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Verbundvorhaben: H2-DisTherPro - Vermeidung von CO2-Emissionen in der Stahlindustrie durch Einsatz von Wasserstoff an diskontinuierlich betriebenen Thermoprozessanlagen am Beispiel von Haubenglühen, Teilprojekt: Planung und technische Erprobung des Wasserstoffeinsatzes an einer Haubenglühanlage

Förderzeitraum
2022-04-01  –  2025-03-31
Bewilligte Summe
259.159,77 EUR
Ausführende Stelle
ThyssenKrupp Rasselstein GmbH, Andernach, Rheinland-Pfalz
Förderkennzeichen
03EN2077A
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Eisen- und Stahlindustrie [EA3230]
Verbundvorhaben
01246006/1  –  H2-DisTherPro
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIC6)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN2)
Förderprogramm
Energie
 
Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die Senkung von CO2-Emissionen an diskontinuierlichen Thermoprozessanlagen der Stahlindustrie am Beispiel von Haubenglühen durch den Einsatz von Wasserstoff zur teilweisen und ggf. vollständigen Substitution von Erdgas. Der Einsatz von H2 erfordert zunächst eine Infrastruktur zur Wasserstoffversorgung mit Transport und Lagerung. Zusätzlich müssen Anpassungen der Armaturen, der M&R-Technik sowie der Prozesssteuerung geplant und umgesetzt werden. Aktuell eingesetzte Brenner werden aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften von H2 und Erdgas nicht für eine vollständige Substitution geeignet sein. Mittels Brennerversuchen und Simulationen werden zunächst sichere Betriebszustände der aktuell verbauten Brenner untersucht. Im nächsten Schritt wird der Wasserstoffanteil erhöht und die Grenze der bestehenden Anlagenkonfiguration ermittelt. Anschließend werden Anpassungen an der Brennertechnik vorgenommen, die einen dynamischen Betrieb mit Erdgas, H2 und deren Gemischen erlauben. Beim Wechsel der Gassorten muss mindestens eine gleichbleibende Produktionsmenge sowie Produktqualität erreicht werden. Durch die veränderte Heißgasatmosphäre ergeben sich Änderungen in der Prozessführung. Die Prozessautomatisierung muss an die neuen Randbedingungen angepasst werden. Dies erfolgt u.a. auf Basis von CFD-Berechnungen und statistischen Modellen. Ein wesentliches Ziel des geplanten Vorhabens ist die industrielle Umsetzung und Erprobung einer möglichst vollständigen Substitution des aktuell eingesetzten Erdgases durch Wasserstoff. Die tatsächlichen CO2-Einsparungen werden im Rahmen einer ganzheitlichen Bilanzierung für die durchgeführten Arbeiten und für zukünftige Wasserstoff-Szenarien abgeschätzt. Ziel ist hier eine Zusammenstellung der Potenziale und Hemmnisse beim Umstieg auf Wasserstoff als Energieträger, um eine höhere Akzeptanz der Technologie zu erreichen.