Was ist die Pinch-Analyse?
Mehr als die Hälfte des Energieverbrauchs in der Schweizer Industrie wird in Form von thermischen Energien benötigt. Um die Wärmeversorgung sicherzustellen, wird schweizweit viel CO2 generiert. Die Pinch-Analyse ist ein wichtiger Bestandteil der Schweizer Energiestrategie im Industriesektor.
Die Pinch-Analyse ist ein systematischer und ganzheitlicher Ansatz, bei welchem die thermischen Energieverbräuche (zum Heizen und Kühlen) hinterfragt werden und anschliessend durch abgeleitete Massnahmen gesenkt werden können. Sie wird nicht auf einzelne Apparate, Produktionsanlagen oder Infrastruktursysteme angewendet, sondern auf das Gesamtsystem. Ziel ist es, alle Energieströme einer Unternehmung zu erfassen und diese intelligent miteinander zu verknüpfen. Somit wird die Wärme von abzukühlenden Stoffströmen (z. B. Abwasser, Abluft, zu kühlende Produkte) dazu verwendet andere Stoffströme (z. B. Warmwasser, Gebäudeheizung, Produkte) zu erwärmen. Die Erfahrung zeigt, dass die Optimierung durch Verknüpfen von Energieströmen im Gesamtsystem meist eine grössere Effizienzsteigerung bringt als die oft kostspielige Verbesserung der Wirkungsgrade einzelner Komponenten und Apparate.
Die Pinch-Analyse beantwortet viele weitere Fragen. Nachfolgend werden ein paar exemplarisch aufgeführt:
- Sind die bereits umgesetzten Massnahmen zur Effizienzsteigerung konzeptionell korrekt ins Gesamtsystem integriert? Sollte dies nicht der Fall sein, generieren diese Massnahmen nicht den erhofften Nutzen. Im schlimmsten Fall erhöht sich sogar der Energiebedarf.
- Ergibt der Einsatz von thermischen Energiespeichern Sinn? Wie müsste man diese dimensionieren und wie müssten sie optimal ins Gesamtsystem integriert werden?
- Wie kann die Wärme- und Kälteversorgung, z. B. durch den Einsatz von der Wärmpumpen-Technologie und erneuerbaren Energiequellen, nachhaltig sichergestellt werden? Wie müssen diese Energieversorgungssysteme konzipiert werden, z. B. in Kombination mit einer Speicher-Technologie?
- Welche anfallenden Abwärmen können prozessintern durch Wärmerückgewinnung genutzt werden? Welche Systeme haben nicht vermeidbare Abwärmen und wie könnten diese Abwärmen allenfalls durch einen externen Verbraucher genutzt werden? Könnte mittels Wärmeübertragung zwischen Unternehmungen ganze Areale optimiert werden?
- Wie hoch sind die Investitionen für die Umsetzung von Massnahmen und welche finanziellen Nutzen kann durch im Betrieb durch diese Massnahmen erwartet werden?
- Wie soll die Umsetzung all der Massnahmen strategisch geplant werden? Da alle auf Basis einer Pinch-Analyse erarbeiteten Massnahmen aufeinander abgestimmt sind, kann eine strategische Planung für die Umsetzung der Massnahmen-notwendig sein.
- Mittels Pinch-Analyse kann der Energiebedarf von industriellen Prozessen typischerweise zwischen 10% und 40% reduziert werden. Aus wirtschaftlicher Sicht sind insbesondere Massnahmen empfehlenswert, deren Amortisationszeiten zwei bis drei Jahre betragen, was häufig der Fall ist.