“Das Ziel ist es, einen Prozess mit dem erforderlichen Durchsatz und der erforderlichen Produktqualität mit einem Minimum an Energie und CO2-Emissionen zu betreiben.”
In der Industrie wird oft mehr als die Hälfte der Energie für Heiz- und Kühlprozesse verwendet. Es ist daher wichtig, diese Prozesse anlagenübergreifend zu analysieren und hinsichtlich Energieverbrauch, (CO2-)Emissionen sowie Investitions- und Betriebskosten zu optimieren.
Klassische Energieoptimierungsansätze konzentrieren sich auf die Verbesserung einzelner Apparate oder Infrastruktureinrichtungen. Die Erfahrung zeigt jedoch, dass eine insgesamt größere Steigerung der Energieeffizienz in der Regel durch eine optimale Verknüpfung der Energieströme im Gesamtsystem erreicht werden kann.
Bei der Pinch-Analyse wird das Gesamtsystem (Prozesse, Produktionsanlagen und Energieversorgung) anlagenübergreifend und systematisch untersucht und die energetisch ideale Kombination von Prozessschritten mit Wärmebedarf und Wärmeabgabe ermittelt. Danach wird ein technisch machbares und wirtschaftlich optimiertes Anlagendesign zur Wärmerückgewinnung erstellt.
Mit den empfohlenen Massnahmen einer Pinch-Analyse kann der thermische Energiebedarf und entsprechend auch die CO2-Emissionen von Industrieprozessen um 10% bis 40% und mehr reduziert werden.
Die Pinch-Analyse ist auch ein wertvolles Hilfsmittel bei der Planung und Erweiterung neuer Systeme/Anlagen und Prozesse, um bereits bei der Planung das optimale Energierückgewinnungspotential zu erschliessen und Fehlinvestionen zu vemeiden:
“First Time Right!”
HAUPTMERKMALE
- Energieeinsparungen von 10-40%.
- Signifikante CO2-Reduktion
- Amortisation von 1-4 Jahren
- Starker ROI, positiver NPV
Exemplarische heiße und kalte Composite Curves. Das Verschieben der kalten Composite Curve nach links reduziert die minimale Temperaturdifferenz (ΔTmin), erhöht das Wärmerückgewinnungspotenzial (WR-Potenzial) und verringert den Bedarf an Kälte- und Wärmeversorgung (KV bzw. WV).“
WANN MACHT EINE PINCH-ANALYSE SINN?
- Produktionsanlagen mit thermischen Verfahren (kontinuierlich oder diskontinuierlich)
- Planung von Neuanlagen und Nachrüstung
- Heiz- und Kühlprozesse auf verschiedenen Temperaturniveaus
- Jährliche thermische Energiekosten über etwa 200’000 EUR
WELCHE FRAGEN WERDEN BEANTWORTET?
- Wie groß ist der tatsächlich notwendige Energiebedarf, wenn ein vollständig energieoptimierter Prozess gegeben wäre?
- Wo liegt das wirtschaftliche Optimum hinsichtlich der Investitions- und Betriebskosten?
- Wie kann dieser optimale Zustand erreicht werden?
- Welche Energieversorgung ist für das Gesamtsystem (Dampfkessel, Wärmepumpe, Blockheizkraftwerk, etc.) optimal?
- Ist die vorhandene Energieversorgung optimal in das System integriert?
ERGEBNISSE EINER GROBANALYSE
- Informationen über das absolute Energie- und CO2-Einsparpotenzial
- Optimale und “realistische” Maßnahmen zur optimierten Wärmerückgewinnung und Energieversorgung
- “Richtige” Integration von Wärmepumpen, BHWK etc. in industrielle Prozesse
- Massnahmenkatalog mit technisch/ökonomischer Bewertung (Kosten, Nutzen, Amortisation)
- Strategische Planung der Umsetzung von Maßnahmen
WIE LÄUFT EINE PINCH ANALYSE AB?
- Datenextraktion
- Prozessanalyse, Energie- und Massenbilanzen
- Energieflussdiagramm und PID zeichnen
- Energiestromtabelle aller relevanten Energieströme erstellen
- Prozessbedingungen hinterfragen
- Prozessanforderungen definieren
- Umfang der Pinch-Analyse definieren
- Pinch-Analyse durchführen
- Energieströmen mit der Pinch-Software modellieren
- “Composite Curves” erstellen
- Energie- und Kostenziele definieren “Targeting”
- Wärmetauscher-Netzwerk erstellen
- Liste von Massnahmen mit ökonomischen Indikatoren erstellen
- Technische und wirtschaftliche Machbarkeit der Maßnahmen überprüfen
- (Iterative Anpassung des Wärmetauschernetzwerks)
- Zur Umsetzung empfohlene Maßnahmenpakete inkl. Priorisierung
“Grobe” Pinch Analyse (Grobanalyse)
Im Rahmen einer Grobanalyse werden die Hauptenergieverbraucher identifiziert und das Energieeinsparpotential sowie das Reduktionspotential der CO2-Emissionen grob abgeschätzt. Abwärmequellen werden aufgelistet und Ansätze zur Energierückgewinnung entwickelt. Als Ergebnis werden Empfehlungen für das weitere Vorgehen ausgearbeitet: z.B. ob eine detaillierte Pinch-Analyse sinnvoll wäre oder ob die vorgeschlagenen Wärmerückgewinnungssysteme direkt weiter umgesetzt werden sollen.
HAUPTMERKMALE
- Kennenlernen des Gesamtsystems/der Prozesse
- Grobe Abschätzung des Energiesparpotenzials
- Ansätze zur Steigerung der Energieeffizienz
- Nächste Schritte definiert:
- Detailliertere Pinch-Analyse erforderlich?
- Oder mit der Implementierung der Wärmerückgewinnungssysteme fortfahren
WANN MACHT EINE GROBANALYSE SINN?
- Produktionsanlagen mit thermischen Verfahren (kontinuierlich oder diskontinuierlich)
- Planung von Neuanlagen und Nachrüstung
- Heiz- und Kühlprozesse auf verschiedenen Temperaturniveaus
- Jährliche thermische Energiekosten über etwa 200’000 EUR
WELCHE FRAGEN WERDEN BEANTWORTET?
- Wie groß ist der ungefähre Energiebedarf des Systems/Prozesses?
- Wie viel Energie kann ungefähr eingespart werden?
- Ist eine weitere detaillierte Pinch-Analyse angebracht?
ERGEBNISSE EINER GROBANALYSE
- Effizienzsteigerung und CO2-Reduktionspotenzial
- Potenzial für wirtschaftliche Maßnahmen
- Grundlage für langfristige Planung (Aktionsplan)
- Frühzeitige Identifizierung von Möglichkeiten, öffentliche finanzielle Unterstützung (für Energie- und/oder CO2-Reduktionsmaßnahmen) zu erhalten
“Copy-Paste” Pinch-Analyse
Sie haben bereits eine Pinch-Analyse an einer bestehenden Anlage erstellt und möchten die Ergebnisse nun auf eine ähnliche Anlage anwenden? Dann passt unsere pragmatische Copy-Paste-Lösung perfekt:
- Studieren der bestehenden Pinch-Analyse und der empfohlenen Massnahmen
- Datenextraktion der relevanten Prozessabläufe der neuen Anlage
- Maßnahmen an die Prozessabläufe der neuen Anlage anpassen
- Prüfen der technischen Machbarkeit
- Neuberechnen der Energie- und CO2-Einsparungen sowie der wirtschaftlichen Kennzahlen (Payback, NPV, ROI)
WEITERE UNTERSTÜTZUNG
- Engineering des gesamten Wärmerückgewinnungssystems
- Herstellung und Lieferung des kompletten Wärmerückgewinnungssystems
Lösungsorientiert, kompetent und neutral beraten