Als Erstes werden in einer Ist-Zustandsanalyse die Stoff- und Energieflüsse der Produktions- und Infrastrukturanlagen systematisch analysiert. Anschliessend können die Einsparungspotenziale ermittelt und konkrete Verbesserungsvorschläge erarbeitet werden, um die Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems zu verbessern.

1. Ist-Zustandsanalyse

Aus den vorhandenen Unterlagen, Schemata und Messdaten der zu analysierenden Anlagen werden die relevanten Energieströme bezüglich Energieinhalt, Temperaturniveaus und zeitlichem Aufkommen charakterisiert. Falls nötig werden punktuell Messungen durchgeführt. Auf Basis der zusammengetragenen Informationen wird eine systematische Analyse des Ist-Zustands erarbeitet. Es werden die notwendigen Berechnungen (Massen-, Stoff- und Energiebilanzen) durchgeführt und die Ergebnisse in anschaulichen Stoff- und Energieflussbildern dargestellt. Zur Ist-Zustandsanalyse gehört auch die Abklärung der vorhandenen Betriebsfälle (z. B. Unterscheidung Sommer- und Wintermonate). Schliesslich werden in Gantt-Diagrammen werden die zeitlichen Abhängigkeiten abgebildet und liefern damit einen Zeitplan der Produktionsschritte.

2. Pinch-Analyse

Bevor mit der Pinch-Analyse gestartet werden kann, müssen die Prozessbedingungen (Temperaturen, Massenströme und der zeitliche Ablauf) hinterfragt werden. Z. T. ergeben sich daraus bereits erste Ansätze für Betriebsoptimierungen. Aus den Prozessbedingungen werden anschliessend die Prozessanforderungen erarbeitet. Mittels Pinch-Analyse wird das Potenzial für Effizienzsteigerungen quantifiziert. Man eruiert mit der Software PinCH die „energetischen Schwachstellen“ und erarbeitet ein optimiertes Energiesystem (Wärmeübertrager-Netzwerk und Energieversorgung), welches das energetisch-ökonomische Potenzial voll ausschöpft. Wärme- und Kältespeicher sowie Energieumwandlungssysteme (wie Wärmepumpen oder Absorptionskältemaschinen) werden dabei ebenfalls in Betracht gezogen. In dieser Phase werden betriebliche Randbedingungen noch nicht zu stark beachtet – es geht darum zu zeigen, welche Energie- und Kosteneinsparungen bei einem vollständig optimierten Prozess (d. h. im Optimalfall) erreicht werden könnten.

3. Variantenstudie

Aus der Pinch-Analyse können verschiedene Konzepte (Varianten) für energetische Optimierungen abgeleitet werden, die für eine Realisierung machbar erscheinen. Für die verschiedenen Varianten sind die notwendigen verfahrenstechnischen Berechnungen, Grobauslegungen und Abklärungen sowie technisch-ökonomische Bewertungen durchzuführen (technische Machbarkeit, Reduktion Energiebedarf, Investitions- und Betriebskosten usw.). Die vielversprechendsten Varianten werden schliesslich vertieft ausgearbeitet und zur Umsetzung empfohlen.