Wie ist die Durchführung einer Pinch-Analyse organisiert?
Eine Pinch-Analyse wird in der Regel in zwei Phasen, der Grob- und der Detailanalyse, durchgeführt. Nachfolgend werden der Inhalt der jeweiligen Phasen, die zu erwartenden Resultate, die Projektdauer und die Kosten grob beschrieben.
Pinch-Grobanalyse
Bestandteil einer Pinch-Grobanalyse sind folgende Aufgaben:
- Grobe Erfassung der wichtigsten Energieströme in der Produktion und der Infrastruktur,
- Auswertung und Plausibilisierung der vorliegenden Informationen zur Energieversorgung – und -nutzung,
- Durchführung einer ersten – meist noch lückenhaften – Aufschlüsselung der Wärme- und Kältebedürfnisse auf die einzelnen Verbraucher,
- Identifikation von energetischen Schwachstellen, z. B. Heizdampfeinsatz für Heizanforderungen auf tiefem Temperaturniveau, Zugabe von kalten Feedströmen in Eindampfanlagen oder kalten Eduktströmen in Reaktoren, Mischung von Medien mit unterschiedlichen Temperaturen,
- Erarbeitung einer sogenannten Pinch-Grobanalyse zur Bestimmung der Potenziale zur Effizienzsteigerung und zur Optimierung der Energieversorgung,
- Ableiten von ersten Ansätzen aus der Pinch-Grobanalyse zur Ausschöpfung dieser Optimierungspotenziale,
- Abschätzung der Investitionen für die Umsetzung dieser Ansätze und der Energiekosteneinsparungen.
- Abgabe einer konkreten Empfehlung für das weitere Vorgehen bezüglich Weiterverfolgung dieser Ansätze unter der Berücksichtigung von möglichen Multiple Benefits und auch bezüglich der Fortsetzung der Zusammenarbeit im Rahmen einer vollständigen Pinch-Analyse.
Zu erwartende Resultate einer Pinch-Grobanalyse:
- Übersicht über den Energiehaushalt des Unternehmens (z. B. in Form von Kuchen-/Balken-Diagrammen, Sankey-Diagrammen, übersichtlichen Tabellen),
- Nachvollziehbare Darstellung der verwendeten Betriebsparameter und Prozessanforderungen,
- Vorhandenes Energiesparpotenzial durch direkte und indirekte Wärmerückgewinnung und Potenziale zur Optimierung der Energieversorgung,
- Ansätze zur Ausschöpfung der Optimierungspotenziale inkl. grober Investition und den Energiekosteneinsparungen,
- Konkrete Empfehlung für das weitere Vorgehen inkl. Auflistung der noch offenen Fragen, zudem soll die Pinch-Grobanalyse die Frage klären, ob noch eine vollständige Pinch-Analyse zur Ausführung kommen soll.
Wichtig: Die Analysetiefe der Pinch-Grobanalyse ist eher oberflächlich. Meist sind die zur Verfügung gestellten Daten noch lückenhaft und oftmals werden gewisse Systeme aufgrund fehlender Daten vernachlässigt. Auch die grob konzipierten Ansätze sind noch vertiefter auszuarbeiten.
Dauer für die Erarbeitung:
Vom Beginn bis zur Vorstellung der Resultate dauert es 1 bis 6 Monate. Die Dauer des Projekts ist von vielen Faktoren abhängig.
Kosten:
Die Kosten für die Durchführung einer Pinch-Grobanalyse sind insbesondere von der Komplexität der Produktionsanlagen und der Infrastruktursysteme sowie von der vorhandenen Datenbasis abhängig. Deshalb ist ein Pauschalangebot nicht möglich. In der Regel ist mit Kosten in der Grössenordnung von 5'000 bis 30'000 CHF zu rechnen.
Das Bundesamt für Energie BFE fördert die Durchführung von Pinch-Grobanalysen finanziell. Der Umfang der finanziellen Förderung und die Förderbedingungen sind auf der Website von energieschweiz zu finden.
Eigenleistungen:
Für das gute Gelingen des Projektes ist eine enge fachliche Begleitung durch die Unternehmung erforderlich. Insbesondere bei der Datenbeschaffung ist der Pinch-Dienstleister auf die Unterstützung der Unternehmung angewiesen. Der Aufwand von Seiten der Unternehmung ist schwierig abschätzbar, da dieser stark von der Verfügbarkeit der benötigten Informationen abhängig ist. Für die Datenbeschaffung (inkl. Durchführung von zusätzlichen Messungen), die Teilnahme an Besprechungen und die Durchführung von Abklärungen bei Anlagenlieferenten wird der Aufwand für die Unternehmung zwischen 20 bis 80 Stunden betragen.
Die Person vom Unternehmen, welche die Pinch-Grobanalyse begleitet, hat sinnvollerweise einen technischen Hintergrund und gute Kenntnisse über die Produktionsanlagen und Infrastruktursysteme. Punktuell müssen aber auch Personen aus der Produktion oder dem Controlling zugezogen werden, wenn z. B. Fragen zur Produktion zu diskutieren sind oder wirtschaftliche Kenngrössen benötigt werden.
Pinch-Detailanalyse
Bestandteil einer detaillierten Pinch-Analyse sind folgende Aufgaben:
- Ausbau der Datengrundlage anhand von Messungen oder Simulationen. Oftmals werden zur Komplettierung der Informationen bei der Grobanalyse Annahmen getroffen. Diese Datenlücken werden bei der Pinch-Analyse geschlossen.
- Vollständige Erfassung der Energieströme in der Produktion und der Infrastruktur.
- Auswertung und Plausibilisierung der gesamten Datenbasis zur Energieversorgung – und -nutzung. Aufgrund der besseren Grundlagen können verschieden Quervergleiche zur Plausibilisierung vorgenommen werden.
- Erarbeitung einer Aufschlüsselung der Wärme- und Kältebedürfnisse auf die einzelnen Verbraucher.
- Zu den identifizierten Schwachstellen sind konkrete Massnahmen mit Kosten/Nutzen-Verhältnis zu erarbeiten und eine Empfehlung abzugeben, ob diese Massnahmen insbesondere aufgrund von wirtschaftlichen Kriterien umgesetzt werden sollen.
- Erarbeitung der Pinch-Analyse mit einer geeigneten Software. Das Energie-Modell aus der Pinch-Grobanalyse ist zu verfeinern, z. B. sollen zeitliche Abhängigkeiten, unterschiedliche Betriebsfälle (Sommer/Winter) oder Szenarien (einschichtig, mehrschichtige Produktion) berücksichtig werden. In der Regel werden durch die bessere Datengrundlagen die in der Grobanalyse noch angenommene Prozessparameter durch Gemessene oder Simulierte in der Pinch-Analyse ersetzt. Die im Rahmen einer Pinch-Analyse erarbeiteten Potenziale zur Effizienzsteigerung und zur Optimierung der Energieversorgung weisen eine kleinere Unsicherheit auf, als noch bei der Grobanalyse.
- Ableiten von konkreten Massnahmen auf Stufe Konzept aus der Pinch-Analyse zur Ausschöpfung dieser Optimierungspotenziale. Oftmals werden unterschiedliche Varianten für Massnahmen für die Ausschöpfung desselben Potenzials erarbeitet und miteinander verglichen. Die vielversprechendste Variante wird dann detaillierter ausgearbeitet.
- Abschätzung der Investitionen für die Umsetzung dieser Massnahmen auf Basis von Richtangeboten und Zuschlagsfaktoren aus der Literatur und der Energiekosteneinsparungen.
Zu erwartende Resultate einer Pinch-Analyse:
- Vollständige Übersicht über den Energiehaushalt des Unternehmens (z. B. in Form von Kuchen-/Balken-Diagrammen, Sankey-Diagrammen, übersichtlichen Tabellen).
- Nachvollziehbare Darstellung der verwendeten Betriebsparameter, Betriebsfälle, Szenarien und zeitlichen Abhängigkeiten.
- Vorhandenes Energiesparpotenzial durch direkte und indirekte Wärmerückgewinnung und Potenziale zur Optimierung der Energieversorgung.
- Konkrete Massnahmen zur Ausschöpfung der Optimierungspotenziale inkl. Investition und den Energiekosteneinsparungen.
- Konkrete Empfehlung für das weitere Vorgehen inkl. der noch offenen Fragen.
Wichtig: Die Analysetiefe der Pinch-Analyse sollte wesentlich tiefer als noch bei der Grobanalyse sein. Die Massnahmen sollten soweit konzipiert sein, dass eine fundierte Entscheidung bezüglich der Umsetzung möglich ist. Unter anderem muss geklärt sein, ob die vorgeschlagenen Massnahmen technisch auch umsetzbar sind. Bei Pinch-Analysen ist kein Detail-Engineering enthalten. Die erarbeiteten Massnahmen bilden aber die Basis für die anschliessende Planung.
Dauer für die Erarbeitung:
Eine Pinch-Analyse kann in mehreren Phasen durchgeführt werden. Dann erstreckt sich die Projektdauer teilweise über eine längere Zeit. Wichtig ist, dass das Unternehmen und der Pinch-Dienstleister sich gut absprechen, dann ist auch eine Projektbearbeitung innerhalb von 2 bis 3 Monaten möglich. Der Zeitplan ist individuell abhängig von den Bedürfnissen der Partner zu gestalten.
Kosten:
Die Kosten für die Durchführung einer Pinch-Analyse sind von denselben Faktoren wie bei der Grobanalyse abhängig. Ein Pauschalangebot ist deshalb nicht möglich. In der Regel betragen die Kosten für die Durchführung einer Pinch-Analyse zwischen 20'000 und 80’000 CHF.
Das Bundesamt für Energie BFE fördert die Durchführung von Pinch-Analysen finanziell. Der Umfang der finanziellen Förderung und die Förderbedingungen sind auf der Website von energieschweiz zu finden.
Eigenleistungen:
Für ein gutes Gelingen des Projektes ist bei der Durchführung der Pinch-Analyse eine enge fachliche Begleitung durch die Unternehmung erforderlich. Insbesondere bei der Datenbeschaffung und bei der vertieften Ausarbeitung der Massnahmen ist der Pinch-Dienstleister auf die Unterstützung der Unternehmung angewiesen. Durch eine enge Begleitung der Massnahmen-Erarbeitung kann das Unternehmen sich frühzeitig einbringen und seine Ansichten und Anliegen platzieren. Erfahrungsgemäss ist eine enge Zusammenarbeit für den Erfolg des Projekts ausschlaggebend und fördert letztlich auch das Vertrauen in die Projektresultate. In der Regel können die Eigenleistungen des Unternehmens bei der Durchführung einer Pinch-Analyse auf ca. 20% des Gesamtprojekts beziffert werden.