Dank Pinch-Analyse Bares sparen

Prozess-Abwärme – eine reine Goldgrube

| Autor / Redakteur: Thomas Lang / Silvano Böni

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(Bild: gemeinfrei / Pixabay)

Mit einer Pinch-Analyse können energieintensive Produktionsbetriebe oft in kürzester Zeit ungeahnte Sparpotenziale erschliessen. So auch die Bandbeschichtungsspezialistin Metal Paint AG, die mit Investition von rund einer Million Franken jedes Jahr 520000 Franken an Energiekosten spart.

Die Unternehmen in der Metallverarbeitung brauchen in ihren Produktionsprozessen oft viel Energie. Entsprechen hoch ist das Potenzial für Energieeinsparungen. Dieses ohne externe Unterstützung auszuschöpfen ist für die Betriebe aber alles andere als einfach. Denn die Analyse und Optimierung von Energieströmen benötigen ein hohes Mass an Erfahrung – und nicht zuletzt auch spezielle Software.

Dies zeigt auch das Beispiel der Firma Metal Paint AG in Menziken, die mit einer hochmodernen Bandbeschichtungsanlage und einem 40 Meter langen Lackierofen jedes Jahr rund 3500 Tonnen gewalzte Aluminium- und Stahlbänder beschichtet. Solche farbig lackierte Metallbleche braucht es für Sonnenstoren, Decken- und Fassadenverkleidungen, Gehäuse von Haushaltsgeräten, Zifferblätter von Uhren oder in der Automobilindustrie.

Pinch-Analyse bringt den Durchblick

Die Bandbeschichtung ist ein komplexes industrielles Verfahren, das viel Energie benötigt. Zum einen für den Lackierofen, in dem die Lacke mit heisser Luft gehärtet werden, zum andern für die Nachverbrennung der mit Lösungsmitteln belasteten Luft. Diese Abluft hatte die Metal Paint in der Vergangenheit mit einer Temperatur von 430 °C ungenutzt aus dem Kamin geblasen. «Dass wir hier ein Abwärmepotenzial haben, war offensichtlich», sagt Markus Reber, Geschäftsführer des Unternehmens. «Aber wo sich im Prozess die Abwärme nutzen lässt, das konnten wir nicht alleine berechnen.»

Das überrascht nicht. Denn auch erfahrene Fachpersonen können im Kopf nur bis zu fünf Energieströme in einem Prozess überblicken. Bei grösseren Systemen erreicht das menschliche Fassungsvermögen rasch einmal seine Grenzen. In solchen Fällen ist die Pinch-Analyse eine geeignete Methode, um Prozesse mithilfe spezialisierter Software abzubilden und die Energie- respektive Wärme- und Kälteströme im Betrieb transparent darzustellen. So können Einsparpotenziale auf gesicherter Basis ermittelt und die Grundlagen für eine effiziente und kostengünstige Produktion bereitgestellt werden. Das hat auch die Verantwortlichen bei Metal Paint überzeugt.

Neue Sicht auf die eigenen Prozesse

Angeboten und umgesetzt werden Pinch-Analysen von spezialisierten Beratungsunternehmen, die mit der Pinch-Software (PinCH) arbeiten. Entwickelt hat diese Software die Hochschule Luzern mit der Unterstützung des Bundesamtes für Energie BFE. Der von Metal Paint beauftragte Pinch-Experte erfasste in einem ersten Schritt die wichtigsten Energieströme. Die Arbeiten erfolgten in enger Zusammenarbeit mit den Mitarbeitenden der Metal Paint. «Wir haben darauf geachtet, dass unsere eigenen Spezialisten in die Pinch-Analyse einbezogen werden», sagt Markus Reber. «Dank dieser professionellen Zusammenarbeit konnten wir unser Prozessverständnis vertiefen und einzelne Schritte optimieren.»

Pinch-Software zeigt wirtschaftliche Potenziale

Nach der Messung der wichtigsten Temperaturen und Volumenströme wertete der Experte die Energieströme mit der Pinch-Software aus. Diese Analyse zeigte das theoretisch mögliche Potenzial der Wärmerückgewinnung auf. Danach wurde mit der Software ein Wärmetauscher-Netzwerk berechnet, mit dem das theoretische Potenzial bestmöglich ausgenutzt wird. Dieses Vorgehen zeigt, welche Energieströme miteinander verbunden werden können. Gleichzeitig erkennt man damit die Wirtschaftlichkeit der verschiedenen Massnahmen in der Praxis.

Gute Entscheidungsgrundlage für das Management

Im Schlussbericht schlug der Pinch-Experte drei mögliche Umsetzungswege vor. Je nach Variante waren Investitionen von 670000 bis 1260000 Franken notwendig. Im Gegenzug erschloss sich Metal Paint eine jährliche Senkung der Energiekosten zwischen 360000 und 550000 Franken. Die Payback-Zeit lag bei allen Varianten unter zweieihalb Jahren. Diese transparente Aufstellung bildete die Entscheidungsgrundlagen für Metal Paint-Geschäftsführer Markus Reber.

Aufgrund der Tatsache, dass die höchsten Energieeinsparungen – wie auch die markanteste CO2-Reduktion – am schnellsten mit einer Erneuerung der Nachverbrennungsanlage realisiert werden konnte, entschied sich Metal Paint für diese Lösung, obschon sie am teuersten war. Doch die Netto-Investition von einer Million Franken zahlt sich für Metal Paint bereits nach zwei Jahren aus. «Für einen Betrieb mit 25 Mitarbeitenden ist eine Investition von über einer Millionen Franken ein wichtiger Entscheid», sagt Markus Reber. «Ein Entscheid, den wir aber nicht eine Sekunde bereut haben.» Und der nicht zuletzt auch durch einen Förderbeitrag von 200000 Franken der Klimastiftung Schweiz ermöglicht wurde.

Investition zahlt sich aus

Das wichtigste Argument für die gewählte Umsetzung war die massive Reduktion der Energiekosten, die sofort wirksam wird. Dieser Entscheid erweist sich heute als richtig. «Als Unternehmen, das auch vom Export abhängt, hatten wir in den vergangenen Jahren mit einem verstärkten Margendruck zu kämpfen», sagt Reber. «Dass wir die Energiekosten um jährlich 520000 Franken reduzieren konnten, kam zum goldrichtigen Zeitpunkt». Zudem erhält Metal Paint AG jährlich zusätzlich rund 30000 Franken Rückerstattungen aus der CO2-Abgabe.

Unter dem Strich war die Pinch-Analyse für Metal Paint ein Glücksfall. Sie half die eigene, wertvolle Wärme im Prozess zu nutzen, so die Energiekosten zu senken und auch den Produktionsprozess zu optimieren. Das Beispiel des Aargauer Unternehmens unterstreicht die Empfehlung von Energieexperten, dass es sich für Produktionsunternehmen mit Energiekosten von über 300 000 Franken in der Regel lohnt, nach Einsparpotenzialen zu suchen – umso mehr, wenn die Prozesse gleichzeitig auch Wärme und Kälte benötigen. Eine Pinch-Grobanalyse ist dafür sehr gut geeignet, da sie mit wenig Aufwand rasch das Optimierungspotenzial aufzeigen kann. Damit kann die Pinch-Methode auch in der strategischen Planung sowie bei der Beschaffung von neuen Produktionsanlagen und Energieerzeugern wertvolle Grundlagen liefern. SMM

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