Thema:

Zementklinkerproduktion mit maximaler Auskopplung elektrischer Energie

Forschungsstellen:

Technische Universität Clausthal, Institut für Nichtmetallische Werkstoffe (INW)

Universität Duisburg-Essen Lehrstuhl für Umweltverfahrens- und Anlagentechnik (LUAT)

VDZ gGmbH – Forschungsinstitut der Zementindustrie (VDZ)

AiF – Fördernummer: 19753 N

Laufzeit: 01.01.2018-31.12.2020

Kurzfassung:

Der Wandel im Energiemarkt lässt in den kommenden Jahren in Deutschland steigende Strompreise erwarten. Für energieintensive Industrien wie der Zementindustrie bedeutet dieses einen signifikanten Anstieg der Produktionskosten und somit einen negativen Einfluss auf die Wettbewerbsfähigkeit deutscher Unternehmen. Der innovative Kerngedanke dieses Antrages besteht darin, dass die Zementklinkerproduktion in unveränderter Menge und Qualität erfolgen kann, jedoch bei zugleich maximaler Stromerzeugung aus der anfallenden Prozessabwärme. Die erzeugte elektrische Energie soll der Grundlastdeckung der Zementproduktion von ± 110 kWh/t Zement dienen. Dabei wird die gesamte nutzbare thermische Energie des Abgasstroms nach dem Calcinator (Temperaturniveau ca. 850 – 900 °C) ausschließlich zur Stromerzeugung eingesetzt und nicht wie herkömmlich zur Rohmaterialvorwärmung. Hierfür muss der Zementklinkerbrennprozesses angepasst, eine Hochtemperatur – Austauschstufe neu entwickelt sowie die Stromerzeugungsaggregate ausgelegt werden. In Verbindung mit dem Einsatz alternativer Brennstoffe mit biogenem CO2 – Anteil, kann ein ökologischer sowie ökonomischer Vorteil entstehen. Ein simulationstechnischer sowie experimenteller Ansatz soll eine Bewertung des Konzeptes hinsichtlich der technischen Machbarkeit, seiner Umwelt- und energetischen Auswirkungen sowie der wirtschaftlichen Vorteile erbringen. Aufbauend auf diesem Forschungsvorhaben wird eine detaillierte Entwicklung hin zur Pilotanlage projektiert. Im Kern stehen die Chancen und Potenziale der mittelständisch strukturierten Zementindustrie, sich stärker in die Energiewende einzubringen und von dem rapiden Wandel zu profitieren. Hierdurch können insbesondere klein- und mittelständige Unternehmen ohne Möglichkeit einer Produktionsverlagerung ihren Standort sichern.
Für KMU ist das geplante Vorhaben insofern relevant, als Zementwerke vielfach mittelständische Betriebe sind und diese kaum die Möglichkeiten haben, derartig tiefgreifende Technologieänderungen eigenständig zu untersuchen.