Energiestudie hebt versteckte Potenziale in verfahrenstechnischen Anlagen

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Energiesündern auf der Spur

Die Grobanalyse beginnt mit Vorarbeiten und dem Kick-off. Dazu gehört ein intensives Gespräch mit dem Kunden, in dem sich das Team von Siemens anhand von Plänen, Verbrauchsdaten der letzten zwölf Monate, Energiekostenabrechnungen usw. einen ersten Überblick über den Standort und die dort ansässigen Produktionsprozesse verschafft – je mehr Informationen, desto besser. Kunde und Dienstleister legen gemeinsam fest, welche Aspekte die Studie betrachten soll, erstellen einen Terminplan und definieren das Projektteam (Projektleiter/Ansprechpartner). Die tatsächliche Grobanalyse beginnt mit der Vorstellung von Ziel und Zweck der Studie und einer Begehung der Anlage. Um das Projekt beurteilen zu können, legen die Geschäftspartner eine Referenz zur Bewertung möglicher Einsparungen fest. Ein mögliches Szenario: Die Geschäftsleitung plant, in den nächsten zwei Jahren zehn Prozent der Energiekosten einzusparen.

Es folgen eine Bestandsaufnahme des Ist-Zustands und eine detaillierte Analyse der einzelnen Verbraucher. Fehlen bestimmte Informationen, legen die Ingenieure selbst Hand an und ermitteln die Verbrauchszahlen mittels thermodynamischer Berechnungen. In Zusammenarbeit mit dem Kunden entsteht sukzessive eine detaillierte Energiestudie. Die Experten sammeln Ideen und Projektskizzen, die alle in eine Bewertungsmatrix einfließen. Eine ganzheitliche Betrachtung kann in vielen Anlagen schlummernde Synergieeffekte ans Tageslicht bringen. Die Mitarbeiter wissen meist aufgrund ihrer umfangreichen Erfahrung aus zahlreichen Projekten, welche Anlagenteile die größten Energiefresser und Kostentreiber sind.

In vielen Fällen helfen schon kleine Umbauten, einen ansehnlichen Betrag zu sparen. Ein Paradebeispiel dafür sind ungenutzte Abluft und Prozesswärme. So könnte etwa ein Latentwärmespeicher nicht weiter nutzbare Abwärme aufnehmen und sie bei Bedarf zur Beheizung von Gebäuden verwenden.

Anhand der Bewertungsmatrix können Kunde und Dienstleister diejenigen Projekte priorisieren, die in der Detailanalyse betrachtet werden sollen, und einen entsprechenden Maßnahmenkatalog erstellen. Diese To-do-Liste kann auch Jahre später noch bares Geld wert sein. Denn jede Investition, die sich heute vielleicht noch nicht auszahlt, könnte schon morgen rentabel sein.

Ein Beispiel für die Energieoptimierung bei kontinuierlichen Prozessen ist die Wärmeintegration auf Basis einer Pinch-Analyse, mit deren Hilfe sich die Wärmeintegration von vielen Erzeugern und Verbrauchern optimieren und weitere Maßnahmen ableiten lassen. Abzukühlende und aufzuwärmende Stoffströme können sinnvoll über ein Wärmeübertragernetzwerk verschaltet werden.

Auch die Feedvorwärmung/-kühlung zur Reduktion des Energiebedarfs von Kolonnen, Abhitzedampferzeugung und den Einsatz von Wärmepumpen/Brüdenkompression lohnen der Überprüfung. Für Batch-Anlagen ist die pragmatische Netzwerkmethode (variable Zeit) der bessere Weg. Das heißt, es werden diejenigen Verschaltungen gesucht, die zu einer maximalen internen Wärmerückgewinnung führen. Dabei gilt als Randbedingung, dass jeder Strom nur einmal verschaltet wird. Alternativ lassen sich Wärme- oder Kältespeicher einsetzen. Mögliche und sinnvolle Maßnahmen ergänzen die Consultants durch fundierte Kostenschätzungen für die eventuell zusätzlich zu installierende Hardware.

Fazit

Der Weg zu einem geringeren Energieverbrauch und damit niedrigeren Betriebs- bzw. Herstellkosten führt, selbst in modernsten Anlagen, nur über die regelmäßige Kontrolle der eingesetzten Verfahren. Keine Chemieanlage bleibt so, wie sie einmal konzipiert wurde. Wirtschaftlich arbeiten nur Anlagen, deren Betreiber immer wieder aufs Neue auf veränderte Marktanforderungen reagieren.

Der Autor ist Consultant Chemical Industries, Engineering & Consulting Process Automation Industrial Automation Systems, Siemens AG, Frankfurt, Industriepark Höchst.

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