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ERESTRE: Erhöhung der Energie- und Ressourceneffizienz und Senkung der Treibhausgasemissionen in der Eisen- und Stahl- sowie der Zinkindustrie

ERESTRE: Erhöhung der Energie- und Ressourceneffizienz und Senkung der Treibhausgasemissionen in der Eisen- und Stahl- sowie der Zinkindustrie
Ansprechpartner:

PD Dr. Magnus Fröhling

Links:
Förderung:

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie

Förderkennzeichen: 0327428A

Partner:

ArcelorMittal Eisenhüttenstadt GmbH, Eisenhüttenstadt
Badische Stahl-Engineering GmbH (BSE), Kehl
Befesa Steel Services GmbH, Duisburg
DK Recycling und Roheisen GmbH, Duisburg
Xstrata Zink GmbH, Nordenham

Starttermin:

10/2007

Endtermin:

09/2010

In der metallerzeugenden und -verarbeitenden Industrie fallen nicht vermeidbare Kuppelprodukte an, wie u. a. Schlacken, Stäube und Schlämme sowie in beträchtlichem Maße auch das klimarelevante CO2. In der letzten Zeit wurden verstärkte Anstrengungen unternommen, die Entstehung von Kuppelprodukten zu vermeiden bzw. diese einer Verwertung zuzuführen. Eine Verwertung dieser Kuppelprodukte kann sowohl intern durch Kreislaufführung als auch extern, in dafür entwickelten Verwertungsverfahren, erfolgen.
Auf Grund des chemischen Verhaltens der Kuppelprodukte hat die Kreislaufführung in der Eisen- und Stahlindustrie primärseitig eine Änderung des spezifischen Reduktionsmittelverbrauchs insbesondere im Hochofen und damit auch eine Änderung der spezifischen CO2-Emissionen sowie des Energieverbrauchs zur Folge. Auch die Kreislaufführung von Kuppelprodukten bei der sekundären Stahlerzeugung ist durch eine Änderung des Schmelzstromes und somit indirekt mit einer Änderung des Energieverbrauchs und der spezifischen CO2-Emissionen verbunden.

Die etablierten externen Verwertungswege (Wälz- und DK-Prozess) sind pyrometallurgische Verfahren, bei denen der zur Verwertung notwendige Reduktionsmittelbedarf wiederum von der Zusammensetzung der zu verwertenden Kuppelprodukte abhängig ist. Änderungen in der Prozessführung und damit in den resultierenden Stoffströmen in der Eisen- und Stahlindustrie haben zudem Auswirkungen auf die Zinkgewinnung, in der die anfallenden Zinkkonzentrate verwertet werden, und auf die dort wiederum anfallenden Kuppelprodukte. Somit sind die einzelnen Akteure des Produktions- und Verwertungsnetzwerks über die resultierenden Stoffströme eng miteinander verknüpft (vgl. Abbildung).

 


 

Neben der akteursbezogenen betrieblichen Betrachtungsebene sind daher auch unternehmensübergreifende Betrachtungen des gesamten Produktions- und Recyclingnetzwerks notwendig. Im Hinblick auf eine nachhaltige Gestaltung dieses Netzwerks sind zudem die produktionsintegrierte und die externe Verwertung nicht nur vor dem Hintergrund einer möglichst weitgehenden Schließung von Stoffkreisläufen zu betrachten, sondern auch in Bezug auf die Ressourcen- und Energieeffizienz sowie die verbundenen Emissionen von Treibhausgasen. Die Betrachtungen dürfen dabei nicht auf die technischen Möglichkeiten beschränkt bleiben, sondern müssen auch die ökonomischen Konsequenzen aufzeigen. Ein Nachweis der Wirtschaftlichkeit solcher Konzepte fördert deren Umsetzung und stärkt zudem die Wettbewerbsfähigkeit des Netzwerks und seiner Teilnehmer.
Zielsetzung des Forschungsvorhabens ist es daher, in den genannten und in weiteren Bereichen durch detaillierte techno-ökonomische Analysen sowohl aus ökonomischer als auch aus ökologischer Sicht vorteilhafte und kurzfristig umsetzbare Produktionsstrategien zu erarbeiten und zu verwirklichen.