Fördermittel Hüttenwerk Wärmerückgewinnung

von | Nov 12, 2019

Fördermittel für Wärmerückgewinnung in der Nichteisenmetallindustrie Teil 3

Die Nichteisenmetallindustrie zählt zu den energie- und rohstoffintensivsten Branchen weltweit. Der Energieverbrauch hängt dabei vom Herstellungsprozess sowie den entsprechenden Anlagentechniken ab. So haben diverse Produktionen von Nichteisenmetall durchaus große Potenziale zur Energieeinsparung – nicht zuletzt in Form einer Wärmerückgewinnung. Wie diese Art der Energieeffizienz die Unternehmen finanziell unterstützt, betrachten wir in unserem dritten Teil „Fördermittel für Energieeffizienz in der Metallindustrie“.

Nichteisenmetall wird häufig in der Elektrotechnik, dem Maschinen- und Fahrzeugbau und dem Bausektor verwendet. Bei dieser Vielfältigkeit der Verwendung ist neben der Erzeugung aus Primärrohstoffen auch die Erzeugung aus Sekundärrohstoffen für die Herstellung von NE-Metallen interessant. Jedoch erfordern beide Bereiche einen hohen Energiebedarf und belasten darüber hinaus die Umwelt. Denn Emissionen und luftverunreinigende Stoffe treten nahezu in allen Prozessschritten der Produktionsanlagen für Nichteisenmetalle auf. Hinsichtlich der energetischen Verbräuche dominiert die Herstellung von Aluminium im Gesamtenergiebedarf gegenüber Kupfer, Zink, Blei und Edelmetalle. Um den Umweltauswirkungen entgegen zu wirken, können Hüttenwerke in beiden Herstellungsprozessen auf energieeffiziente Anlagentechniken, Abwärmenutzung und Abwärmevermeidung setzen.

 

Energieeffizienz und Förderung für die primäre Herstellung von Aluminium

Die Erzeugung von Primäraluminium basiert auf der Verarbeitung von Rohstoffen wie Erz und Konzentrat. Diese werden über ein energieaufwändiges Elektrolyseverfahren zu Aluminium verarbeitet. Allgemein kann die Produktion einer Nichteisenmetallhütte in folgende Produktionsschritte gefasst werden:

  • Rohstofflagerung und Rohstoffumschlag
  • Vorbehandlung (Rösten, Sintern, Mischen)
  • Schmelzprozess (Schachtofen, Schwebeschmelzofen)
  • thermische Weiterbehandlung und Raffination (Konverter, Drehtrommelöfen, Pol- und Gießöfen, Herdöfen)
  • elektrolytische Raffination
  • Endverarbeitung zu Barren, Masseln oder Halbzeugen

Für die Förderung sind zwei Ansätze möglich. Zu einem lassen sich alte Anlagentechniken durch neue energieeffizientere Anlagen ersetzen. Zugleich ist der Anlagenneubau und die Anlagenerweiterung förderfähig. Zum anderen lassen sich ebenfalls Maßnahmen zur Abwärmenutzung und -vermeidung fördern.

 

Abwärmenutzung und Wärmerückgewinnung in der primären Aluminiumproduktion

Die in der Prozesskette anfallenden hohen Temperaturen verursachen enorme Abwärmemengen. Jedoch können Öfen mit verbesserter Wärmerückgewinnung hier Abhilfe schaffen. Die prozessinterne Rückgewinnung basiert dabei auf dem Potenzial von Rekuperativ- und Regenerativbrennern. Im Prozess der rekuperativen Wärmerückgewinnung findet ein direkter Wärmeübergang zwischen Abluft und Zuluft statt. Regenerativbrenner speichern aufgrund der Bauweise Energie aus dem Abgas in einem externen Speichermedium, das zeitentkoppelt zur Luftvorwärmung genutzt wird. Beim Vergleich beider Möglichkeiten zur Wärmerückgewinnung sind regenerative Systeme effizienter als rekuperative Systeme. Das wiederrum kann sich positiv auf die Höhe der Fördersumme auswirken. Grundsätzlich ist zu beachten, dass Maßnahmen der Wärmerückgewinnung im Einzelfall geprüft werden müssen, da nicht jede Produktion den gleichen Umständen entspricht.

 

Energieeffizienz und Förderung für die sekundäre Herstellung von Aluminium

Die deutsche NE-Metallindustrie erzeugt über 50 Prozent der gesamten Produktion aus Sekundärrohstoffen. Besonders im Vergleich zur Primärerzeugung hat das Recycling enorme Vorteile bei der Ressourcenschonung. In der sekundären Herstellung von Aluminium wird Aluschrott in brennstoffbetriebenen oder elektrisch betrieben Schmelzöfen aufgeschmolzen. Förderrelevante Maßnahmen sind bei brennstoffbetriebenen Schmelzöfen gereinigte Abwärmeströme, die dem Prozess vorgeschaltet sind und als Vorerwärme für den Schmelzofen wiedereingesetzt werden. Auch die in den Schmelzöfen entstehende Abgastemperatur von circa 1200 Grad Celsius kann im Kreislauf dem Ofen wieder zugeführt werden. Bei elektrischen Schmelzöfen hingegen können Unternehmen in neue energieeffizientere Schmelzöfen investieren, um somit die Energiekosten nachhaltig zu senken. Ein weiterer Prozess zur Wiederverwertung von Aluminium erfolgt über den Induktionsofen. Hierbei können Hüttenwerke zusätzlich die Abwärme aus dem Kühlwasser der Induktionsspulen nutzen. Die nutzbare Temperatur beträgt circa 70 Grad Celsius und eignet sich beispielsweise für die Erwärmung von Brauchwarmwasser. Ebenfalls für weitere Niedertemperaturprozesse und Niedertemperaturanwendungen eignet sich die Abluft von 40 – 50 Grad Celsius.

Fazit

Jede Maßnahme zur Abwärmenutzung und –vermeidung im Herstellungsprozess von Aluminium und weiteren Nichteisenmetallen kann durch eine ambitionierte Investition im Förderprogramm „Energieeffizienz in der Wirtschaft“ gefördert werden.

Bildlizenz:
© Urheber: The Cheroke – adobestock | ID: 260689937 | Titelbild
© Urheber: Kybele – adobestock | ID: 105512928 | primäre Herstellung
© Urheber: Kalyakan – adobestock | ID: 247578906 | sekundäre Herstellung