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

Ausgangssituation:

Der Erdgasbedarf der deutschen Eisen- und Stahlproduktion beträgt rd. 20,8 TWh. Dies entspricht rd. 4,2 Mio. tCO2/a an energiebedingten CO2-Emissionen. Die klimaneutrale Stahlerzeugung soll bis 2045 erreicht werden. „Grüner“ Wasserstoff kann zur Substitution fossiler Brenngase eingesetzt werden.

Projektziele:

Am Beispiel eines Haubenofens soll Wasserstoff zur Beheizung eingesetzt werden, um eine CO2-freie Produktion zu ermöglichen. Wesentliche Aspekte sind der sichere Betrieb und die Sicherstellung der Produktivität und Produktqualität. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse wird durch CFD-Simulationen und Prozessmodellierung gewährleistet. Neben der Untersuchung des Prozesses wird zudem ein Versorgungs- und Nutzungskonzept zum effizienten H2-Einsatz erarbeitet. Das Projekt endet mit einer 6 monatigen industriellen Erprobung des Wasserstoffeinsatzes an einem Haubenofen.

Innovativer Ansatz:

  • Erstmaliger systematisch untersuchter Einsatz von Wasserstoff zur Beheizung einer Haubenglühanlage
  • Bedarfsszenarien und Versorgungskonzept (Erzeugung, Speicherung, Transport)
  • Sicherheitstechnische Betrachtung
  • Modellierung des diskontinuierlichen Glühprozesses mit Erdgas, Wasserstoff und Erdgas-Wasserstoff-Gemischen
  • Systematische Anpassung der Anlage sowie der Steuerung- und Ofenregelung
  • Industrielle Langzeiterprobung

Möglicher Nutzen für die Industrie

  • Zusammenstellung von Potenzialen und Hemmnissen zur effizienten und kostengünstigen Nutzung der Wasserstofftechnologie
  • Kostenanalyse
  • Maßnahmenkatalog bzw. Roadmap für die Umrüstung von Erdgas auf Wasserstoff
  • CO2-Einsparungen von rd. 350 ktCO2 an Haubenglühen 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

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