PinCH-Analyse

 

Mit PinCH-Analysen können thermische Produktionsprozesse optimiert werden, um deren Energie­effizienz und Wirtschaftlichkeit zu erhöhen. Im Zentrum steht nicht die Optimierung von Wirkungsgraden einzelner Apparate mit kostspieligen Massnahmen sondern das Gesamtsystem (Produktionsprozesse, Gebäudetechnik und Energieversorgung wie z.B. Dampfkessel oder Kälteanlagen). Die PinCH-Analyse zeigt auf, wie Wärmeübertrager in ein Gesamtsystem integriert werden müssen, damit anfallende Abwärmen oder Kühlbedürfnisse der Produktion sinnvoll genutzt werden, um Wärmebedürfnisse in der Produktion oder Gebäudetechnik zu decken. Neben der prozessinternen Wärmerückgewinnung erhält man durch PinCH-Analyse Erkenntnisse, wie die Energieversorgung (Wärme und Kälte) auf die vorhandenen Energiebedürfnisse abgestimmt werden müssen. Dies kann beispielsweise mit Einsatz von Energieumwandlungssystemen (Wärmepumpen, Blockheizkraftwerken, ORC-Prozessen usw.) erfolgen. Aus der PinCH-Analyse kann schliesslich ein Massnahmenkatalog abgeleitet werden, der eine längerfristige strategische Investitionsplanung ermöglicht und das Risiko für Fehlinvestitionen reduziert. Des Weiteren erhält man wichtige Grundlagen zum absoluten Einsparpotenzial des Gesamtsystems, zum optimalen Anlagendesign unter der Voraussetzung der kleinsten jährlichen Gesamtkosten aus Investitions- und Betriebskosten, zur Energieversorgung und zum Potenzial der Energiespeicherung.

 

Durch PinCH-Analysen können rasch Erkenntnisse zu Auswirkungen unter sich wandelnden Rahmenbedingungen (z.B. Energiekosten und Lenkungsabgaben) bestimmt und miteinander verglichen werden. Die PinCH-Methode kann sowohl bei Retrofit-Fragestellungen wie auch zur Konzeptionierung von Neubau-Projekten eingesetzt werden. Diese Methode kann auf kontinuierliche und Batch-Prozesse wie auch auf Prozesse mit mehreren Betriebsfällen (saisonale Schwankungen der Produktion, Herstellung unterschiedlicher Produkte oder Sommer- und Winterbetrieb) angewandt werden.

 

Wann ist eine PinCH-Analyse grundsätzlich sinnvoll?

Falls die jährlichen Energiekosten für thermische Energien mehr als CHF 200’000 betragen und falls die PinCH-Grobanalyse ein beträchtliches Potenzial zur Effizienzsteigerung aufzeigt. PinCH-Analysen werden vom Bundesamt für Energie BFE – sofern gewisse Bedingungen erfüllt sind – finanziell unterstützt.

 

Ablauf

In einem ersten Schritt wird das vorhandene Datenmaterial der betrachteten Produktionsprozesse, der Gebäudetechnik etc. gesichtet und ausgewertet. Sollten gewisse Daten, welche für die PinCH-Analyse notwendig sind, noch ausstehend sein, werden diese mit punktuellen Messungen erfasst. Konkret werden für die PinCH-Analyse die Anfangs- und Endtemperatur, der Massenstrom und die spezifische Wärmekapazität des jeweiligen Stoffstroms benötigt. Sollten fehlende Daten nicht messbar sein, werden die mit geeigneten Mitteln simuliert oder gemäss einschlägigen Normen abgeschätzt. Alle Parameter, welche zur wirtschaftlichen Beurteilung benötigt werden, z.B. Abschreibedauer, interne Kapitalverzinsung, Energiekosten sind zur Verfügung zu stellen. Zirka 70% des Arbeitsaufwands einer PinCH-Analyse wird normalerweise für die Datenbeschaffung aufgewendet. Die Datenbeschaffung bildet die Grundlage einer PinCH-Analyse und ist für deren erfolgreiche Anwendung essentiell. Für das gute Gelingen der Datenbeschaffung ist eine enge Zusammenarbeit aller Beteiligten wichtig. Auf dieser Basis wird die PinCH-Analyse mit der Software PinCH durchgeführt. Aus den Resultaten der PinCH-Analyse werden dann die konkreten Massnahmen zur Effizienzsteigerung abgeleitet und nach technischen und ökonomischen Kriterien bewertet. Der Arbeitsaufwand für die Durchführung der PinCH-Analyse und für das anschliessende Erstellen des Massnahmenkatalogs und Erarbeitung des Energiekonzepts beanspruchen zirka 30% des gesamten Arbeitsaufwands.

 

Welche Fragen können konkret beantwortet werden?

  • Wie gross ist das Energieeinsparpotenzial Ihrer Produktionsprozesse und Infrastruktur?

  • Wo ist das wirtschaftliche Optimum bezüglich den Investitions- und Energiekosten?

  • Wie kann anfallende Abwärme optimal in den Produktionsprozess zurückgeführt oder in der Gebäudetechnik eingesetzt werden? Z.B. energetische Nutzung von Abwasser, Druckluftkompressoren, Kühlwasser, Abluft

  • Wie kann die Energieversorgung auf den Produktionsprozess und die Gebäudetechnik ausgerichtet und sichergestellt werden? Z.B. korrekter Einsatz von Wärmepumpen, Blockheizkraftwerken, Kältemaschinen, solarer Energie, fossiler Brennstoffe, Fernwärme

  • Wie müssen Energiespeicher in den Produktionsprozess integriert und wie müssen diese dimensioniert werden?

  • Wie können mit konkreten praxisorientierten Massnahmen die Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit gesteigert werden?

  • Welche Massnahmen sind technisch und wirtschaftlich sinnvoll unter Berücksichtigung von äusseren Rahmenbedingungen und individuellen Vorgaben? Z.B. Vergleich unterschiedlicher Szenarien für die Entwicklung der Energiepreise

  • Macht es energetisch Sinn, überschüssige Wärme eines einzelnen Prozesses auf einen anderen Prozess zu übertragen?

  • Wäre es sinnvoll, ganze Industrieareale zwecks Wärmeübertragung zwischen einzelnen Unternehmen energetisch zu optimieren?

  • Ist es möglich anfallende Abwärmen in irgendeiner Weise ausserhalb der Unternehmung zu nutzen (Einspeisung in ein Fernwärmenetz) oder zu verstromen (ORC-Anlage)?