Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung

Kapitel 4
(siehe Abschnitt 4.2.13.1.1). Ein als Beispiel angeführter Nudelhersteller gab an, dass die Verbesserung der
Energieeffizienz eines seiner Heizkessel von 85 % auf 90 % zu einer Verringerung der CO2-Emissionen um
5,56 % (bei Verwendung eines Umrechnungsfaktors von 84,6 kg CO2/GJ) führen könnte.
Viele Maßnahmen, die zur Reduzierung der Umweltauswirkungen angewendet werden können, z. B. die Verringerung
des Energieverbrauchs, haben keinerlei Auswirkungen auf andere verschmutzende Emissionen der
Anlage. Solche Maßnahmen können als „eigenständig“ betrachtet und entsprechend ihrem jeweiligen
wirtschaftlichen Nutzen und Umweltnutzen bewertet werden.
Andererseits können manche Maßnahmen zu positiven oder negativen Auswirkungen auf andere Umweltaspekte
führen, und in diesen Fällen müssen die umfassenderen Umweltauswirkungen berücksichtigt werden.
Im Fall von Kompromissen, z. B. zwischen Energieverbrauch und anderen Umweltzielsetzungen, muss eine
Bewertung unter Berücksichtigung der Kosten und der Umweltvorteile durchgeführt werden, damit die
Umsetzung angemessener Maßnahmen begründet werden kann.
4.1.6.4.1 Pinch-Technologie
Beschreibung
Die Bezeichnung Pinch-Technologie wurde als Methodik in Prozessdesign und Energieeinsparung eingeführt.
Ursprünglich entwickelt wurde sie jedoch für den Einsatz in den Bereichen Wasserverbrauch und Abfallreduzierung.
Die Energie-Pinch-Technologie ist ein Analysenverfahren, das die beste Nutzung der Wärmeübertragung von
warmen Strömen, die Kühlung erfordern, auf kühle Ströme, die Erwärmung erfordern, untersucht. Eine Pinch-
Analyse bietet einen systematischen Ansatz zur Untersuchung von Energienetzen und zur Verbesserung der
Energieeffizienz von Industrieprozessen. Die Analyse verwendet die grafische Darstellung der Energieströme in
den Prozess- und Versorgungsströmen, um die für die Erfüllung der Prozessanforderungen benötigten
Mindestbedarf an Energie und Energiesystemen zu ermitteln. Bei der Methode werden Temperatur-Enthalpie-
Diagramme zur Beschreibung der für eine Wärmeübertragung zur Verfügung stehenden warmen und kalten
Ströme verwendet. Die Summe der warmen und kalten Ströme in einem Prozess können in ein ähnliches
Diagramm eingezeichnet werden, aus dem sich die Pinch-Temperatur bestimmen lässt. Anhand dieser
Informationen lässt sich herausfinden, wo und in welchem Ausmaß Wärmerückgewinnung in dem Prozess
möglich ist. Außerdem lassen sich so die Minimalanforderungen für die Wärme- und für die Kälteversorgung
bestimmen. Zur Erfüllung dieses Mindestenergiebedarfs wird ein Wärmetauschernetz installiert. Die Pinch-
Analyse liefert das optimale Design dafür.
Die Wasser-Pinch-Technologie kann ein leistungsstarkes Werkzeug zur Erkennung von Möglichkeiten für die
Wiederverwendung, Wiederverwertung und Regenerierung innerhalb einer Anlage oder eines Prozesses sein.
Sie verwendet komplexe Algorithmen zur Identifizierung und Optimierung der besten Möglichkeiten für die
Wiederverwendung und Regenerierung von Wasser sowie für die Abwasserbehandlung. Die Grundkonzepte für
die Wärmerückgewinnung gelten analog auch hier. Wasserströme und deren Gehalt an wasserverschmutzenden
Stoffen werden berücksichtigt, woraus sich sogenannte Quellen und Senken ergeben.
Erreichbare Umweltvorteile
Geringerer Energieverbrauch und damit geringere Abluftemissionen. Weniger an die Umgebungsluft oder an
das Wasser abgegebene Abwärme. Maximierung der Wiederverwendung von Wasser unter Berücksichtigung
der Qualitätserfordernisse der jeweiligen Anwendung. Minimierung des Zusatzes von Frischwasser und der
Abgabe von Abwasser. Minimierung von Abfällen.
Betriebsdaten
In einer als Beispiel genannten Raffinerie für Speiseöle wurde die Pinch-Technologie eingesetzt, um zu
untersuchen, ob ein neues Raffinierverfahren energieeffizienter wäre als das Vorgängerverfahren, bei dem für
die Prozesswärme Dampf und für die Kühlung Flusswasser verwendet wurde. Die Analyse ergab, dass der
Pinch-Punkt bei 55 °C lag; daraus ließ sich eine Strategie zur Wärmerückgewinnung formulieren. Sie zeigte
ferner, dass die bestehenden Chargenprozesse dazu führen würden, dass Wärmeverfügbarkeit und Wärmebedarf
zu unterschiedlichen Zeitpunkten auftreten, was einen direkten Wärmeaustausch zwischen vielen der warmen
und kalten Prozessströme unpraktisch machte. Vor der Durchführung von Prozessintegrationsprojekten war also
ein Medium für die Wärmeübertragung bzw. -speicherung erforderlich. Es wurde ein Wärmerückgewinnungsnetz
entwickelt, das Wasser für die Übertragung und Speicherung von Wärme nutzte. Diese Vorgehensweise
RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL Januar 2006 239