Energie ist Geld – ein effizienter Umgang mit ihr ist deshalb gerade für Industrieunternehmen obligatorisch. Tatsächlich nutzen viele Unternehmen die vorhandenen Energieströme in Industrieanlagen aber nur selten so, dass sie den Bedarf an externer Energiezufuhr und -abfuhr minimieren können. Dabei sind unabhängig von der Branche in fast allen Anlagen deutliche Einsparungen möglich.
Industriewärme effizienter nutzen
Einen Schlüssel, um ungenutzte Potenziale zu erkennen, bietet die sogenannte Pinch-Analyse. Dieses Konzept ermöglicht eine Auswertung der Energieströme sowie die anschließende Optimierung des Wärmeflusses. Ein solches Pinch-
Analyse-Verfahren hat Bilfinger Bohr- und Rohrtechnik in Kooperation mit der Technischen Universität Wien nun
speziell für Industrieunternehmen entwickelt, die ihre Wärmenutzung verbessern wollen.
Durch die enge Verbindung zur Forschung kann Bilfinger Potenziale aus der Theorie schneller in die Praxis einfließen lassen. Um die Analyse abzubilden, hat Bilfinger gemeinsam mit der Hochschule auch eine Pinch-Analyse-Software entwickelt: Das Programm erlaubt es, Composite-Kurven für heiße und kalte Stoffströme zu erstellen und nutzt für die mathematischen Berechnungen ein nichtlineares Optimierungsmodell. Die Auswirkungen geplanter Veränderungen auf die Energiebilanz einer Industrieanlage lassen sich somit schnell und einfach vorausplanen.
Das Ziel der Pinch-Analyse ist es, die Wärme zwischen Prozessströmen bestmöglich zu verschalten und auf diese Weise den extern Wärme- oder Kältebedarf zu reduzieren. Die damit verbundene Einsparung fossiler Brennstoffe reduziert zusätzlich CO2-Emissionen. Im Rahmen des Verfahrens werden Anlagen und deren verfahrenstechnische Prozesse thermisch analysiert. Das Ergebnis ist ein vollständiger Überblick, der zur internen Wärmeintegration der Einzel- und Gesamtprozesse einer Anlage benötigt wird.
Nach der Bestandsaufnahme wird im Zuge einer Detailanalyse der ideale Anlagenzustand, also die optimale Wärmeverschaltung zwischen Prozessströmen, systematisch dargestellt. Von diesem Optimalzustand ausgehend entwickelt Bilfinger anschließend ein passendes Umsetzungskonzept. Dieses berücksichtigt neben den verfahrenstechnischen Rahmenbedingungen auch die zu erwartenden Investitions- und Betriebskosten sowie sicherheitstechnische und betriebliche Einschränkungen der jeweiligen Anlage. Es beschreibt außerdem, unter welchen Bedingungen die Optimierungen im Energiehaushalt der Anlage möglich sind und sich unterschiedlich vorhandene Wärmequellen und -senken verknüpfen lassen.
Um die Energieeinsparungen praktisch umzusetzen, reichen oft bereits einfache Sofortmaßnahmen. Zu der Umsetzung gehören aber auch die Umschaltungen der bestehenden Wärmetauscher oder der Einsatz neuer Modelle. Auch neuere Technologie wie Hochtemperaturwärmepumpen, Wärmespeicher oder Rauchgaskondensatoren lassen sich mit Hilfe der Ergebnisse der Pinch-Analyse bestmöglich in die Anlage integrieren.
Vorteile für alle Anlagengrößen
Die Pinch-Analyse ist sowohl für kleinere Einzelanlagen als auch für große Produktionsstandorte geeignet. Die höchsten Einsparpotenziale werden in Anlagen mit zahlreichen Wärmequellen und -senken erzielt. Je nach Anlagengröße und -alter dauert die Analyse zwischen wenigen Tagen bei kleinen Industriebetrieben und mehreren Monaten bei großen, komplexen Anlagen. Zu Einschränkungen oder Störungen des Betriebs- und Produktionsablaufs kommt es dabei nicht. Ein Großteil der für die Analyse erforderlichen Informationen lässt sich aus Betriebsaufzeichnungen gewinnen. Fehlende Daten werden im Laufe der Analyse durch Messungen vor Ort und mit thermodynamischen Berechnungen ermittelt.
Insbesondere bei Altanlagen ohne Energiemanagementsystem zeigt eine Pinch-Analyse die ungenutzten Einsparpotenziale auf. Einen weiteren Vorteil eröffnet die Analyse für Unternehmen, die Neuanlagen an vorhandenen Betriebsstandorten planen möchten. Diese lassen sich mithilfe der Analyse thermisch gesehen besser in bestehende Gesamtanlagenkonzepte integrieren. Die Experten der Bilfinger Bohr- und Rohrtechnik sind in der Lage, die Investitionskosten für eine thermische Optimierung der Anlage rasch abzuschätzen und zu kalkulieren. Dadurch kann frühzeitig eine Auswahl zwischen wirtschaftlich interessanten und unrentablen Maßnahmen getroffen werden.
