlen normalerweise, um die energiebezogene Leistung zu überwachen. Bei externen Benutzern wie Aufsichtsbehörden oder Auditoren geben sie Auskunft zur Erfüllung der gestellten Anforderungen. In jedem Fall sollten die EnPI für die Benutzer einfach zu verstehen sein. Beispiele für Energieleistungskennzahlen:

  • Messwerte dienen unter anderem dem Nachvollziehen von Trends beim Energieverbrauch oder der Kontrolle der Energiekosten.
  • Verhältnisse von Messwerten (z.B. kWh je produzierte Tonne) dienen der Überwachung der Energieeffizienz von Systemen und der Standardisierung von Vergleichen
  • Statistische Modelle dienen u.a. dem Verstehen der Energieeffizienz oder bei modellbasierten Energiekennzahlen, wenn komplexe Beziehungen zwischen EnPI und relevanten Variablen vorliegen.
  • Technische Modelle (z.B. für industrielle bzw. stromerzeugende Systeme dienen unter anderem der Abschätzung der energiebezogenen Leistung in der Planungsphase.

Messwerte bieten sich dann als EnPI an, insofern Ihr Unternehmen die festgelegten Energieziele als absolute Energieeinsparungen definiert oder Leistungskennzahlen zur Budgetierung verwendet. Verhältnisse von Messwerten nutzen Sie nun, um die energiebezogene Leistung Ihres Unternehmens mit derer anderer Standorte bzw. Unternehmen zu vergleichen. Des Weiteren kann durch sie ein Abgleich mit dem aktuellen Stand der Technik vorgenommen werden. Modellbasierte Leistungskennzahlen finden Anwendung, wenn komplexe Beziehungen zwischen Energieleistungskennzahlen und relevanten Variablen vorliegen.

Daten, die deutlich vom Erwartungswert abweichen müssen Sie analysieren, um die Gründe zu bestimmen. Ggf. können die Daten bei der weiteren Betrachtung mit Begründung ausgeschlossen werden (Beispiel: ein unerwartet niedriger Energieverbrauch, der auf eine zur Revision abgeschaltete Anlage zurückzuführen ist). Dabei ist sorgfältig vorzugehen, um keine systematischen Fehler einzuführen.


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Festlegung der energetischen Ausgangsbasis im Rahmen der energetischen Bewertung nach ISO 50001

Mit der Festlegung der Energiekennzahlen ist auch die Basis für die Festlegung der energetischen Ausgangsbasis gelegt. Zu bestimmen ist hierbei voranging noch ein geeigneter Bezugszeitraum ( typischerweise 1 Jahr), um die Variabilität von Betriebsabläufen und relevanten Variablen zu erfassen. Dabei müssen für den festgelegten Bezugszeitraum Daten vorhanden sein, da nur so die energetische Ausgangsbasis bestimmt werden kann. Bei neuen Betrieben oder Einrichtungen, können Sie die Daten ebenfalls simulieren, errechnen oder schätzen. Die EnB sollte validiert werden.

Wie werden EnPIs und EnB verwendet und angepasst?

Maßgeblich ist die Verwendung der Werte für die von der ISO 50001 geforderte Überwachung der energiebezogenen Leistung sowie ihre Messung gegenüber der energetischen Ausgangsbasis. Hierfür empfiehlt die ISO 50006 empfiehlt folgende drei Ansätze:

  • Berechnung der Differenz zwischen EnPI Berichtszeitraum (R) und EnB: R – EnB,
  • Veränderung des EnPI in Prozent des EnB-Wertes berechnen: [(R – B) / B] x 100,
  • Verhältnis des Werts im Berichtszeitraum zum EnB-Wert berechnen: R/B.

Dabei sollten Sie die Energieleistungskennzahlen und die energetische Ausgangsbasis auch zur Kommunikation der energiebezogenen Leistung (Abschnitt 4.5.3 der ISO 50001) nutzen. Die von der Norm geforderte Anpassung der Ausgangsbasis ist potenziell bei allen energierelevanten Änderungen an Einrichtungen, Systemen oder Prozessen vorzunehmen. Besonders häufig tritt diese nach Veränderungen statischer Faktoren (neue Prozesse, etc.) und des Energieeinsatzes (Heizung wird durch Sonnenkollektoren ergänzt) auf. Eine Anpassung wird aber auch bei Änderungen der Energieziele oder der Datenverfügbarkeit vorgenommen. In jedem Fall überprüfen Sie, ob die EnB für Ihr Unternehmen weiterhin geeignet oder gültig ist. Ist eine Vergleichbarkeit nicht mehr gegeben, müssen Sie entweder den Bezugszeitraum oder die Berechnungsmethode verändern. Die Methode zur Bestimmung und Aktualisierung der Energieleistungskennzahlen/EnBs müssen Sie dabei gemäß den ISO 50001 Anforderungen aufzeichnen und regelmäßig überprüfen.

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