HYDREAMS - Clean hydrogen combustion and digital tools for reheating and heat treatment for steel

Ausgangssituation

  • Die Stahlindustrie ist einer der emissionsstärksten (8 % der weltweiten CO2– Emissionen) und am schwersten zu dekarbonisierenden Sektoren.
  • Neben Hochöfen und Elektrolichtbogenöfen tragen vor allem die Wiedererwärmung, das Glühen, das Schmieden usw. von Stahl zu den CO2-Emissionen bei.
  • Grüner Wasserstoff (H2) könnte eine Lösung sein, um Erdgas zu ersetzen, wenn wirtschaftlich die Anlagensicherheit und Produktqualität konstant bleibt
  • Eine H2-Infrastruktur zur Verteilung und Speicherung muss geschaffen werden.

Projektziele

  • Demonstration der sicheren, H2– basierten Verbrennung für die Herstellung von Stählen in verschiedenen Ofentypen mit verschiedenen Brennertypen
  • Nachweis, dass die Stähle trotz der unterschiedlichen Ofenatmosphären und Temperaturen mit den erforderlichen Eigenschaften hergestellt werden können
  • Demonstration von Lösungen, die bis 2032 eine möglichst kostengünstigere H2-Verbrennung als die mit Erdgas sicherstellt
  • Bereitstellung von Modellen zur Vorhersage stabiler Betriebsbedingungen und Richtlinien zur Begrenzung von NOx und anderen Schadstoffemissionen
  • Festlegung von benötigten praktikablen „Wegen“ zu sauberem Wasserstoff

Innovativer Ansatz

  • Erprobung von bis 100 % H2/O2, H2/OEC und HEC/OEC in Wiedererwärmungs- und Glühöfen
  • Entwicklung neuer Brenner-Typen für die effiziente Verbrennung H2-angereicherter Brenngasgemische
  • Untersuchung der Reduzierungsmöglichkeiten von CO2– und NOx-Emissionen, des Einflusses auf die Produktqualität, auf das Feuerfestmaterial sowie der erforderlichen Prozessänderungen mit Hilfe unterschiedlicher Pilotöfen
  • Modellierungsansatz zur Bewertung der potenziellen Auswirkungen der neuen Verbrennungssysteme mittels experimentellen Verbrennungstests, fortgeschrittenen Verbrennungsmodellierungen und prädiktive Steuerungsansätzen
  • Erstellung eines Prognosemodell zur Optimierung der Kosten, der NOx-Emissionen und der Stahlqualität
  • Umbau/Anpassungen von Anlagen zum Einsatz von H2

Möglicher Nutzen für die Industrie

  • Reduzierung der direkten Emissionen um 212kt CO2/Jahr bis 2032 durch die drei teilnehmenden Stahlherstellern
  • Einfache Übertragung der Lösungen in andere Unternehmen der Stahlindustrie bzw. in andere Industriezweige durch umfassende Modellierungen
  • Brennerkonzepte für die flexible, sicherer und effiziente Verbrennung von H2 und H2/Brenngas-Gemischen
  • Sicherheitskonzepte sowie Kosten- und Bedarfsanalyse durch Prognosemodelle

Fördermittelgeber: Research Fund for Coal and Steel (RFCS).

Link:
https://ec.europa.eu/info/funding-tenders/opportunities/portal/screen/opportunities/projects-details/43252449/101098480/RFCS2027

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