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Wasserstoff für CO2-arme Stahlproduktion

Die erste, bereits laufende Wasserstoffelektrolyseanlage (Foto: Sunfire)

Der Salzgitter-Konzern und die Sunfire GmbH wollen künftig mit internationalen Partnern den weltweit größten Hochtemperatur-Elektrolyseur (HTE) für eine energieeffiziente Wasserstofferzeugung bauen und betreiben. Ein solches Projekt soll auch dazu dienen, regenerativ, zum Beispiel mit Solarstrom gewonnen Strom zu speichern und in der Industrie zu nutzen.

Im Hüttenwerk der Salzgitter Flachstahl GmbH ist das Projekt GrInHy2.0 gestartet worden. Es knüpft nahtlos an die bereits in Salzgitter betriebene erste Stufe von GrInHy an. Gemeinsam mit den Partnern Sunfire GmbH, Paul Wurth S.A., Tenova SpA, dem französischen Forschungszentrum CEA und der Salzgitter Mannesmann Forschung GmbH soll so die nach Angaben der Unternehmen „weltweit leistungsstärkste Hochtemperatur-Elektrolyse (HTE) zur energieeffizienten Wasserstofferzeugung“ errichtet. Das GrInHy2.0-Projekt (Green Industrial Hydrogen via steam electrolysis) verfügt über ein Gesamtbudget von 5,5 Millionen Euro.

Mit GrInHy2.0 wird erstmals im industriellen Umfeld eine Hochtemperatur-Elektrolyse mit einer elektrischen Nennleistung von 720 Kilowatt realisiert. Sie soll bis Ende 2022 mindestens 13.000 Stunden in Betrieb sein und insgesamt etwa 100 Tonnen Wasserstoff von hoher Reinheit (99,98 %) liefern. Dieser wird für Glühprozesse im integrierten Hüttenwerk genutzt und ersetzt dabei auf Basis von Erdgas erzeugten Wasserstoff.

Wasserstoff als Reduktionsmittel ist auch das zentrale Element von SALCOS (Salzgitter Low CO2 Steelmaking), dem neuen Konzept des Salzgitter-Konzerns für eine CO2-arme Stahlproduktion. Dabei ersetzt Wasserstoff, der idealerweise mit Strom aus regenerativen Quellen erzeugt wird, den bislang für die Verhüttung von Eisenerzen erforderlichen Kohlenstoff. SALCOS basiert auf Einzelbausteinen erprobter Technologien und ermöglicht eine zeitnahe industrielle Realisierung.

Mit der Maßstabsvergrößerung des Hochtemperatur-Elektrolyseurs kann beim Projekt GrInHy2.0 die Einbindung von „grünem“ Wasserstoff in die Prozesse des Hüttenwerks umfangreich getestet und erprobt werden. Dazu wird das gasförmige Produkt des Elektrolyseurs vom Typ Sunfire-HyLink zunächst in einem Aggregat von Paul Wurth, Anlagenbauer für die Stahlindustrie, verdichtet und getrocknet. Den Betrieb der Anlagen und die Einspeisung in das eigene Wasserstoffnetz übernimmt die Salzgitter Flachstahl.

Parallel führt das französische CEA mehrjährige Versuche mit Elektrolyse-Stacks durch, welche die zentralen Elemente der HTE-Technologie darstellen. Tenova, ein weiterer Anlagenbauer für die Stahlindustrie, erstellt projektbegleitend eine technisch-ökonomische Studie zur Umstellung der heutigen europäischen Stahlindustrie auf eine CO2-arme, wasserstoffbasierte Stahlherstellung. Die Salzgitter Mannesmann Forschung ist für die Projektkoordination und -leitung verantwortlich.

Obwohl die derzeitigen energiepolitischen Rahmenbedingungen eine wirtschaftliche Umsetzung nach Aussage der Unternehmen noch in Frage stellen, sind die Projektpartner entschlossen, diese nach ihrer Auffassung „für die Zukunft bedeutsame, klimaschonende Technologie“ konsequent weiterzuentwickeln.

Das Projekt wird vom Fuel Cells and Hydrogen 2 Joint Undertaking (JU) im Rahmen der Fördervereinbarung Nr. 826350 gefördert. Das JU erhält Unterstützung durch das Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der Europäischen Union und Deutschland, Luxemburg, Italien und Frankreich.

Die Salzgitter AG ist einer der großen Stahl- und Technologiekonzerne in Europa – mit einem Außenumsatz von rund 9 Milliarden Euro, über 25.000 Mitarbeitern und knapp 160 nationalen und internationalen Tochter- und Beteiligungsgesellschaften. Er gliedert sich in die Geschäftsbereiche Flachstahl, Grobblech/Profilstahl, Mannesmann, Handel und Technologie. Die Salzgitter Flachstahl GmbH ist die größte Tochtergesellschaft.

Die im Jahr 2010 gegründete Sunfire GmbH entwickelt und produziert Hochtemperatur-Elektrolyseure (SOEC) und Hochtemperatur-Brennstoffzellen (SOFC). Das Unternehmen beschäftigt 130 Mitarbeiter.

 

14.3.2019 | Quelle: Sunfire | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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