Emissionsfreie Wärmebehandlung
EBNER Industrieofenbau | Sascha Eppensteiner, Vice President Product Management
Emissionsfreie Wärmebehandlung: Ein Schritt in Richtung klimaneutrale Stahlproduktion?
Die Stahlindustrie steht vor einem fundamentalen Wandel. Angesichts immer strengerer Umweltvorschriften, steigender CO₂-Zertifikatspreise und wachsender Anforderungen an nachhaltige Produktionsprozesse gewinnt die Dekarbonisierung entlang der gesamten Wertschöpfungskette an Bedeutung. Besonders die Wärmebehandlung als energieintensiver Downstream-Prozess rückt zunehmend in den Fokus.
In folgendem Interview sprechen wir mit Sascha Eppensteiner, Vice President Product Management, über die Rolle emissionsfreier Technologien wie der elektrischen Direktbeheizung und intelligenter Wärmerückgewinnungssysteme – mit einem besonderen Blick auf den GREENBAFx®, eine innovative Lösung zur emissionsfreien Wärmebehandlung.
Warum wird eine emissionsfreie Wärmebehandlung für die Stahlindustrie immer wichtiger?
Emissionsgrenzwerte werden durch die Umweltgesetzgebung immer strenger gesetzt. Im Fokus stehen hierbei CO₂, NOx und Feinstaub. Weiters wird in der EU der Emissionshandel (CO₂-Zertifikate) ausgeweitet, dies bedeutet höhere Kosten für Prozesse mit Emissionen.
Die Industrie ist somit gefordert, die Emissionen drastisch zu senken.
Welche Rolle spielt die elektrische Beheizung im Vergleich zu traditionellen Gasbrennern?
Die elektrische Beheizung spielt eine wesentliche Rolle in der Dekarbonisierung. Da keine Verbrennung stattfindet, gibt es auch keine Verbrennungsprodukte wie CO₂ und NOx. Bei elektrischen Heizungen geht auch keine Abwärme durch Rauchgas verloren, daher ist der Wirkungsgrad höher als bei einer Gasheizung.
Ganz besonders ausgeprägt ist das bei der elektrischen Direkt-Beheizung des GREENBAFx®. Dort ist die E-Heizung im Glühsockel, d.h. im gekapselten Prozessraum, angeordnet und überträgt somit die Energie direkt in das Prozessgas anstatt über Umwege wie bei einer klassischen Heizhauben-Beheizung.
Inwiefern hilft die Energie-Rückgewinnung beim Erreichen von Umweltzielen?
Energierückgewinnung ist ein großartiges Instrument, um die Energieeffizienz von Anlagen zu steigern und somit den Einsatz von natürlichen Ressourcen und Emissionen zu verringern.
Wichtig ist hierbei jedoch, dies so zu gestalten, dass möglichst viel „hochwertige“ Energie zurückgewonnen werden kann (damit ist Wärme auf einem hohen Temperaturniveau gemeint) und diese idealerweise im eigenen Prozess verwendet wird.
Mit Hilfe welcher Entwicklungen erreicht der GREENBAFx® eine Energieeinsparung von bis zu 30 %?
Beim GREENBAFx® verwenden wir die rückgewonnene Energie im eigenen Prozess wieder. Wir nennen das Wärmetausch.
Die Kühlluft einer Charge, die gerade gekühlt wird, erwärmt sich stark. Bisher wurde diese Energie immer umgenützt abgeführt. Jetzt verwenden wir diese Wärme und transportieren sie zu einem anderen Glühsockel, um dort eine kalte Charge vorzuwärmen.
Beeinflusst die emissionsfreie Technologie bestehende Produktionsprozesse oder die Qualität des Stahls?
Die vor- und nachgelagerten Produktionsprozesse werden durch diese Technologie nicht beeinflusst. Auch die metallurgische Qualität des Stahls bleibt unverändert.
Durch den Wärmetausch findet eine sanftere Abkühlung und Aufheizung (Vorwärmen) statt, was sich auf Schmiermittelabdampfung und Klebervermeidung positiv auswirken kann.
Sascha Eppensteiner, Vice President Product Management
Welche Umweltvorschriften müssen Stahlproduzenten heute erfüllen?
Diese sind in den verschiedenen Weltregionen unterschiedlich. Generell stehen Stahlhersteller aber unter großem regulatorischem Druck. Die Umweltgesetzgebung orientiert sich stark an den Klimazielen. Im Fokus stehen hierbei CO₂, NOx und Feinstaub.
Wie kann der GREENBAFx® Unternehmen helfen, zukünftige CO₂-Vorgaben der EU und anderer Märkte einzuhalten?
Der GREENBAFx® ist ein Teil der Dekarbonisierung der Downstream-Prozesse, da die Anlage emissionsfrei produziert.
Welche Vorteile bringt der Einsatz von GREENBAFx® in Bezug auf Emissionszertifikate und mögliche staatliche Förderungen?
In CO2-intensiven Branchen, wie z.B. die Stahlherstellung, sind Emissionszertifikate ein Treiber der Produktkosten.
Die Wärmebehandlung mittels GREENBAFx® ist frei von CO2-Emissionen, folglich werden für den Gesamtprozess deutlich weniger Zertifikate benötigt. Ideal ist es, wenn die elektrische Beheizung mit grünem Strom betrieben wird.
Durch die hohe Energieffizienz und Emissionsfreiheit kann eine GREENBAFx® Anlage häufig förderfähig sein. In vielen Ländern gibt es staatliche Förderprogramme für Investitionen in klimaschonende Produktionsausrüstung.
Wie hoch ist das Interesse der Industrie an emissionsfreien Wärmebehandlungsprozessen?
Das Interesse ist groß, denn speziell in den Prozessen der Stahlerzeugung, wo der Hebel am größten ist, haben bereits große Investitionsschübe begonnen.
In weiteren Schritten werden auch viele „Downstream-Prozesse“, wie z.B. Wärmebehandlungsanlagen, dekarbonisiert werden, um die Anforderungen der Umweltgesetzgebung und jene des Marktes für „grünen Stahl“ erfüllen zu können.
Gibt es Herausforderungen bei der Umstellung von konventionellen auf emissionsfreie Prozesse?
Ja, die Umstellung von konventionellen, gasbeheizten Prozessen auf emissionsfreie Prozesse, insbesondere bei Wärmebehandlungsanlagen, bringt technische, wirtschaftliche und infrastrukturelle Herausforderungen mit sich.
Auf technischer Seite muss die Leistungsdichte untergebracht werden. Herkömmliche Elektroheizungen kommen nur schwer an die Leistungsdichte von Gasheizungen heran, speziell, wenn es in Richtung höherer Temperaturanforderungen geht.
Auf wirtschaftlicher Seite stehen hier die Herausforderungen notwendiger Investitionen, welche zumeist kapitalintensiv sind. Ebenso sind erneuerbare Energien teurer als fossile Brennstoffe. Umso wichtiger ist es, bei einer solchen Investition vorauszudenken und in Anlagen zu investieren, welche die zukünftigen Betriebskosten niedrig halten.
Nicht zu vernachlässigen sind die infrastrukturellen Herausforderungen. Eine Elektrifizierung der Prozesse benötigt hohe Anschlusswerte und somit auch Investitionen in die Stromversorgung.
Glauben Sie, dass die Stahlindustrie in den nächsten Jahrzehnten komplett emissionsfrei produzieren kann?
Eine komplette Emissionsfreiheit in der Stahlindustrie zu erreichen, ist ein ambitioniertes Ziel, welches vielleicht langfristig erreicht werden kann.
Ich persönlich denke, dass es realistischer ist, in den nächsten ~20 Jahren von einer stark dekarbonisierten Stahlindustrie auszugehen. Einzelne Vorreiter, welche bereits früher emissionsfrei produzieren, wird es sicherlich geben.