H2-DisTherPro – Vermeidung von CO2-Emissionen in der Stahlindustrie durch Einsatz von Wasserstoff an diskontinuierlich betriebenen Thermoprozessanlagen am Beispiel von Haubenglühen

  • Ausgangssituation
    • Erdgasbedarf der dt. Eisen- und Stahlproduktion beträgt rd. 20,8 TWh. Dies entspricht energiebedingten CO2-Emissionen von rd. 4,2 Mio. tCO2/a
    • Klimaneutrale Stahlerzeugung („Green Steel“) soll bis 2045 erreicht werden
    • „grüner“ Wasserstoff – der Energieträger der Zukunft – kann zur Substitution fossiler Brenngase und Kuppelgase eingesetzt werden
  • Projektziele
    • Am Beispiel einer Haubenglühanlage soll Wasserstoff zur Beheizung eingesetzt werden, um eine CO2-freie/arme Produktion zu ermöglichen
    • Senkung des Energiebedarfs durch Erhöhung der Energieeffizienz an Thermoprozessanlagen (Senkung des Abgasvolumenstroms, Erhöhung der adiabaten Verbrennungstemperatur, Steigerung des feuerungstechnischen Wirkungsgrades, Erhöhung des Wärmeübergangs)
    • Übertragbarkeit auf andere Thermoprozessanlagen soll durch Simulation und Modellierung gewährleistet werden
    • Gewährleistung eines sicheren Betriebes unter den veränderten Randbedingungen
    • Sicherstellung einer gleichbleibend hohen Produktqualität
    • Erarbeitung eines Versorgungs- und Nutzungskonzeptes zum effizienten H2-Einsatz
  • Innovativer Ansatz
    • Erstmaliger Einsatz von bis zu 100 % Wasserstoff zur Beheizung von Haubenglühanlagen
    • Bedarfs-Szenarien und Versorgungskonzepte (Erzeugung, Speicherung, Transport)
    • Sicherheitstechnische/konstruktive Anpassungen
    • Modellierung des diskontinuierlichen Glühprozesses mit Wasserstoff-Beheizung; Einsatz von numerischer Simulation (CFD)
    • Langzeiterprobung des Wasserstoffeinsatzes an ausgewählten Glühhauben
    • Umbau/Anpassungen der Anlagen
    • Stufenweise Erhöhung des Wasserstoffanteils im Brenngas
  • Möglicher Nutzen für die Industrie
    • Zusammenstellung von Potenzialen und Hemmnissen zur effizienten und kostengünstigen Nutzung der Wasserstofftechnologie
    • Sicherheitskonzepte
    • Kostenanalyse
    • CO2-Bilanz der Produktionskette im Rahmen einer LCA zur Abbildung der tatsächlichen CO2-Einsparungen
    • Maßnahmenkatalog bzw. Roadmap für die Umrüstung von Erdgas auf Wasserstoff
    • CO2-Einsparungen von rd. 350 ktCO2 an Haubenglühanlagen in Deutschland

Fördermittelgeber: Bundesministerium für Bildung und Klimaschutz (Das Verbundprojekt ist ein Forschungsvorhaben im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms).

Links:

https://www.enargus.de/pub/bscw.cgi/?op=enargus.eps2&q=%2201246006/1%22

https://www.industrie-energieforschung.de/interviews/h2distherpro_wasserstoff_stahlindustrie_thyssenkrupp_rasselstein_bfi

Siehe auch

DissHEAT – Dissemination of the heating technology research results for emission minimization and process optimization towards todays fossil-free heating agenda

Ausgangssituation Im Zuge des European Green Deal strebt Stahlindustrie Klimaneutralität bis 2050 an EU-Stahlindustrie erzeugt Treibhausgasemissionen von rd. 221 Mt/a […]

SimulEAF – Optimierung der Prozesse im Elektrolichtbogenofen

Ausgangssituation: Die vollständige Simulation der komplexen Vorgänge im Elektrolichtbogenofen erfordert einen bisher nicht beherrschten numerischen Aufwand. Ziel ist es, ein […]

Reduwearguid+ – Verschleißoptimierung an Führungskomponenten im Warmwalzwerk zur Verbesserung der Komponentenlebensdauer und der Produktoberflächenqualität

Situation: Die Hauptanforderungen an Verschleißkomponenten in Warmwalzwerken sind hohe Widerstandsfähigkeit gegen: abrasiven Verschleiß zur Erhöhung der Lebensdauer, thermische Belastung, um […]

HiperScale – Verringerung der Zunderbildung und Optimierung der Entzunderbarkeit und des Entzunderungsprozesses

Situation: Zunderbildung während des Wiedererwärmens führt zu Materialverlusten. Schlechte Entzunderbarkeit und Zunderrückstände auf den Brammen oder Knüppeln führen zu Oberflächendefekten […]