In Industrieunternehmen sind häufig durch Optimierungen im Produktionsprozess enorme Einsparungen im Energieverbrauch und damit Kostensenkungen möglich. Der Produktionsprozess ist aber meist ein komplexer Vorgang und viele Unternehmen haben Respekt davor, hier einzugreifen.  Die EnAW bietet Hand für einen erfolgsversprechenden Weg – der Prozessoptimierung insbesondere der Prozessintegration mit der so genannten Pinch-Analyse. Mit der Pinch-Analyse werden die Prozesse als Gesamtsystem betrachtet. Wärmeeinsparungen von bis zu 40 Prozent sind je nach Branche möglich – mehr als 20 durchgeführte Pinch-Analysen bei Teilnehmern der EnAW belegen das. Je nach Fokus sind auch erhebliche Strom- oder Wassereinsparungen realisierbar.

Zuerst wird mit einer Grobanalyse die Eignung für eine Pinch-Analyse ausgelotet. Anschliessend werden in enger Zusammenarbeit zwischen der EnAW und dem Unternehmen sämtliche Prozesse detailliert untersucht und die zugehörigen Energieströme in die Pinch-Software eingegeben. Die Temperaturen, Massenströme, spezifischen Wärmekapazitäten und Viskositäten aller Energieströme werden dazu erfasst. Prozessanforderungen werden hinterfragt: „Muss die Temperatur an diesem Betriebspunkt wirklich innerhalb von 30 Sekunden um 20 Kelvin fallen?“ wäre z.B. eine typische Frage. Es wird sehr systematisch vorgegangen. Wichtig ist auch, dass die Betriebsfälle der verschiedenen Rezepturen bekannt sind. Die Software berechnet mit diesen Input-Daten die warme und kalte Verbundkurve. Die warme Verbundkurve bildet die verfügbaren Wärmequellen, die kalte den Wärmebedarf ab. Durch ein gegeneinander Verschieben der beiden Verbundkurven bis zum wirtschaftlich optimalen minimalen Delta T zeigen sie das maximale Wärmerückgewinnungspotenzial auf. Beim gewählten minimalen Delta T liegt dann der Pinchpunkt. Der aus dem Englischen stammende Begriff „pinch“ heisst Einschnüren oder Festhalten und bezieht sich auf das Festhalten der aneinandergeschobenen Verbundkurven in diesen Punkt. Das maximale Wärmerückgewinnungspotenzial ist das so genannte Energieziel (energy target).
 
Auf dieser Grundlage werden konkrete Massnahmen erarbeitet. In der Regel sind das Wärmetauschernetzwerke. Fallweise sind es aber auch Wärmepumpen oder Brüdenverdichter. Die EnAW begleitet den Prozess bis zur fertigen Definition der Massnahmen und bei Bedarf bis zur Umsetzung. Die Massnahmen sind erfahrungsgemäss hoch wirtschaftlich. Paybacks von 2 bis 4 Jahren werden erreicht. Die Ausschöpfung von 80 bis 90 Prozent des Energieziels kann mit optimalen Massnahmenplanungen erreicht werden. Pinch-Analysen nehmen typischerweise 6 Monate in Anspruch. Sie kosten für mittelgrosse Betriebe rund CHF 30‘000.-, für Grossbetriebe eher gegen 45‘000.- Franken. Das Unternehmen muss mit einem internen Arbeitsaufwand von etwa 5 Tagen rechnen. Mit den nicht investiven Sofortmassnahmen sind die Analysekosten und der Eigenaufwand eigentlich immer innerhalb eines halben Jahres amortisiert. Finanzielle Unterstützung in der Höhe von bis zu einem Drittel der Honorarkosten für Pinch-Analysen leistet das Bundesamt für Energie. Fallweise unterstützen auch Partner der EnAW die Pinch-Analyse durch Förderung der Analyse und resultierenden Massnahmen.
 
Gehen Sie das Thema aktiv an. Ihre Moderatorin oder Ihr Moderator hilft Ihnen gerne weiter und vermittelt den Kontakt zu einem der 14 ausgebildeten Pinch-Berater der EnAW. Unternehmen aus den Branchen Chemie, Lebensmittel, Zement, Papier, Metallverarbeitung, Galvanik, Beschichter u.v.m. mit Energiekosten über 300‘000.- Franken und Produktionsprozessen, die Aufheizen und Kühlen beinhalten, sollten eine Pinch-Analyse ins Auge fassen. Sowohl kontinuierliche Prozesse wie Batch-Prozesse können bearbeitet werden.

Factsheet: Pinch-Analyse
Beiblatt

Weitere Informationen

Hochschule Luzern
Prozessintegration/PinCH-Stützpunkt
www.pinch-analyse.ch

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