RWTH Aachen University – Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik (IOB) Kopernikusstr. 10, 52074 Aachen
Die Stahlerzeugung mittels Lichtbogenöfen (LBO) spielt in modernen Stahlwerkskonzepten eine immer wichtigere Rolle. In einem modernen Elektrostahlwerk liegt der Anteil der chemischen Energie für das Schmelzen und Raffinieren von Schrott zwischen 25 und 45 % der insgesamt benötigten Energie. Die Erdgasbrenner liefern zwischen 40 und 80 kWh/t an Energie. Das bedeutet, dass die Produktion von 100 Tonnen Stahl die Verbrennung von 370-750 Nm3 Erdgas mit einer CO2-Emission von 0,75-1,5 Tonnen erfordert.
Vor diesem Hintergrund ist das Projekt DevH2forEAF ein Schritt in Richtung Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen und eine Maßnahme zur Senkung der CO2-Emissionen im Stahlsektor.
Während der Projektlaufzeit werden die sieben Partner verschiedene Probleme angehen und lösen, um vor allem zu beweisen, dass die Verwendung von Wasserstoff in Elektrostahlwerken möglich ist und realisiert werden kann. Die Arbeiten im Projekt umfassen:
- Entwurf und Realisierung von Brennern, die mit Erdgas/H2-Gemischen bis zu 100% H2 arbeiten können. Die Brenner werden so konstruiert und hergestellt, dass sie unter schwierigen Betriebsbedingungen arbeiten und somit die mechanische und thermische Beständigkeit unter den Betriebsbedingungen eines LBO gewährleisten.
- Untersuchung der Leistung des Wasserstoffbrenners beim Ersatz von Methan oder anderen kohlenstoffhaltigen Brennstoffen durch Verbrennungsversuche in einer Pilotbrennkammer
- Untersuchung der Auswirkungen der H2-Verbrennung auf die Stahlqualität
- Risikoanalyse zur Festlegung der richtigen Maßnahmen bei der Verwendung von Wasserstoff im LBO-Prozess: Sicherheitsaspekte im Zusammenhang mit der Lagerung, dem Transport und der Verbrennung müssen identifiziert und Risiken minimiert werden
- Analyse der Leistung von Wasserstoffbrennern als Ersatz für Erdgas durch experimentelle Versuche in zwei Stahlwerken
- Analyse der Auswirkungen auf die Umwelt, der Wirtschaftlichkeit und der Sicherheit der H2-Nutzung, angereichert durch eine LCA-Analyse
