Workshop 4 der Veranstaltungsreihe fand am 16. Januar 2024 in einem Kreis von knapp 40 Teilnehmenden statt und es standen die Kalk- und Zementindustrie im Fokus.
Ziel des Workshops war es, ähnlich den vorangegangenen Terminen der Veranstaltungsreihe, einige der elf Thesen, welche die Grundlagen für eine Transformationsstrategie bilden (s. Bericht zum Kick-off) aus einer branchenbezogenen Perspektive zu betrachten und dahingehend ein vertiefendes Verständnis für die Studienergebnisse zu erlangen.
Im prozesstechnischen Teil der Veranstaltung waren im Zuge der Kalkherstellung besonders die Brennprozesse in kontinuierlichen Brennöfen von Bedeutung. Mit Blick auf die Zementherstellung lag speziell der Anlagenverbund „Drehrohrofensystem“ im Fokus, welcher die Prozesse Vorwärmen, Kalzinieren, Sintern und Kühlen in sich vereint.
Der zweite Teil des Workshops war von einer wirtschaftlichen Betrachtungsweise geprägt und hatte besonders zwei Themen im Fokus. Zum einen wurden die Wärmegestehungskosten und ihre Auswirkungen auf die Attraktivität der untersuchten Technologien dargelegt. Zum anderen wurden die Modernisierungszyklen der Anlagen unter der Prämisse der angestrebten CO2-neutralen Prozesswärmeerzeugung wirtschaftlich eingeordnet.
Im Zuge der Diskussionsrunde und interaktiven Arbeitsphase in Kleingruppen wurden von den Teilnehmenden u.a. die folgenden Hindernisse und Fragen identifiziert, die folgend exemplarisch dargestellt werden:
Politische Rahmenbedingungen
Genehmigungsverfahren müssten beschleunigt werden.
Zumindest temporär wäre wohl eine Implementierungsunterstützung für die Umstellung auf Wasserstoff notwendig.
Die Biomassenutzung für Industrieprozesse müsste politisch priorisiert werden, eine private Nutzung hingegen sollte eher zweitrangig sein.
Asche und NOx-Emissionen könnten ein Hindernis darstellen.
Infrastruktur / Wirtschaftlichkeit
Bisher bestünden keine Förderungsmöglichkeiten für den Einsatz von Biomasse.
Zugang zu grünem Strom müsste gewährleistet sein.
Die Kalk- und Zementindustrie sei standorttechnisch oft an ihre lokalen Vorkommen gebunden, diese seien jedoch häufig infrastrukturell nicht gut angebunden.
Technologie – Elektrifizierung
Sowohl in der Kalk- als auch Zementindustrie müssen sehr hohe Temperaturen erreicht werden, dies könnte bei einer Elektrifizierung ein Hindernis darstellen.
Die Nutzung von Wärmespeichern ist zu prüfen.
Technisch könnte eine gleichmäßige Erwärmung des Kalkbetts problematisch sein.
Vollständig elektrifizierte Anlagen sind in Deutschland bisher nicht verfügbar.
Technologie – Wasserstoffnutzung
Die Produktqualität müsste bei veränderten Brennbedingungen sichergestellt sein. Bspw. könnte rückständige Asche ein Problem bzgl. der Produkteigenschaften und -qualität sein.
Die Ergebnisse der Workshops können hier eingesehen werden. Alle Ergebnisse fließen in die Abschlussveranstaltung am 23. April 2024 ein.
Der Einladung zum dritten Workshop der Veranstaltungsreihe am 12. Dezember 2023 sind diesmal rund 45 Teilnehmende gefolgt. Es standen die Glas- und Keramikindustrie im Fokus.
Ziel des Workshops war es, wie in den vorangegangenen Terminen der Veranstaltungsreihe, einige der elf Thesen, welche die Grundlagen für eine Transformationsstrategie bilden (s. Bericht zum Kick-off) aus einer branchenbezogenen Perspektive zu betrachten und dahingehend ein vertiefendes Verständnis für die Studienergebnisse zu erlangen.
Im Kontext der Glasindustrie wurde aus verfahrenstechnischer Sicht vor allem auf verschiedene Schmelzverfahren zur Herstellung von Behälterglas und Flachglas eingegangen. Im Zuge der Keramikbranche waren besonders die Prozesse des Trocknen und Brennens von zentraler Bedeutung.
Auf die Vorstellung der technischen Details folgte jeweils eine Betrachtung aus wirtschaftlichem Blickwinkel. Hierbei standen vor allem die Wärmegestehungskosten und ihre Auswirkungen auf die Attraktivität der untersuchten Technologien im Mittelpunkt sowie die Beleuchtung der Modernisierungszyklen der Anlagen in wirtschaftlichem Kontext und unter der Prämisse der angestrebten CO2-neutralen Prozesswärmeerzeugung.
Im Zuge der Diskussionsrunde und interaktiven Arbeitsphase in Kleingruppen wurden von den Teilnehmenden u.a. die folgenden Hindernisse und Fragen identifiziert:
Elektrifizierung
Die benötigte Anschlussleistung müsste gewährleistet sein, dies sei häufig nicht der Fall.
Investitionszuschüsse würden benötigt werden.
Zum Netzausbau und Netzanschlüssen gebe es noch viele offene Fragen.
Die Bereitstellung von grüner Energie müsste gewährleistet sein.
Wasserstoffnutzung
Kosten und Verfügbarkeit seien entscheidend für eine Anwendung von Wasserstoff.
Eine Umstellung auf Wasserstoff sei momentan nur mit entsprechenden Förderungen realisierbar.
Eine entsprechende Infrastruktur sei bisher nicht gesichert.
Die Ergebnisse der Workshops können hier eingesehen werden. Alle Ergebnisse fließen in die Abschlussveranstaltung am 23. April 2024 ein.
Am Workshop 2 der Veranstaltungsreihe am 24. November 2023, der sich zum einen gezielt an die Gießerei-Industrie und zum anderen an die Branchen der Aluminium- und Kupferverarbeitung richtete, nahm ein Kreis von insgesamt ca. 50 Personen der drei Branchen teil.
Ziel des Workshops war es, ähnlich den vorangegangenen Terminen der Veranstaltungsreihe, einige der technischen der elf Thesen, welche die Grundlagen für eine Transformationsstrategie bilden (s. Bericht zum Kick-off) aus einer branchenbezogenen Perspektive zu betrachten und dahingehend ein vertiefendes Verständnis für die Studienergebnisse zu erlangen.
Im Rahmen der Gießerei-Industrie lag der verfahrenstechnische Fokus der Studie insbesondere auf unterschiedlichen Formgussverfahren. Im Kontext der Aluminium- und Kupfer-Industrie wurden ausgewählte Guss-, Walz-, und Pressverfahren näher betrachtet.
Auf die Einordnung der technischen Ergebnisse der Studie folgte jeweils ein wirtschaftlicher Betrachtungsansatz. Hierbei lagen vor allem die Wärmegestehungskosten und ihre Auswirkungen auf die Attraktivität der untersuchten Technologien im Fokus sowie die Modernisierungszyklen der Anlagen, welche einen nicht zu vernachlässigenden Einfluss auf eine angestrebte CO2-neutrale Prozesswärmeerzeugung haben.
Im Zuge der Diskussionsrunde und interaktiven Arbeitsphase in Kleingruppen wurden von den Teilnehmenden u.a. die folgenden Hindernisse und Fragen identifiziert:
Infrastruktur / Wirtschaftlichkeit
vor allem im Rahmen einer Elektrifizierung fehle es besonders im ländlichen Raum an Infrastruktur
Kosten für den Ausbau einer entsprechenden Infrastruktur (sowohl für Strom als auch für Gas) seien sehr hoch
Anfallende Umbaukosten seien für mittelständische Unternehmen ohne eine Förderung finanziell kaum tragbar
Mit den aktuellen Strompreisen sei eine Umstellung bspw. auf Induktionsöfen kaum realisierbar
Erneuerbare Energien müssten kontinuierlich verfügbar sein
Politische Rahmenbedingungen
Der Einsatz von Biokoks könnte durch die Erneuerbare-Energie-RL (RED III) und nationale politische Voraussetzungen beschränkt und dadurch gefährdet werden, für diesen Fall sollten bzw. müssten Ausnahmen möglich sein
Künftige CO2-Preise und deren Entwicklungsziele müssten eindeutig kommuniziert werden
Bei einer möglichen Priorisierung bzgl. einer H2-Verteilung könnte es zu Planungsrisiken hinsichtlich einer Energieträgerumstellung kommen
Technologie
Der Einfluss einer Wasserstoffbeheizung auf die metallischen Werkstoffe und/oder das Feuerfestmaterial ist zu überprüfen.
Der Einsatz hybrider Beheizungstechnologien stünde noch relativ am Anfang und sei bisher wenig im industriellen Maßstab vertreten
Die Ergebnisse der Workshops können hier eingesehen werden. Alle Ergebnisse fließen in die Abschlussveranstaltung am 23. April 2024 ein.
Den Zusatztermin zu Workshop 1 (Stahl/Schmieden/Härten) am 2. November 2023, der auf Grund einer Terminkollision mit dem HärtereiKongress angeboten wurde, nahm eine kleine, dafür umso diskussionsfreudigere Runde von 10 Teilnehmenden wahr.
In diesem Termin sollte vor allem auf einige der technischen der elf Thesen, welche die Grundlagen für eine Transformationsstrategie bilden (s. Bericht zum Kick-off) speziell aus dem Blickwinkel der Härtereitechnik eingegangen werden. Unterschieden wurde im Rahmen der Studie zwischen Lohnhärterein und Betriebshärtereien, die vielfach in der Automobilbranche angesiedelt sind. Bei den in der Studie und im Workshop näher betrachteten Prozessketten handelte es sich um das Einsatzhärten, das Vergüten und das Nitrieren & Nitrocarburieren. Die betrachteten Anlagentypen sind Durchlauföfen (für Lohn- und Betriebshärtereien) und Kammeröfen (für Lohnhärterein).
Während der Diskussion und dem interaktiven Arbeiten an einem digitalen Whiteboard wurden u.a. folgende Hindernisse aus dem Kreis der Teilnehmenden identifiziert:
Infrastruktur / Wirtschaftlichkeit
Die notwendige Infrastruktur für einen hohen Strom- oder Wasserstoffbedarf besteht noch nicht.
Mögliche Priorisierung von Produktionsbereichen oder Branchen für die Versorgung mit Wasserstoff; wie wird diese ggf. aussehen?
Mögliche Abhängigkeit des Wasserstoffpreises vom Strompreis.
Verfügbarkeit
In Anlehnung an die infrastrukturellen Hürden stellt sich weiterhin die Frage, ob überhaupt die benötigten riesigen Mengen an grünem Strom oder grünem Wasserstoff in Zukunft verfügbar sein werden.
Damit eine Umstellung des Anlagenparks gelingen kann muss die Versorgungssicherheit gewährleistet sein.
Technologie / Forschung & Entwicklung
Die Brennertechnik ist für den Einsatz von Wasserstoff in bestehenden Erdgasbrennern noch nicht ausgereift.
Welchen Einfluss hat das Mischungsverhältnis eines Gasgemisches aus Erdgas und Wasserstoff auf die Brennertechnologie?
Darüber hinaus wurde das Thema Anlagenlebensdauer kritisch besprochen. Die Erkenntnisse aus der Diskussion wurden dankend aufgenommen und werden im Rahmen der Studie umgesetzt.
Die Ergebnisse der Workshops können hier eingesehen werden. Alle Ergebnisse fließen in die Abschlussveranstaltung am 23. April 2024 ein.
Zum ersten Workshop der Veranstaltungsreihe am 25. Oktober 2023, der sich gezielt an die Stahl-, Schmiede- und Härtereibranche richtete, fanden sich rund 70 Teilnehmende ein. Der Großteil des Teilnehmendenkreises war der Stahlbranche oder Umformtechnik zuzuordnen. Bedingt durch eine Terminkollision mit dem HärtereiKongress war diese Branche kaum vertreten, es stand allerdings ein Ausweichtermin auf dem Programm. Ziel der Veranstaltung war die branchenspezifische Vorstellung der Ergebnisse der UBA-Studie.
Vorwiegend wurden einige der technischen der elf Thesen, welche die Grundlage für eine Transformationsstrategie bilden (s. Bericht zum Kick-off), insbesondere aus Perspektive der drei verschiedenen Branchen betrachtet. Auf die technischen Einblicke in die Studienergebnisse folgte die Vorstellung der Auswirkungen der Wärmegestehungskosten auf die Attraktivität der untersuchten Technologien sowie die Einordnung der Lebensdauer der Anlagen in den wirtschaftlichen Kontext.
In den Diskussionsrunden und während der interaktiven Arbeitsphase in Kleingruppen wurden von den Teilnehmenden u.a. die folgenden Hindernisse und Fragen identifiziert, um nur einige exemplarisch zu nennen:
Elektrifizierung
Restriktionen in der Bauteilgröße, denn der Umbau bestehender Anlagen benötige einen Ofenraum, der bei spezifisch ausgelegten Anlagen nicht verfügbar sei.
Zu geringe Energiedichten der Beheizung.
Zu hohe Energiekosten.
Wasserstoffnutzung
Was sind mögliche Auswirkungen des Wasserstoffs auf hochfeste und legierte Stähle?
Welchen Einfluss hat die Ofenatmosphäre auf die Produktqualität?
Im internationalen Wettbewerb sei die Wirtschaftlichkeit dieser Technologie nicht durch höhere CO2-Kosten erzielbar.
Ohne Förderung sei der dauerhafte Einsatz von H2 nicht realisierbar.
Hybrid
Ist für eine Hybride Lösung eine „doppelte“ Infrastruktur notwendig oder sind Vereinfachungen möglich?
Sei auf Grund technologischer Herausforderungen „beider Seiten“ vorerst nicht relevant.
Es müsste sich eine deutlicher OPEX Vorteil gegenüber fossilen Technologien entwickeln, damit sich Kosten amortisieren.
Auf der anderen Seite sei die Entwicklung der Zukunft unsicher, so dass es sich aus Risikomanagement technischer Sicht momentan kein Unternehmen leisten könne, ausschließlich auf eine künftige H2-Nutzung oder eine Elektrifizierung zu setzen.
Die Ergebnisse der Workshops können hier eingesehen werden. Alle Ergebnisse fließen in die Abschlussveranstaltung am 23. April 2024 ein.
Mit dem Kick-off am 27. September 2023 ist die online Veranstaltungsreihe zur UBA-Studie „CO2-neutrale Prozesswärmeerzeugung“ gestartet.
Die CO2-neutrale Bereitstellung von Prozesswärme ist eine Grundvoraussetzung zur Erreichung der Klimaziele Deutschlands. Ein Großteil der Treibhausgasemissionen des Industriesektors lässt sich direkt auf die Prozesswärme zurückführen. Diese ist derzeit stark von fossilen Energieträgern abhängig und Erdgas ist der wichtigste Energieträger, während erneuerbare Energien lediglich vereinzelt genutzt werden.
Im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) haben das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI) und das Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik (IOB) der RWTH Aachen eine Studie durchgeführt, mittels derer Techniken für die CO2-neutrale Bereitstellung von Prozesswärme aus technischer, wirtschaftlicher und ökologischer Perspektive betrachtet wurden. Die Schwerpunkte liegen auf der Elektrifizierung und dem Einsatz von Wasserstoff, unter der Prämisse, dass diese Energieträger in ausreichender Menge und CO2-neutral verfügbar sind. Die Untersuchung wurde für 13 Branchen und 34 exemplarische Anwendungen in der Metall- und Mineralindustrie sowie für die Querschnittstechnik Dampferzeugung durchgeführt. Ziel der Studie ist somit die Ermittlung des aktuellen Stands der Technik und des daraus resultierenden Handlungsbedarfs zum Einsatz CO2-neutraler Prozesswärmeanlagen.
Der Einladung zum Kick-off zur Veranstaltungsreihe sind rund 120 Teilnehmende gefolgt. Ziel des Kick-offs war zum einen die Einordnung und Vorstellung der zentralen Ergebnisse der Studie sowie der Methodik der Veranstaltungsreihe, zum anderen sollten in einer Diskussionsrunde Anregungen zur inhaltlichen Schwerpunktsetzung und methodischen Aufbereitung der Workshops aus dem Plenum gesammelt werden.
Eine kurze Umfrage zu Beginn der Veranstaltung sollte dabei einen Überblick über die Teilnehmerinnen und Teilnehmer verschaffen.
Überwiegend nahmen Vertretende aus dem produzierenden Gewerbe (ca. 36 %) an dem ersten Termin der Reihe teil, aber auch die Brachen des Anlagenbaus (ca. 17 %), sowie der Forschung und Entwicklung (ca. 22 %) waren verhältnismäßig stark vertreten. Die restlichen Teilnehmenden waren zu kleineren Teilen weiteren verschiedenen Branchen zuzuordnen. Dazu gehörten Energieversorger, Medien, Technologieentwickler, Projektträger, Behörden, öffentlicher Dienst, Landesagenturen, Industrieverbände, selbstständige Ingenieurdienstleister oder Hersteller von Mess- und Regeltechnik. Im Rahmen der Umfrage ordneten sich ca. 60 % der Teilnehmenden großen Unternehmen mit mehr als 250 Beschäftigten zu; die restlichen 40 % entfielen entsprechend auf Angehörige von KMU.
Die Frage nach einer bereits vorhandenen Dekarbonisierungsstrategie im Unternehmen beantwortete rund die Hälfte mit „ja“. Rund 12 % verneinten diese Frage. Teilnehmende, die nicht dem produzierenden Gewerbe oder dem Anlagenbau zugeordnet sind konnten diese Frage meist nicht repräsentativ beantworten, da kein Anlagenpark betrieben wird. Ähnliches galt für die Frage nach dem überwiegend eingesetzten Energieträger. Ein Großteil (ca. 40 %) setzt nach wie vor fossil basierte Energieträger ein. Ca. 17 % setzen auf Strom als Energiequelle. Vereinzelt wurde ebenso Biomasse oder die Abhängigkeit der Wahl des Energieträgers vom „Kundenwunsch“ genannt. Selbst hier im kleinen Umfragerahmen zeigte sich damit deutlich die bereits angesprochene Abhängigkeit von fossil basierten Energieträgern.
Nach der ersten Einordnung des Teilnehmendenkreises erfolgte die Vorstellung der zentralen Ergebnisse der Studie: Die Arbeiten und Untersuchungsergebnisse münden in elf Thesen, welche die Grundlagen für eine Transformationsstrategie bilden können. Die ersten sechs dieser Thesen stehen im Bezug zu technischen Ergebnissen, die weiteren fünf haben wirtschaftliche und marktrelevante Aussagen zum Gegenstand. Nähere inhaltliche Informationen befinden in den Unterlagen zur Veranstaltung.
Im zweiten Teil der Veranstaltung war das Plenum gefragt. In einer Diskussionsrunde und interaktivem Arbeiten an einem digitalen Whiteboard wurden Wünsche und Anregungen sowie Impulse zur inhaltlichen Gestaltung der kommenden Workshops gesammelt.
Hierbei kristallisierte sich besonders großes Interesse an der genaueren Betrachtung u.a. der folgenden Fragestellungen heraus:
Umrüstung
Anregungen für die Umrüstung bestehender (vielfach Erdgas beheizter) Anlagen auf den Betrieb mit Strom und/oder H2. Hier sind sowohl die technischen als auch die monetären Lösungsmöglichkeiten von Interesse. Inwiefern ist eine Umstellung eines bestehenden Anlagenparks wirtschaftlich? Was für Unterstützungsmöglichkeiten (sowohl technisch als auch finanziell) gibt es?
Ersetzen von Gasbrennern durch Plasmabrenner als Option?
Welche Technologien sind attraktiv für welche Anwendungen; welche setzen sich (nicht) durch?
Infrastruktur
Inwiefern muss städtische oder unternehmenseigene Infrastruktur angepasst, ausgebaut oder grundsätzlich zunächst errichtet werden, um eine Umrüstung auf CO2-neutrale Energieträger möglich zu machen?
Welches Potenzial birgt der Einsatz von Speichertechnologien?
Welche Vorteile kann eigene Energieerzeugung durch PV oder Solarthermie bringen?
Wirtschaftlichkeit
Prognosen der Preisentwicklungen für Strom, Wasserstoff und Zertifikate
Energiekostenvergleich auf nationaler, europäischer und globaler Ebene
Wirtschaftlichkeit einer Umrüstung (s.o.)
Im weiteren Verlauf der Veranstaltungsreihe werden im Zeitraum bis zum 20. Februar 2024 branchenspezifische Workshops stattfinden. Ziel der branchenspezifischen Workshops ist einerseits die vertiefte, branchenspezifische Vorstellung der Studienergebnisse. Andererseits soll gemeinsam an den Herausforderungen und Möglichkeiten zur Umsetzung einer CO2-neutralen industriellen Prozesswärmeerzeugung gearbeitet werden. Die Ergebnisse der verschiedenen Workshops werden schließlich gebündelt und in einer Abschlussveranstaltung am 23. April 2024 zusammengetragen.
Die Arbeiten im Rahmen des Projekts knüpfen dabei an wesentliche Fragestellungen und Inhalte der Innovationsnetzwerks Hybrid-Heating an. So stehen Energie- und Industriesektor und dessen gemeinsame Transformation im Kontext der Energiewende im Fokus. Hier verlangen nicht zuletzt die Klimaschutzziele der Bundesregierung eine grundlegende Transformation sowohl des Energiesystems, wie auch der Energieversorgung und -nutzung im Industriesektor. Das Energiesystem entwickelt sich von einem System, dass durch große zentrale Kraftwerke, die möglichst in Grundlast betrieben werden, hin zu einem flexibleren und dezentralen System, das vorwiegend über erneuerbare Energiequellen wie Wind- und Solarenergie versorgt wird. Die Integration der Sektoren nimmt stark zu und die Rolle der Energienachfrage nimmt an Bedeutung zu, z. B. um Energieflexibilität bereitzustellen. Die Transformation der Industrie hin zur CO2-neutralen Produktion verlangt eine grundlegende Umstellung der Energieversorgung, bei der in Zukunft Strom und Wasserstoff die zentralen Energieträger für die Bereitstellung von Prozesswärme sein werden. In vielen Branchen wird diese Transformation mit einer umfangreichen Modernisierung des Anlagenparks einhergehen. Wenngleich die Industrie bereits heute am Strommarkt teilnimmt und dort kurzfristige Flexibilitäten bereitstellt, so ist dies noch auf wenige Prozesse und insgesamt einen eher geringen Umfang begrenzt. Die Elektrifizierung und damit verbundene Modernisierung der Grundstoff- aber auch verarbeitenden Industrie ist ein Möglichkeitsfenster, das riesige Potenzial des Industriesektors zur Bereitstellung von Energieflexibilität stärker auszuschöpfen. Dabei gibt es eine Vielzahl technischer Optionen, von der flexiblen Auslegung neuer Prozesse, über den Aufbau hybrid versorgter Systeme und die gezielte Einbindung von Energiespeichern. Hiervon kann potenziell nicht nur das Energiesystem profitieren, indem die Integration von Erneuerbaren Energien zu niedrigeren Kosten möglich ist, sondern auch die Industrieunternehmen, indem Energiekosten gesenkt werden und Versorgungssicherheit erhöht wird. Um diese Potenziale zu erschließen, ist eine umfassende Revision des regulatorischen Rahmens notwendig. Gleichzeitig braucht die Politik mehr Informationen zu den technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten der unterschiedlichen Branchen und zu einer sinnvollen Rolle von gesteigerter Energieflexibilität im Industriesektor.
Aufbauend auf dieser Problemstellung verfolgt das Vorhaben das Ziel, die technischen, wirtschaftlichen und regulatorischen Möglichkeiten und Hemmnisse einer stärkeren Flexibilisierung der Energieverwendung im Industriesektor qualitativ und quantitativ zu untersuchen. Dabei gilt es, sowohl Industriesektor wie auch Energiesystem zu berücksichtigen. Dabei ist die grundlegende Transformation beider Systeme sowie ihre stärkere Integration von zentraler Bedeutung. Das Vorhaben orientiert sich an der zentralen Fragestellung, welche Energieflexibilität der Industriesektor in einem zukünftigen dekarbonisierten Energiesystem bereitstellen kann. Aufbauend auf den Ergebnissen werden Lösungsansätze für die regulatorische Umsetzung erarbeitet. Über die Einbindung von Industrieunternehmen im Rahmen von ausgewählten und möglichst repräsentativen Fallstudien aus unterschiedlichen Branchen wird eine hohe Praxisnähe der Lösungsansätze angestrebt. Auch das Innovationsnetzwerk Hybrid-Heating wird regelmäßig über das Projekt berichten.
Foto: Kompetenzzentrum Klimaschutz in energieintensiven Industrien (KEI), Erik Krüger
Am 20. Oktober 2022 war das Innovationsnetzwerk Hybrid-Heating auf der Veranstaltung „Dekarbonisierung in der Industrie und Innovationsförderung“ zu Gast bei der EurA AG in Herten. Die Veranstaltung fand in den Räumlichkeiten des Anwenderzentrums h2herten statt und ermöglichte einen intensiven Fachaustausch, insbesondere auf regionaler Ebene. So waren beispielsweise der Landrat des Kreises Recklinghausen sowie der Stadtkämmerer Stadt Herten vertreten, aber auch unterschiedlichste Vertreter der umliegenden Industrie.
Im Fokus standen der Einsatz von Wasserstoff sowie mögliche Finanzierungsinstrumente für eine Umsetzung von Projekten zur Dekarbonisierung in der Industrie. In diesem Zusammenhang bot die Veranstaltung auch einen spannenden Einblick in das Programm „Dekarbonisierung in der Industrie” durch das Kompetenzzentrum Klimaschutz in energieintensiven Industrien (KEI) sowie einen Überblick über Potenziale und Anwendungsfelder von Wasserstofftechnologien. Fallbeispiele erfolgreicher Förderung aus der Praxis zeigten wie die Umsetzung gelingen kann.
Das Innovationsnetzwerk Hybrid-Heating war mit einem Poster vertreten und konnte so insbesondere zur Diskussion des Themas flexible Beheizungskonzepte beitragen und sich auch mit den Initiativen und Netzwerken der EurA AG austauschen. Insgesamt hat die Veranstaltung den besonderen Stellenwert über- aber vor allem regionaler Netzwerke und die Möglichkeit für den Zugang zu Forschungs- und Entwicklungsförderung gezeigt. Der Veranstaltungsort war dafür gut gewählt, da die Region bereits wichtige Impulse auf dem Weg zur Dekarbonisierung setzt.
Vom 20. bis 22. September 2022 fand die decarbXpo in Düsseldorf statt. Das IOB präsentierte seine Forschungsaktivitäten auf dem Gemeinschaftsstand der NRW.Energy4Climate GmbH. Als Fachmesse zu den Themen Dekarbonisierung, Energiespeicher und Klimaneutralität ist die decarbXpo eine besondere Plattform für den Austausch rund im die Herausforderungen der Energiewende. Die Fachmesse vernetzt Technologie- und Serviceanbieter mit Industrie und Gewerbe und fand parallel zur internationalen Messe der Glasindustrie glasstec und dem ecoMetals Day statt.
Das Institut präsentierte seine Forschungsaktivitäten, darunter auch sein Innovationsnetzwerk Hybrid-Heating zusammen mit acht weiteren Austellern auf dem Gemeinschaftsstand der NRW.Energy4Climate GmbH. Darüber hinaus war das Institut mit drei Vorträgen zur CO2-neutralen Prozesswärmeerzeugung in der Industrie auf dem decarbXpo Forum vertreten. Es waren drei Tage des intensiven Austauschs. Sowohl der gemeinsame Stand, als auch die Vorträge mit den Schwerpunkten: Metalle, Glas und regionale Herausforderungen waren gut besucht und es entstandenen viele spannende Diskussionen sowohl mit nationalem, als auch internationalem Publikum.
Insgesamt zeigte sich ein breites Bild innovativer Möglichkeiten insbesondere zu den Themen Speichertechnologien und Wasserstoffanwendungen aus den unterschiedlichsten Branchen wie Energieversorgung, Forschung- und Entwicklung, Netzbetreiber, Komponenten- oder Systemhersteller sowie Forschungsinstituten. Darüber hinaus waren viele Start-ups und lokale Initiativen bzw. Netzwerke vertreten. Mit Blick auf die Energiewende und der damit verbundene Aufgabe der Dekarbonisierung hat die decarbXpo vor allem den Austausch technischer Expertise gefördert, mit dem Fazit, dass technologisch bereits Vieles möglich ist oder zielgerichtet an den notwendigen Lösungen geforscht und entwickelt wird. Es sind nun vor allem auch Fragen nach der Verfügbarkeit und Kosten für Erneuerbare Energien die mit den technischen Möglichkeiten in Einklang gebracht werden müssen, so der Inhalt vieler Gespräche.
Die Energiewende stellt die Industrie vor Rahmenbedingungen, die zunehmend komplexer und herausfordernder werden. Das Innovationsnetzwerk nahm dies zu Anlass um Industrie, Verwaltung und Wissenschaft einzuladen und den Status quo sowie die zukünftigen Herausforderungen für Industrieofenbau und Thermoprozesstechnik zu diskutieren. Der Einladung zur Diskussionsrunde am 7. April 2022 sind rund 100 Teilnehmerinnen und Teilnehmer, überwiegend aus dem produzierendem Gewerbe und dem Anlagenbau, darunter viele KMU, gefolgt. Vertreten waren nahezu alle Zweige der Metall- und Mineralindustrie, wie eine kurze Umfrage im Rahmen der Veranstaltung zeigte.
In drei Impulsvorträgen zu den Themen: Technik, Ökologie und Wirtschaftlichkeit stellte das Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik der RWTH Aachen University einige Aspekte der aktuellen Entwicklungen im Kontext der Energiewende vor. Diese wurden in einer gemeinsamen Diskussion am virtuellen Whiteboard für die Technolgieschwerpunkte: Elektrifizierung, Wasserstoff und Flexibilität weiter vertieft. Zwei Leitfragen sollten die Diskussion anregen. Zum einen die Frage: „Wie muss der Technologiemix für eine energieeffiziente, CO2-neutrale und wirtschaftliche Produktion zukünftig aussehen?“, und zum anderen die Frage: „Welchen Beitrag können die Technologien: Elektrifizierung, Wasserstoff, Flexibilität dazu leisten?“. Im Fokus standen der technologiespezifische Entwicklungsbedarf, Herausforderungen und Hindernisse auf dem Weg zu einer CO2-neutralen Prozesswärmeerzeugung.
Es zeigte sich, dass eine Elektrifizierung für viele Anwendungen zum Stand der Technik gehört und bereits gegenwärtig für die Unternehmen von Bedeutung ist. Zukünftig sehen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer EE-Strom, Wasserstoff aber auch Gas als die für ihr Unternehmen am relevantesten Energieträger an. Biogene Brennstoffe spielen eine untergeordnete Rolle. Die größten Herausforderungen für den Einsatz bestehen in der Verfügbarkeit der Energieträger und einer wirtschaftlichen Umsetzung CO2-neutraler Prozesswärmeerzeugung. Forschungs- und Entwicklungsbedarf besteht für elektrische Beheizungskonzepte insbesondere in der Erweiterung der Einsatzgrenzen und für den Einsatz von Wasserstoff in der Erprobung und Untersuchung des Einflusses auf Produktqualität, Ausbringen und Ofenkomponenten. Beiden Technologien wird ein hohes Potential zugeschrieben. Hybride Lösungen (Brenngas/elektrisch) gehören vereinzelt zum Stand oder Technik oder befinden sich in der Erprobung. Brennstoff-flexible Brenner werden anwendungsspezifisch eingesetzt. Die größte Hürde für den Einsatz hybride Lösungen, insbesondere für den flexiblen Einsatz von Brenngas und Strom liegt im zusätzlichen Investitionsbedarf. Dieser hat neben den Energie- und Betriebskosten, sowie dem CO2-Fußabdruck einen wesentlichen Einfluss auf die Entscheidung für den Einsatz neuer Technologien. Der Forschungs- und Entwicklungsbedarf für hybride Technologien besteht insbesondere in der Modellierung, Automatisierung sowie Regelung unter Berücksichtigung prozess- und energiemarktspezifischen Kenngrößen. Hierzu ist eine enge Kooperation mit Energiedienstleistern und Netzbetreibern erforderlich um das Potential für wirtschaftliche Einsatzmöglichkeiten und den Beitrag zur Netzstabilität zu heben.
Insgesamt zeigen die Ergebnisse der Diskussionsrunde einen hohen technologischen Reifegrad in Bezug auf die Möglichkeiten einer CO2-neutrale Prozesswärmeerzeugung. Es ist vor allem eine Frage der Verfügbarkeit und des wirtschaftlichen Einsatzes erneuerbarer Energien. Darüber hinaus fehlt es vielfach an Anwendungsbeispielen in denen das technische und wirtschaftliche Potential nachgewiesene wurde. Hier möchte das Innovationsnetzwerk weiter unterstützen und entsprechende Kooperationen und Projekte anstoßen sowie die Ergebnisse und Ansatzpunkte der Diskussionsrunde systematisch weiter vertiefen.
