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Software für Energieeffizienz

Geschrieben von: Sarah Nigg, Hochschule Luzern 12.07.10
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Vor dem Hintergrund steigender Energiepreise, Lenkungsabgaben und ökologischer Anforderungen gewinnt die Reduktion des Energieverbrauchs für viele Unternehmen zunehmend an Bedeutung. Je nach Branche können wenige Prozent an Energieeinsparungen grosse wirtschaftliche Auswirkungen haben. Der Schlüssel zu höherer Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit ist die Prozessintegration. Mit der Pinch-Methode lässt sich systematisch aufzeigen, wie die Energieströme in einem Gesamtprozess miteinander gekoppelt werden müssen, um eine optimale Lösung zu erreichen. Die Hochschule Luzern hat die benutzerfreundliche Software PinCH für eine praktische und kostengünstige Durchführung von Pinch-Analysen entwickelt. Erstmals wird sie an der ILMAC in Basel vom 21. bis 24. September einem Fachpublikum präsentiert.

Steigende Energiekosten und Lenkungsabgaben führen dazu, dass sich Industrieunternehmen stärker mit der Erhöhung der Energieeffizienz beschäftigen müssen, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Produktionsprozesse sollten nicht nur maximale Wirtschaftlichkeit aufweisen, sondern auch so wenig Energie und Ressourcen wie möglich verbrauchen und geringe Emissionen erzeugen. Klassische Ansätze der Energie-Optimierung konzentrieren sich meistens darauf, die Effizienz einzelner Apparate zu verbessern. Die Erfahrungen zeigen jedoch, dass die optimale Verknüpfung von Energieströmen im Gesamtprozess meist eine grössere Effizienzsteigerung bringt als die oft kostspielige Verbesserung der Wirkungsgrade einzelner Komponenten durch rein technische Massnahmen. Hier setzt die Pinch-Analyse an: Sie zeichnet sich durch einen ganzheitlichen Ansatz aus und beschäftigt sich mit dem Zusammenwirken einzelner Apparate oder Anlagenteilen in einem Gesamtprozess. 

Senkung des Primärenergieverbrauchs bis 40 Prozent

Vereinfacht gesagt beantwortet die Pinch-Analyse folgende Fragen: Wie gross ist der minimale notwendige Energiebedarf, wenn ein vollständig optimierter Gesamtprozess vorliegen würde? Wie kann dieser Optimalzustand erreicht werden? Wo liegt das wirtschaftliche Optimum für die Investitions- und Energiekosten?  
Besonders sinnvoll ist eine solche Analyse für energieintensive Branchen wie die Chemie- und Pharmaindustrie, die Lebensmittelindustrie oder die Papier- und Baumaterialbranche. Viele Betriebe haben die Pinch-Analyse übrigens bereits erfolgreich eingesetzt, beispielsweise die Nestlé S.A. Konolfingen oder die Perlen Papier AG. Das Potenzial zur Senkung des Primärenergieverbrauchs beträgt typischerweise 10 bis 40 Prozent. Zudem ist die Pinch-Analyse ein wertvolles Instrument für die Konzipierung von neuen Anlagen und Prozessen. 

Optimale Verknüpfung verschiedener Energieströme finden

Konkret hilft die Pinch-Analyse die optimalen Verknüpfungen der Energieströme zu finden und damit den Energieeinsatz zu optimieren und die Wirtschaftlichkeit zu verbessern. Da die thermischen Energien oft einen grossen Anteil am gesamten Energieverbrauch ausmachen, spielen sie eine besonders wichtige Rolle. Für die Steigerung der Energieeffizienz ist die prozessinterne Abwärmenutzung nämlich zentral: Prozessabwärme wird zu Nutzwärme und die Energiekosten reduzieren sich. Die Mehrfachnutzung von Wärme ist allerdings meist mit grösseren Investitionen verbunden, zum Beispiel für Wärmeübertrager und Rohrleitungen. Mittels der Pinch-Analyse findet man unter der Randbedingung eines minimalen Gesamtbetrags von Investitions- und Energiekosten die optimale Verknüpfung der verschiedenen Energieströme. Aus den Ergebnissen der Analyse können so in einer strategischen Planung Massnahmen zur Wärmerückgewinnung und verbesserten Energieversorgung abgeleitet werden. 

Neue Software und Aufbau eines PinCH-Stützpunkts

Die Hochschule Luzern hat im Auftrag des Bundesamtes für Energie BFE und in enger Zusammenarbeit mit einem Expertenteam die Software PinCH für die praktische Durchführung von Pinch-Analysen entwickelt. Sie soll der Anwendung der Methode, die bisher vor allem bei industriellen Prozessen von Grossbetrieben durchgeführt wurde, auch in kleinen und mittleren Betrieben zum Durchbruch verhelfen. Die Software erlaubt eine schnelle Einarbeitung in die Methodik sowie eine zielgerichtete und kostengünstige Anwendung. Sie unterstützt die Ingenieurin und den Ingenieur bei der Durchführung. PinCH ermöglicht die Analyse von kontinuierlichen und diskontinuierlichen Prozessen, die Kopplung mehrerer Prozesse, das Design von Wärmeübertrager-Netzwerken, die Integration von Wärmepumpen oder Blockheizkraftwerken sowie die Optimierung von Energieversorgungssystemen.
An der Hochschule Luzern wird jetzt in Zusammenarbeit mit dem BFE ein Prozessintegration/ PinCH-Stützpunkt aufgebaut, der vielmehr als den Vertrieb der Software leistet. Das Kompetenzzentrum Thermische Energiesysteme Verfahrenstechnik führt Pinch-Analysen für Unternehmen durch. Ingenieurbüros und Industrieunternehmen erhalten hier zudem Unterstützung bei der Durchführung von Pinch-Analysen sowie beim Umgang mit der Software. Praxisorientierte Weiterbildungskurse im Bereich Prozessintegration und Pinch-Analysen sowie massgeschneiderte Firmenkurse ergänzen das umfassende Angebot des Stützpunkts.

Vom 21. bis 24. September 2010 an der ILMAC

Die Markteinführung von PinCH erfolgt an der ILMAC in Basel vom 21.bis 24. September 2010. Gerne begrüssen wir Sie persönlich am Stand E48 in der Halle 1 und präsentieren Ihnen die Software. Hier erfahren Sie vom Entwicklungsteam der Hochschule Luzern – Technik & Architektur aus erster Hand, was eine Pinch-Analyse ist, wie diese mit PinCH durchgeführt wird und welche Effizienzsteigerungen bzw. Kosteneinsparungen in der Praxis möglich sind. Am Donnerstagmorgen, 23. September werden neben dem Entwicklungsteam auch Experten der Helbling Beratung + Bauplanung AG und vom Bundesamt für Energie Ihre Fragen beantworten.  


Weitere Informationen:

Hochschule Luzern – Technik Architektur
Autorin: Sarah Nigg

Simone Busch, Mitarbeiterin Externe Unternehmenskommunikation
Telefon: +41 41 228 40 36
E-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots geschützt, Du musst JavaScript aktivieren, damit Du sie sehen kannst.


Prof. Dr. Beat Wellig
Telefon: + 41 41 349 32 57
E-Mail: Diese E-Mail-Adresse ist gegen Spambots geschützt, Du musst JavaScript aktivieren, damit Du sie sehen kannst.

 

Bild: Besonders sinnvoll ist eine Pinch-Analyse für energieintensive Branchen wie die Chemie- und Pharmaindustrie, die Lebensmittelindustrie oder die Papier- und Baumaterialbranche. (Basf, Ludwigshafen)

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