Alternativen zu Erdgas
09.12.2022
Der vollständige Umstieg auf klimaneutrale Energieträger ist auch bei energieintensiven Industriebetrieben technologisch möglich. Das zeigen erste Ergebnisse des Forschungsprojekts „envIoTcast“. Der Automobil-Cluster ist Projektpartner, das AIT Austrian Institute of Technology leitet das Projekt.
Das NEFI-Projekt „envIoTcast – Environmentallyfriendly casting“ wurde ursprünglich mit dem Ziel gestartet, die Grüne Gießerei 4.0 zu entwickeln. Eine Demo-Factory entstand am LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen für die Produktion von Aluminiumteilen für die Automobilindustrie. Das AIT Austrian Institute of Technology nahm aber noch weitere energieintensive Hochtemperaturprozesse unter die Lupe.
Klimaneutrale Alternativen
„Wir untersuchen mehrere Industriebetriebe hinsichtlich eines realisierbaren Umstiegs auf Erdgas-Alternativen. Mit unseren Labors und Simulationsmethoden sehen wir, welcher Energieträger für den jeweiligen Industrieofen und Produktionsprozess eine klimaneutrale Alternative darstellt. Viele Öfen können mit Ökostrom statt mit Erdgas beheizt werden, bei anderen kann auf grünen Wasserstoff, Biomethan oder synthetisches Methan umgestellt werden“, erklärt Christoph Zauner, Projektleiter beim AIT Austrian Institute of Technology. „Insbesondere bei hohen Temperaturen über 900 °C ist grünes Methan, das durch Methanisierung oder in Biogasanlagen hergestellt wurde, eine sehr gute Alternative. Großes Potenzial bergen auch Ofenabwärmenutzung und die Digitalisierung, wodurch bis zu 30 Prozent der Energie gespart werden können.“
Use Case voestalpine
Einer der realen Anwendungsfälle ist die Dekarbonisierung von Industrieöfen in der Stahlweiterverarbeitung. Konkret werden die Dekarbonisierungspotenziale bei Wärmebehandlungsanlagen an unterschiedlichen Standorten der voestalpine untersucht. Aus den Erkenntnissen von „envIoTcast“ lassen sich einige Ansatzpunkte übernehmen. Eines ist aber bereits klar: Für die Wärmebehandlung von Metall bei der Stahlweiterverarbeitung gibt es nicht die EINE Alternative zu Erdgas. Vielmehr gibt es für jeden Einsatzfall den am besten geeigneten Energieträger. Infrage kommen dafür unter anderem Ökostrom und grünes Methan, das durch Reinigung von Biogas oder durch Synthetisierung mit Wasserstoff und CO2 hergestellt wird.
CO2 im Kreislauf: „Methanisierung“
Wird Erdgas in Industrieöfen verbrannt, entsteht ein Rauchgas aus Stickstoff, CO2 und Wasser. Der CO2-Anteil kann mit erprobten Technologien abgetrennt und mit grünem Wasserstoff wieder zu Methan (CH4) umgewandelt („methanisiert“) werden. Dieses „grüne Methan“ kann dann erneut ohne jegliche Prozessumstellung im Ofen verbrannt werden. Das ergibt einen Kreislauf, bei dem kein CO2 in die Atmosphäre gelangt. Derartige Anlagen sind mit heutigen Komponenten bis in den 100-MW-Bereich realisierbar und im 10-MW-Bereich bereits seit Jahren erfolgreich in Betrieb.
Technisch und wirtschaftlich realisierbar
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf technisch und wirtschaftlich realisierbaren Lösungen für den kurzfristigen und vollständigen Umstieg auf eine nachhaltige Energieversorgung. Die Lösungen sind in globalem Maßstab skalierbar und haben enormes Potenzial für die Dekarbonisierung der Energieversorgung. Dabei zeigt sich: Methan, grüner Wasserstoff und Strom sind bei klimaneutraler Herstellung wichtige alternative Energieträger.
envIoTcast – Environmentally friendly casting
Das NEFI-Projekt „envIoTcast“ unter der Leitung des AIT Austrian Institute of Technology vereint Partner aus der oberösterreichischen Industrie und der Forschung wie die LKR Leichtmetallkompetenzzentrum Ranshofen GmbH, HOFMANN Wärmetechnik GmbH, Ing. Martin Johann Fischer und den Automobil-Cluster der oberösterreichischen Standortagentur Business Upper Austria. Das Projekt läuft noch bis Februar 2024.
NEFI – New Energy for Industry
NEFI ist Teil der „Vorzeigeregion Energie“ und verfolgt den Ansatz der Dekarbonisierung des industriellen Energiesystems mithilfe von Schlüsseltechnologien „Made in Austria“. Der Innovationsverbund hat sich um ein Konsortium aus AIT Austrian Institute of Technology, Montanuniversität Leoben, OÖ Energiesparverband sowie der oberösterreichischen Standortagentur Business Upper Austria formiert. Das ständig wachsende Konsortium mit aktuell mehr als 100 Unternehmen, Forschungseinrichtungen und öffentlichen Institutionen arbeitet an 24 Projekten. Der Klima- und Energiefonds unterstützt die NEFI-Projekte mit 30,2 Millionen Euro, dotiert aus Mitteln des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK).