Wasserstoff in der Weißblechproduktion

Forschungsvorhaben zur CO2-Reduzierung bei thyssenkrupp

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Das BMWK fördert zwei Verbundvorhaben zu den Einsatzmöglichkeiten von Wasserstoff als Brennstoff. Erforscht werden soll dessen Potenzial zur CO2-Reduzierung, und zwar nicht nur bei der Erzeugung von Stahl, sondern auch bei dessen Weiterverarbeitung.

Im Fokus stehen die energieintensiven Glühprozesse der Weißblechherstellung. Diese Prozesse werden benötigt, um die beim Kaltwalzen zerstörte kristalline Struktur des Werkstoffs wiederherzustellen.

Für thyssenkrupp als einzigen Weißblechhersteller Deutschlands sind die Forschungsprojekte ein wichtiger Bestandteil seiner Nachhaltigkeitsstrategie am Standort Andernach. Dort sollen bis zum Jahr 2045 jährlich rund 400.000 Tonnen CO2-Emissionen eingespart werden. Das entspricht in etwa den Emissionen, die im umliegenden Landkreis Mayen-Koblenz mit seinen 215.000 Einwohnern durch den privaten Verbrauch von Erdgas innerhalb von zwei Jahren verursacht werden.

Beide Forschungsvorhaben basieren auf der Selbstverpflichtung von thyssenkrupp Steel Europe, bis zum Jahr 2045 komplett klimaneutral zu sein.

FlexHeat2Anneal
Das Forschungsprojekt „FlexHeat2Anneal“ ist für eine Laufzeit von drei Jahren ausgelegt. Projektpartner sind neben der thyssenkrupp Rasselstein GmbH das Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik der RWTH Aachen und die WS Wärmeprozesstechnik GmbH.

Der Fokus liegt auf dem Einsatz von Wasserstoff in der Durchlaufglühe, in der das Feinstband bei hoher Temperatur in kurzen Durchlaufzeiten rekristallisiert wird. Dieser Prozess erfolgt bislang auf Erdgabasis. Künftig soll der fossile Energieträger durch die Beimischung von grünem Wasserstoff sukzessive ersetzt werden. 

„Wasserstoff verbrennt beispielsweise heißer als Erdgas. Deswegen müssen die Brenner und Strahlheizrohre angepasst werden“, erläutert Torsten Schmitt, Experte und verantwortlicher Ingenieur Elektrik für die Instandhaltung der Bandanlagen bei thyssenkrupp Rasselstein. „Und natürlich brauchen wir angepasste Sicherheitskonzepte, um unsere Anlagen auch mit Wasserstoff jederzeit betriebssicher zu betreiben.“

Was der hohe Wasserdampfanteil des entstehenden Abgases für den Prozess bedeutet, könne erst beurteilt werden, wenn die Erkenntnisse aus dem Labor an der Großanlage im Realbetrieb angewendet werden.

H2-DisTherPro
Das Forschungsvorhaben „H2-DisTherPro“ ist ebenfalls auf drei Jahre angelegten. Partner sind neben der thyssenkrupp Rasselstein GmbH die thyssenkrupp Steel Europe AG, die VDEh Betriebsforschungsinstitut GmbH und die Küttner Automation GmbH. 

Ziel ist es, kohlenstoffhaltige Brenngase durch Wasserstoff an diskontinuierlich betriebenen Thermoprozessanlagen zu substituieren. Schwerpunkte des Projekts sind die Anpassung der Infrastruktur zur Einbindung von Wasserstoff, die Modellierung des diskontinuierlichen Glühprozesses mit Wasserstoff-Beheizung und eine Langzeiterprobung an ausgewählten Glühhauben.

Hierzu wird erprobt, bis zu 100 Prozent Wasserstoff an den Haubenglühen von thyssenkrupp Rasselstein einzusetzen.

Das Forschungsvorhaben dient gleichermaßen der Grundlagenforschung. „Egal, ob beim Schmelzen, Gießen, Umformen, Trocknen oder Wärmebehandeln: Brennertechnologien kommen in diversen Industrien zum Einsatz“, so Dr. Daniel Schubert aus der CO2-Forschung des Competence Center Metallurgy von thyssenkrupp Steel in Duisburg. „Je mehr dekarbonisiert wird, desto mehr Wissen können wir für verschiedene industrielle Prozesse nutzbar machen.“

www.thyssenkrupp-steel.com/de/