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OxySteel

Foto © Breitenfeld Edelstahl AG/Stefan Nadrag

Im Rahmen des OxySteel-Projekts wird an Energieeffizienz und CO₂-Reduktionsmaßnahmen in der Stahlproduktion geforscht. Da besonders die metallurgische Industrie stark auf fossile Brennstoffe angewiesen ist, sind in Hinblick auf die Einhaltung der CO₂-Reduktionsziele, Energieeffizienz und CO₂-Reduktionsmaßnahmen in diesem Bereich entscheidend. Durch die Entwicklung und Umsetzung eines neuen Prozessdesigns unter dem Einsatz von Oxyfuel-Verbrennung und Carbon Capture and Utilization (CCU) sollen Brennstoff und CO₂-Emissionen eingespart werden. Die optimale Einbindung der Technologien in das Gesamtenergiesystem steht dabei im Fokus des Forschungsvorhabens. Das entwickelte Prozessdesign wird in einem industriellen Umfeld am Demonstrationsstandort im Stahlwerk Breitenfeld getestet.

„Die Stahlindustrie ist für mich deshalb so spannend, weil man große Hebelwirkungen erzielt. Beispielsweise erwarten wir alleine durch die Umsetzung von OxySteel jährliche Energieeinsparungen im Ausmaß von 12 GWh. Das entspricht ca. 10 % des Jahreserdgasverbrauchs der Stadt Leoben. Bei entsprechendem Technologie-Rollout betragen die Einsparungen ein Vielfaches.“

Thomas Kienberger
Projektleiter OxySteel,
Leiter des Lehrstuhls für Energieverbundtechnik,
Montanuniversität Leoben

Die Breitenfeld Edelstahl AG produziert an ihrem Standort im Mürztal jährlich rund 130.000 t Stahl. Dazu wird im Elektrolichtbogenofen Schrott erschmolzen und zu hochwertigen Stahlprodukten weiterverarbeitet. Wesentliche Energieverbraucher sind neben dem Lichtbogenofen vor allem die Pfannenfeuer, die zum Aufheizen der Stahlwerkspfannen eingesetzt werden. Diese werden zurzeit mit konventionellen Erdgasbrennern betrieben. Ziel ist es, durch eine effizientere Verbrennung und die werksinterne Nutzung des CO₂ eine Energieeinsparung von 6% pro Jahr zu erreichen sowie 2.700 t CO₂ pro Jahr einzusparen. Im Zuge des Demonstrationsprojektes werden drei Pfannenfeuer mit Oxyfuel-Brennern ausgestattet. Das Prozessdesign sieht weiters eine anschließende Kondensation des Rauchgases vor. Diese führt zur Erhöhung der CO₂-Konzentration im Abgas und ermöglicht die Rückgewinnung der im Rauchgas vorhandenen Wärme. Das CO₂-reiche Abgas wird anschließend komprimiert, gespeichert und zur umweltfreundlichen Abwasserneutralisation und in den Kühltürmen eingesetzt. Die Abwasserneutralisierung am Produktionsstandort erfolgt bereits heute mit CO₂, jedoch muss das CO₂ derzeit zugekauft werden. Die rückgewonnene Wärme wird zur Speisewasservorwärmung im Prozessdampfkessel genutzt. Die Demonstrationsanlage befindet sich derzeit in der Engineering-Phase.

Ein weiteres Ziel von OxySteel ist es, anhand einer umfangreichen Analyse und der Modellierung des Energiesystems Flexibilitätsoptionen und Demand Side Management (DSM) – Potentiale aufzuzeigen, um die Integration von variablen Erneuerbaren Energiequellen zu unterstützen und mögliche Netzdienste bereitzustellen. Mithilfe des Energiesystemmodells werden zudem Zukunftsszenarien entwickelt und bewertet.

Meilensteine

  1. Modellierung des Energiesystemmodells
  2. Erstellung von Verbrauchslastprofilen
  3. Technologieentwicklung des Oxyfuel- und CCU-Equipments
  4. Systemintegration der Oxyfuel und CCU Technologie
  5. Inbetriebnahme der Demonstrationsanlage
  6. Erstellung und Bewertung möglicher Zukunftsszenarien

OxySteel trägt zu den NEFI-Innovationsfeldern Energieeffizienz & neue Prozesse und Erneuerbare Energien, Speicherung & DSM bei.

News

OxySteel geht in die Umsetzungsphase

Im Jänner 2022 ging im Stahlwerk der Breitenfeld Edelstahl AG das erste von drei neuen Oxyfuel-Pfannenfeuern in Betrieb. Die sogenannten Pfannenfeuer dienen zum Vorheizen der Stahlwerkspfannen, der Transport- und Behandlungsgefäße für flüssigen Stahl, und sind im EAF-Stahlwerk für einen großen Teil des Erdgasverbrauchs und der CO₂-Emissionen verantwortlich.

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Projektleiter
Thomas Kienberger
Leitung Lehrstuhl für Energieverbundtechnik
Montanuniversität Leoben
thomas.kienberger@unileoben.ac.at
Ansprechpersonen
Johannes Dock
Lehrstuhl für Energieverbundtechnik
Montanuniversität Leoben
Johannes.Dock@unileoben.ac.at
Eckdaten
Laufzeit:
09/18 – 08/22
Projektvolumen:
€ 2.6 Millionen
CO₂-Einsparungspotenzial:
2.700 Tonnen pro Jahr in der EU, womit ein wertvoller Beitrag zur Energiewende geleistet wird
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