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 kt_CO2 an Haubenglühanlagen in Deutschland

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