Tagung Technologieförderung Industrielle Prozesse
Workshop B
„Mit Prozessintegration zu mehr Energieeffizienz“
Erstellt für BfE Herr Martin Stettler
3003 Bern
Raymond Morand
Helbling Beratung + Bauplanung AG Hohlstrasse 614
8048 Zürich
Telefon +41 44 438 18 11 Fax +41 44 438 18 10
E-mail raymond.morand@helbling.ch
Dr. François Marechal
Laboratoire d‘énergétique Industrielle
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne Station 9, 1015 Lausanne
Telefon +41 21 693 35 16 Fax +41 21 693 3502
E-mail francois.marechal@epfl.ch
Process integration : system & site scale vision
distribution distribution
Waste collection Waste collection distribution
distribution
Energy Conversion
Processes
Waste treatment
Production support
Raw
materials
Energy Products
By-products
Energy Water - solvent
Waste heat &
Emissions
Environment
Air
Water Solids
What is a process integration study ?
What is the situation ?
How good it is ?
What to do for more energy efficiency ?
Measurements Energy audits
Process modeling
Performance indicators Benchmark
Trade-off Investment/energy savings
Engineering experienceIntern
Technology expert Consultants
Methodology
System engineering Pinch analysis
Exergy analysis
Thermo-economic optim.
Group dynamic System eng.
Intern
Management Creativity
Process integration methodology
System engineering approach
Max horizontal
Minimize vertical
Computer aided
Pinch analysis : energy requirement target
Heat recovery=> heat exchangers, energy/investment trade-off
Energy conversion integration: energy resources, combined heat and power, refrigeration, heat pumps,
waste heat conversion
Process modifications :process/utility operation, process/utility equipments, process/utility configurations
Exergy analysis : quality of the energy conversion
Process operations
Equipments
Thermo-economic evaluation
Technico-economic evaluation : Investment, profit, rate of return, advantages, …
Optimisation : investment vs savings
Engineering
0 50 100 150 200 250 300 350 400
0 10 20 30
Temperaturdifferenz am Pinch [K]
Jahreskosten [kFr/a]
Kapitalkosten Gesamtkosten
Betriebskosten
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000
Gasverbrauch in M W h/a
2001 nach Problemlösung nach Optimierung
0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000 900000 1000000
Einsparungen in CHF/a
nach Problem- lösung Dampf nach Optimierung
Energy efficiency learning curve & roadmap
time Good housekeeping
Local actions Process integration sol1
Process integration sol2
Process modification 1
Process modification 2 Process integration target 1
Process modification target 2
The method provides solutions Better process efficiency
Better process knowledge Investment roadmaps
?
Energy management Energy
Thesen
Thesen
These 1
Viele industrielle Prozesse sind heute noch nicht energieoptimiert. Bei der Analyse und Integration thermischer Prozesse bringt nur die Pinch-Methode verlässliche Resultate und führt zu
wirtschaftlich optimaler Energieeffizienz.
These 2
Prozessanalysen und –integration mit der Pinch-Methode sind noch sehr teuer – für eine breite Anwendung müssen die Kosten um 50% sinken, die Methode muss weiter vereinfacht und konzentriert werden – Gegenfrage erlaubt: Ist es tatsächlich der Kostenfaktor oder liegt das Problem eventuell woanders (Prioritäten, Unkenntnis)?
These 3
Eine gezielte PI-Offensive bei der energieintensiven Industrie, anfänglich durch den Bund
unterstützt, würde der PI zum Durchbruch verhelfen und könnte die Energieeffizienz in industriellen Prozessen markant verbessern.
State of the art
Implementation and R&D needs
PI-offensive : role of actors
Workshopinhalt Dauer
1. Demonstrationsbeispiel als Einstieg (R. Morand) 10‘
2. Was ist Prozessintegration ? (F. Marechal) 10‘
3. These 1: Pinch als einzige Methode, Erfahrungen, andere Methoden 10‘
4. These 2: Kosten, Probleme, Hürden, Was fehlt und ist unbedingt notwendig? 15‘
5. These 3: PI-Initiative des BFE, Rolle der Akteure 10‘
6. Schlussresolutionen 5‘
Animation : Raymond Morand1 & Dr François Marechal2,3 Sprache : 1German/ 3Français / 2English
PI-Offensive : the role of actors
Industry Industry
Consultants Consultants Technology Technology
Experts Experts
Research Research
&
&
Development Development OFEN/BFE
OFEN/BFE
Process Process operation operation Management Management
Needs Problems
Methods Tools Methods Tools Engineers Engineers Coaching Coaching Lectures Lectures Consultants Consultants Networks Networks
Documentation Documentation
