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s/strahl/Stahl/gi

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Branchenabhängiger Energieverbrauch des verarbeitenden Gewerbes

<p>Alle Wirtschaftsbereiche zusammen verbrauchen fast drei Viertel der in Deutschland benötigten Primärenergie. Der Anteil des verarbeitenden Gewerbes am Primärenergieverbrauch aller Produktionsbereiche lag 2022 bei rund 46 Prozent. Der Energiebedarf dieses Gewerbes blieb im Zeitraum 2010 bis 2022 etwa konstant, der spezifische Energieverbrauch pro Tonne Stahl, Glas oder Chemikalien ging aber zurück.</p><p>Der Energiebedarf Deutschlands</p><p>Der gesamte Primärenergiebedarf Deutschlands betrug im Jahr 2022 nach dem Inländerkonzept rund 11.854 Petajoule (PJ). Dabei wird der Verbrauch inländischer Wirtschaftseinheiten in der übrigen Welt in die Berechnung des Gesamtverbrauchs einbezogen, während der Verbrauch gebietsfremder Einheiten im Inland unberücksichtigt bleibt. Die privaten Haushalte in Deutschland verbrauchten rund 30 % der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergie#alphabar">Primärenergie</a>⁠. Die Wirtschaft mit ihren vielen Produktionsbereichen benötigte die übrigen 70 %. Zu diesen Bereichen zählen das Herstellen von Waren, das Versorgen mit Energie und der Warentransport. All diese Produktionsbereiche verbrauchten im Jahr 2022 zusammen mehr als 8.170 PJ Primärenergie (siehe Abb. „Primärenergieverbrauch 2022 (Inländerkonzept)“).</p><p>Zur Begriffsklärung: Mit der Präposition „primär“ betonen Fachleute, dass der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/primaerenergiegewinnung-importe">“Primär“-Energiebedarf</a> sowohl den realen Energiebedarf bei Energieverbrauchern erfasst als auch die Energieverluste, die bei der Bereitstellung und beim Transport von Energie entstehen. Und diese Verluste sind hoch: Mehr als ein Drittel aller Primärenergie geht bei der Bereitstellung und beim Transport von Energie verloren <a href="https://www.destatis.de/GPStatistik/receive/DEMonografie_monografie_00003790">(Statistisches Bundesamt 2006)</a>.</p><p>Der Energiebedarf des verarbeitenden Gewerbes</p><p>Die Firmen, die Waren herstellen, werden als „verarbeitendes Gewerbe“ bezeichnet. Sie hatten von allen Produktionsbereichen im Jahr 2022 mit circa 3.768 PJ den größten Primärenergiebedarf. Das ist ein Anteil von rund 46 % am Energieverbrauch aller Produktionsbereiche. Der nächstgrößte Energieverbraucher war die Energieversorgung mit 1.594 PJ (oder 19,5 % Anteil am ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergieverbrauch#alphabar">Primärenergieverbrauch</a>⁠), gefolgt vom Verkehr mit 1.121 PJ (oder 13,7 % Anteil am Primärenergieverbrauch) (siehe Abb. „Anteil wirtschaftlicher Aktivitäten am Primärenergieverbrauch aller Produktionsbereiche 2022“).</p><p>Primärenergienutzung des verarbeitenden Gewerbes</p><p>Die Primärenergienutzung innerhalb des verarbeitenden Gewerbes verteilt sich auf verschiedene Produktionssektoren (siehe Abb. „Anteile der Sektoren am ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergieverbrauch#alphabar">Primärenergieverbrauch</a>⁠ des verarbeitenden Gewerbes 2022“). Ein wichtiger Sektor ist dabei die Chemieindustrie. Sie benötigte im Jahr 2022 mit rund 1.592 PJ von allen Sektoren am meisten ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergie#alphabar">Primärenergie</a>⁠ zur Herstellung ihrer Erzeugnisse. Das ist ein Anteil von 42,3 % am Energieverbrauch im ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/v?tag=verarbeitenden_Gewerbe#alphabar">verarbeitenden Gewerbe</a>⁠. Weitere wichtige Energienutzer sind die Metallindustrie mit einem Anteil von 14,7 % sowie die Hersteller von Glas, Glaswaren, Keramik, verarbeiteten Steinen und Erden mit 7,3 % am Energieverbrauch im verarbeitenden Gewerbe.</p><p>Die Energie wird Unternehmen dabei als elektrischer Strom, als Wärme (etwa als Dampf oder Thermoöl) sowie direkt in Form von Brennstoffen (wie Erdgas, Kohle oder ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=Biomasse#alphabar">Biomasse</a>⁠) zur Verfügung gestellt.</p><p>Gleichbleibender Primärenergieverbrauch</p><p>Seit dem Jahr 2010 blieb der ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergieverbrauch#alphabar">Primärenergieverbrauch</a>⁠ in fast allen Produktionssektoren relativ konstant (siehe Abb. „Primärenergieverbrauch ausgewählter Sektoren des verarbeitenden Gewerbes“).</p><p>Gesunkene und gestiegene Primärenergieintensität </p><p>Die Primärenergieintensität beschreibt, wie viel ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergie#alphabar">Primärenergie</a>⁠ bezogen auf die erzielte Bruttowertschöpfung eines Produktionsbereichs oder Wirtschaftszweigs verbraucht wird. Die Entwicklung dieser Energieintensität über mehrere Jahre kann einen Hinweis darauf geben, ob in einem Wirtschaftszweig energieeffizient gearbeitet wird.</p><p>Die Primärenergieintensität einzelner Wirtschaftszweige entwickelte sich im Zeitraum 2010 bis 2021 unterschiedlich (siehe Abb. „Primärenergieintensität ausgewählter Sektoren des verarbeitenden Gewerbes“):</p><p>Begrenzte Aussagekraft der Primärenergieintensität</p><p>Schwankende Preise für Rohstoffe und Produkte sowie andere äußere Wirtschaftsfaktoren oder ggf. auch die Auswirkungen der weltweiten Corona-Pandemie beeinflussen zwar die Bruttowertschöpfung, nicht aber die Energieeffizienz eines Prozesses. Die Primärenergieintensität eignet sich daher nur eingeschränkt, um die Entwicklung der Energieeffizienz in den jeweiligen Herstellungsprozessen zu beschreiben. Dies ist unter anderem deutlich bei den Kokerei- und Mineralölerzeugnissen zu sehen.</p>

Entwicklung eines Rotorblattes aus Stahl für Onshore Windenergieanlagen, Teilvorhaben: Akustische Bewertung

Das Projekt SteelBlade beschäftigt sich mit der Entwicklung und Konstruktion eines Onshore Rotorblattes für Windenergieanlagen, das für den Einsatz des Werkstoffs Stahl optimiert wird. Leichtbau- und Optimierungsmethoden aus der Luft- und Raumfahrt sowie dem Fahrzeugbau sollen den effizienten Einsatz des Werkstoffes sichern. Durch eine gleichzeitige Akustik-Optimierung der Struktur kann die Umweltbelastung durch Schallemissionen für Mensch und Tier kontrolliert und gesenkt werden. Der Fokus bei der Entwicklung des Stahlrotorblattes liegt auf der Konstruktion der inneren Struktur sowie der Auslegung einer Blattaußenhülle, die auf Basis aerodynamischer Gesichtspunkte entwickelt wird. Die Konstruktion des Stahlrotorblattes erfolgt durch konsequente Leichtbaumethodik, um das Gesamtgewicht des Stahlblattes auf dem Niveau des GFK-Blattes zu halten. Um die Anwendbarkeit der Neuentwicklung zu gewährleisten, wird Novicos insbesondere das akustische Verhalten mitbetrachten, insbesondere vor dem Hintergrund des geänderten Körperschalltransfers sowie geringerer Dämpfung des Werkstoffs Stahl. Aufgrund der sehr großen Systeme, sowie der Relevanz des Doppler-Effektes bei rotierenden schallemittierenden Oberflächen, wird der Einfluss der neu entwickelten Blattkonstruktion auf die WEA-Schallemission mithilfe der Boundary-Elemente-Methode (BEM) bestimmt. Im Rahmen dieses Projektes wird Novicos das schnelle BEM-Verfahren der hierarchischen Matrizen mit geschachtelten Clusterbasen an die speziellen Anforderungen der Schallemissionssimulation von Windenergieanlagen anpassen. Dies umfasst Berücksichtigung der Bodeneigenschaften sowie des Doppler-Effekts wie die Ausnutzung von WEA-Oberflächensymmetrien zur Verringerung des Rechenaufwands. Basierend auf den Erweiterungen des schnellen BEM-Lösers wird Novicos die Konstruktionsvarianten des Rotorblattes für die betrachteten WEA-Konzepte analysieren und unter akustischen Gesichtspunkten bewerten.

Anlage 14 - Verfahren zur Zulassung der Baumuster von Tanks zur Beförderung gefährlicher Güter nach der GGVSEB in Verbindung mit Kapitel 6.7 und 6.9 ADR / RID sowie 6.13 ADR

Anlage 14 - Verfahren zur Zulassung der Baumuster von Tanks zur Beförderung gefährlicher Güter nach der GGVSEB in Verbindung mit Kapitel 6.7 und 6.9 ADR / RID sowie 6.13 ADR Ortsbewegliche Tanks ( OT ), festverbundene Tanks (Tankfahrzeuge) ( T ) und Aufsetztanks ( AT ) dürfen als Baumuster zugelassen werden, wenn die für die Beförderung der vorgesehenen gefährlichen Güter maßgebenden Vorschriften des ADR/RID eingehalten werden. Zuständige Behörde für die Zulassung der Baumuster von OT, T und AT ist die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung ( BAM ), Berlin. Grundlage für die Zulassung der Baumuster ist der Prüfbericht einer Stelle nach § 12 der GGVSEB für die betreffenden Tanks. Der Antragsteller hat mit der Baumusterprüfung eine Stelle nach § 12 der GGVSEB zu beauftragen. Der zuständigen Behörde für die Zulassung des Baumusters ist eine Kopie des Prüfauftrags und gleichzeitig der Antrag auf Zulassung des Baumusters entsprechend dem Muster nach Anhang 1 (PDF, intern) zu übersenden. Mit dem Auftrag zur Baumusterprüfung sind der Stelle nach § 12 der GGVSEB mindestens folgende Angaben und Unterlagen einzureichen: 5.1 Firma und Anschrift des Antragstellers; 5.2 Baubeschreibung des OT, T oder AT: Mit allen erforderlichen Angaben, z. B. Gesamtmasse, Kammeranzahl und Kammervolumen, Tankform/Tankbauart (z. B. Zylinderform), Wanddicke (reduziert/nicht reduziert), Tankwerkstoff/Schutzauskleidung, Dichtungswerkstoff, Schweißverfahren, -nahtform, -zusatzwerkstoff, -faktor, Verbindung Tank/Fahrgestell, Schutz der Einrichtung auf der Oberseite, Bedienungsausrüstung, Angaben zu begrenzten Abweichungen (Varianten); 5.3 vorgesehene Verwendung (Rechtsvorschrift, nach der die Zulassung erteilt werden soll); 5.4 vorgesehene Betriebsweise (z. B. Druckentleerung); 5.5 schematische Darstellung des OT, T oder AT durch eine Baumusterskizze: Beschreibung des konkreten und, im Fall der Beantragung von Varianten, des repräsentativen Baumusters (Prototyp) sowie ggf. bei Varianten alle minimalen und maximalen Hauptabmessungen; 5.6 Schaltschema für Rohrleitungen und Armaturen; 5.7 Datenblatt, das kurz gefasste Angaben über die wichtigsten Betriebsgrößen des OT, T oder AT enthält: Beispielsweise Angaben zu Leermasse des Tanks und der relevanten Aufbauanteile und Nutzlast, Drücke und Temperaturen, Tankvolumen; 5.8 Berechnung des Tanks und ggf. der Varianten; 5.9 Nachweis darüber, dass der Tank und seine Befestigungseinrichtungen den vorgesehenen Beanspruchungen für die einzelnen Verkehrsträger beim Transport und Umschlag standhalten (z. B. durch Versuch, Berechnung oder nachgewiesen im Vergleich); 5.10 sämtliche zur Beurteilung des OT, T oder AT erforderlichen Zeichnungen einschließlich einer Zusammenstellungszeichnung; 5.11 Verzeichnis der Bedienungsausrüstung mit Armaturendaten und entsprechenden Nachweisen Beispiel für ein Verzeichnig der Bedienungsausrüstung: Laufende Nummer/ Position Bezeichnung Hersteller Typenbezeichnung Norm Nennweite Nachweis der Eignung Domdeckel ... 1. Absperreinrichtung/Bodenventil ... ... Herstellerunterlagen (Beschreibungen/technische Zeichnungen), ggf. vorhandene Baumusterzulassungen (Normenarmaturen) für Bauteile der Bedienungsausrüstung nach Absatz 6.8.2.6.1 Satz 9 ADR/RID, die von akkreditierten zuständigen Prüfstellen (z. B. in Deutschland nach § 12 der GGVSEB) oder von zuständigen Behörden in anderen ADR/RID-Herstellungsstaaten erteilt wurden, ggf. Prüberichte nach Absatz 6.8.2.3.1 ADR/RID (Normenarmaturen) sowie Prüfnachweise für Bauteile der Bedienungsausrüstung, aus bereits durchgeführten Baumusterzulassungsverfahren und weitere Unterlagen von akkreditierten zuständigen Prüfstellen (z. B. in Deutschland nach § 12 der GGVSEB) oder von zuständigen Behörden in anderen ADR/RID-Herstellungsstaaten, ggf. Nachweise nach Anlage 13 der RSEB (ehemals TRT 002) von Ausrüstungsteilen, die von Stellen nach § 12 der GGVSEB erstellt wurden; 5.12 Nachweis der Eignung und der ausreichenden Bemessung der Sicherheitseinrichtungen (z. B. Be- und Entlüftung, Flammendurchschlagsicherung, Berstscheiben, Sicherheitsventile); 5.13 Zeichnung des unausgefüllten Schildes am OT, T oder AT; 5.14 Darstellung der sonstigen Kennzeichnung des OT, T oder AT; 5.15 Nachweis der Eignung des Tankwerkstoffs oder der Schutzauskleidung und des Dichtungswerkstoffs und/oder Werkstoffgutachten, Ergebnisse der Werkstoffprüfung von FVK -Tankkörpern; 5.16 Firma und Anschrift des Herstellers des OT gemäß Kapitel 6.7 ADR/RID mit den Nachweisen/Zertifikaten für den jeweiligen Anwendungsbereich (z. B. Stahl, Aluminium ...) über die zur sachgemäßen Ausführung von Schweißarbeiten durchgeführten qualifizierten Verfahrensprüfungen sowie über die Qualifizierung der Schweißer und über den Betrieb eines Qualitätssicherungssystems für Schweißarbeiten. Für ausländische Hersteller können die oben genannten Nachweise/Zertifikate bei der Bewertung berücksichtigt werden, wenn sie von den hierfür zuständigen Prüfstellen oder Behörden ausgestellt wurden. Die Qualifizierung der Schweißer, die Verfahrensprüfungen sowie der Betrieb eines Qualitätssicherungssystems haben auf Grundlage der gültigen anzuwendenden Normen für das Schweißen nach ADR/RID zu erfolgen; 5.16a Firma und Anschrift des Herstellers des OT bzw. des T oder AT mit den Nachweisen/Zertifikaten zum Qualitätssicherungssystem gemäß Absatz 6.9.2.2.2 ADR/RID oder Unterabschnitt 6.13.1.1 ADR; Für ausländische Hersteller können die oben genannten Nachweise/Zertifikate bei der Bewertung berücksichtigt werden, wenn sie von den hierfür zuständigen Prüfstellen oder Behörden ausgestellt wurden; 5.17 die Benennung der Stoffe oder Stoffgruppen, einschließlich UN -Nummer, Klasse, Klassifizierungscode und Verpackungsgruppe nach Kapitel 3.2 ADR/RID sowie bei Stoffen nach n.a.g. -Eintragungen die Angabe von Dampfdruck (absolut) und Dichte bei 50 °C ; 5.18 für jeden genannten Stoff oder Gruppe von Stoffen, zur Beurteilung der Korrosion bzw. Korrosionsgeschwindigkeiten, ein Nachweis z. B. gemäß der Anlage 17 der RSEB; 5.19 Tankcodierung/Tankanweisung und die Sondervorschriften für den Bau ( TC ), die Ausrüstung ( TE ) und die Zulassung des Baumusters ( TA ) bzw. für OT die Sondervorschriften ( TP ); 5.20 ein Betriebsdauer-Prüfprogramm für OT nach Kapitel 6.9 ADR/RID bzw. T oder AT. Die Stelle nach § 12 der GGVSEB bzw. anerkannte Prüfstelle muss folgende Prüfungen durchführen: 6.1 Stufe 1: 6.1.1 Prüfung der Antragsunterlagen auf Vollständigkeit; 6.1.2 Prüfung der Zeichnungen und Berechnungen sowie der Ausrüstungsteile. Berechnung des Tanks: Für OT nach Kapitel 6.7 gilt Anhang 3 in Verbindung mit der BAM- GGR 019; 6.1.3.1 Erstellung eines Prüfberichts Stufe 1 nach Anhang 2a; 6.1.3.2 Für OT nach Kapitel 6.7 ADR/RID die Bestätigung der Stelle nach § 12 der GGVSEB, dass der Hersteller zur Ausführung von Schweißarbeiten entsprechend der angewendeten Norm/dem technischen Regelwerk zum Bau des Tanks befähigt ist, wie in Nummer 5.16 beschrieben. Für OT nach Kapitel 6.9 ADR/RID und T oder AT die Bestätigung, dass der Hersteller gemäß Qualitätssicherungssystem zum Bau des Tanks befähigt ist; 6.2 Stufe 2: 6.2.1 Es sind die Bau-, Wasserdruck- und Dichtheitsprüfung und eine Prüfung auf Vollständigkeit und Funktionsfähigkeit der Ausrüstungsteile an dem unter Nummer 5.5 beschriebenen Prototypen durchzuführen. Wenn der Tankkörper und seine Ausrüstungsteile getrennt geprüft werden, müssen sie nach dem Zusammenbau gemeinsam einer Dichtheits- und Funktionsprüfung unterzogen werden; 6.2.2 Es muss ferner nachgeprüft werden, ob das Baumuster entsprechend dem vorgesehenen Verwendungszweck den besonderen Anforderungen im Straßen-, Schienenverkehr genügt; 6.2.3 Zusätzlich für OT nach Kapitel 6.9 ADR/RID und T oder AT sind die Ergebnisse der Werkstoffprüfungen sowie die Ergebnisse der Prototypprüfungen zu bewerten; 6.2.4 Erstellung eines Prüfberichts Stufe 2 (nicht erforderlich bei Verlängerung einer Baumusterzulassung) nach Anhang 2b mit einer Darstellung des vollständig ausgefüllten Tankschilds des Baumusters (Prototyp) als Anlage. Weiterhin ist das Tankdatenblatt für T und AT (Anhang 5) beizufügen sowie für OT nach Kapitel 6.7 ADR/RID kann das Datenblatt aus der EN 12792 Anhang B beigefügt werden. Ist die Baumusterzulassung für eine Baureihe von OT, T oder AT beantragt worden, so kann sich die Stelle nach § 12 der GGVSEB mit Zustimmung der zuständigen Behörde auf das Prüfen der Größen beschränken, die eine Beurteilung zulassen, ob die gesamte Baureihe den sicherheitstechnischen Anforderungen entspricht. Zum Prüfbericht Stufe 1 der Stelle nach § 12 der GGVSEB gehören die mit dem Prüfvermerk versehenen eingereichten vollständigen Unterlagen des Antragstellers in schriftlicher oder elektronischer Form sowie ggf. Vorschläge der Stelle nach § 12 der GGVSEB für weitergehende Prüfungen bei der Serienanfertigung. Die Einreichung der Unterlagen in schriftliche Form ist ab dem 01. Januar 2027 nicht mehr möglich. Die Unterlagen in elektronischer Form müssen an tank-zulassung@bam.de verwendet werden. Für OT nach Kapitel 6.7 ADR/RID kann die Norm EN 12972 herangezogen werden. Voraussetzung für die Bearbeitung eines Antrags durch die zuständige Behörde ist die Vorlage des Prüfberichts Stufe 1 mit vollständigen Unterlagen. Auf der Grundlage des erfolgreich geprüften Prüfberichts Stufe 1 entscheidet und informiert die zuständige Behörde über die vorläufige Reservierung einer Zulassungsnummer gemäß den Festlegungen unter Nummer 10 für das Baumuster nach den Rechtsvorschriften für die Beförderung gefährlicher Güter sowie für OT, die der Definition von Containern gemäß dem Internationalen Übereinkommen über sichere Container ( CSC ) entsprechen, gleichzeitig über die vorläufige Reservierung der Kennzeichnungsnummer nach dem CSC in der jeweils geltenden Fassung. Nach Vorlage und positiv abschließender Prüfung des Prüfberichts Stufe 2 entscheidet die zuständige Behörde über die endgültige Erteilung der zunächst vorläufig reservierten Zulassungsnummer für die Baumusterzulassung sowie ggf. der vorläufig reservierten Kennzeichnungsnummer nach dem CSC. Die Baumusterzulassungsnummer besteht aus dem Buchstaben "D" (bei OT aus den Buchstaben "UN D"), aus der Kurzbezeichnung der zuständigen Behörde, einer Registriernummer und einer Kodierung der Tankbauart. Für die Kodierung der Tankbauart sind die unter Nummer 1 in Klammern stehenden Großbuchstaben zu verwenden. Beispiele für Zulassungsnummern: Ortsbeweglicher Tank nach Kapitel 6.7 ADR/RID = "UN D / BAM / Registrier-Nummer / OT", Ortsbeweglicher Tank nach Kapitel 6.9 ADR/RID = "UN D / BAM / Registrier-Nummer / FVK-OT", Tankfahrzeug = "D /BAM / Registrier-Nummer / FVK-T", Aufsetztank = "D / BAM / Registrier-Nummer / FVK-AT". Die Verwendung eines nach einer gültigen Baumusterzulassung hergestellten Tanks richtet sich nach den jeweils für die Beförderung zu beachtenden Rechtsvorschriften. In der Baumusterzulassung für OT legt die zuständige Behörde gleichzeitig die Kennzeichnung nach dem CSC fest. Die Verlängerung einer Baumusterzulassung sollte, unter Beifügung aller erforderlichen Unterlagen, mindestens sechs Monate vor dem Auslaufen der in Frage stehenden Baumusterzulassung bei der zuständigen Behörde beantragt werden, falls eine kontinuierliche Verwendung der Baumusterzulassung angestrebt wird. Die Verlängerung wird in Form einer Neufassung der Baumusterzulassung erteilt. Stand: 19. Juni 2025

Identification, analysis and presentation of the products in the industrial sectors covered by the EU ETS, their economic importance and their significance for CO₂ emissions

In this data research project, quantitative data from available sources of information relating to two core topics will be researched and compiled in a uniform data format: 1. product-related material flows, energy consumption and (direct and indirect) greenhouse gas emissions within the scope of the EU-ETS 1, with a focus on the steel, cement, aluminium, refinery and basic chemicals industries. 2. building on this, the further process steps along the value chain up to two selected end products: a) a passenger car and b) plastic packaging. Based on the data from the analysis for the scope of EU-ETS 1 (step 1. as mentioned above), the case studies were developed to determine and quantify the CO₂ emissions and the cost shares caused by these emissions through the EU-ETS 1 along the value chain at the end product level. Veröffentlicht in Climate Change | 70/2025.

Förderprogramm Dekarbonisierung in der Industrie: klimafreundliche Stahlproduktion

Bundesumweltministerin Svenja Schulze hat heute dem Vorstandsvorsitzenden der Salzgitter AG, Prof. H.J. Fuhrmann, einen Förderbescheid in Höhe von über 5 Mio. Euro für ein Projekt zur Herstellung klimafreundlichen Stahls übergeben. Im Beisein des Ministerpräsidenten des Landes Niedersachsen, Stephan Weil, fiel damit auch der offizielle Startschuss des BMU-Förderprogramms 'Dekarbonisierung in der Industrie'. Mit diesem Programm sollen schwer vermeidbare, prozessbedingte Treibhausgasemissionen in den energieintensiven Branchen wie Stahl, Zement, Kalk und Chemie durch den Einsatz innovativer Techniken möglichst weitgehend und dauerhaft reduziert werden. Bundesumweltministerin Svenja Schulze: 'Für ein klimaneutrales Deutschland brauchen wir eine Industrie, die ohne fossile Energie- und Rohstoffe auskommt. Mit unserem neuen Dekarbonisierungsprogramm fördern wir eine grundlegende Neuausrichtung der Produktionsprozesse. Der Klimaschutz wird so zum Innovationstreiber für die Wirtschaft, macht den Industriestandort Deutschland zukunftsfähig und erhält hochqualifizierte Arbeitsplätze. Das Projekt in Salzgitter ist ein wichtiger, erster Schritt in diese Richtung, dem weitere folgen werden. Es zeigt auch, dass wir den Ausbau der erneuerbaren Energien und den Markthochlauf von grünem Wasserstoff beschleunigen müssen, damit wir unsere anspruchsvollen Ziele erreichen können.' Die Anlage der Salzgitter Flachstahl GmbH mit einem Gesamtinvestitionsvolumen von rund 13 Mio. Euro soll innerhalb der nächsten zwei Jahre in Betrieb gehen und zeigen, wie die sukzessive Umstellung eines integrierten Hochofenwerks auf die CO2-arme Stahlerzeugung erfolgen kann. Mit dem von der Salzgitter AG entwickelten Verfahren wird die konventionelle Roheisengewinnung im Hochofen auf die emissionsarme Direktreduktion umgestellt. Beim Einsatz von Wasserstoff aus erneuerbaren Energien wird so die Herstellung von grünem Stahl ermöglicht. Innovative Projekte wie dieses sollen auch als Vorbilder dienen und als Multiplikatoren auf die ganze Branche ausstrahlen. Im Projekt ProDRI soll der flexible Betrieb mit Wasserstoff und Erdgas demonstriert und optimiert werden. Langfristiges Ziel von Salzgitter ist die ausschließliche Nutzung erneuerbaren Wasserstoffs zur Herstellung von grünem Stahl. Steht erneuerbarer Wasserstoff noch nicht in ausreichenden Mengen zur Verfügung, kann auch Erdgas zur Reduktion eingesetzt werden und dabei bereits erhebliche Mengen CO2 gegenüber der herkömmlichen Hochofen-Route einsparen. Die Stahlindustrie war 2019 mit über 36 Mio. Tonnen für etwa 30% der direkten Industrieemissionen in Deutschland verantwortlich. Mit dem Förderprogramm Dekarbonisierung im Industriesektor wird eine Maßnahme des Klimaschutzplans 2050 sowie des Klimaschutzprogramms 2030 umgesetzt. Das BMU wird - vorbehaltlich der Verabschiedung des Bundeshaushalts in der kommenden Woche - über den Energie- und Klimafonds in den kommenden Jahren rund 2 Mrd. Euro zur Verfügung stellen. Text gekürzt

Beschichtungen für Spezialanwendungen

Untersuchung spezieller Anwendungsfälle für Beschichtungen um Anwendungsempfehlungen zu formulieren, Merkblätter zu erstellen sowie neue Prüfungsrichtlinien zu erarbeiten. Reperaturbeschichtungen (Smart Repair), die Beschichtung nichtrostender Stähle und Oberflächennitrierung stehen im Fokus der Untersuchungen. Aufgabenstellung und Ziel Die wässrigen Umgebungen, welchen Wasserbauten ausgesetzt sind, stellen häufig besonders hohe Ansprüche an den Bauwerksschutz. Das gilt insbesondere für den Korrosionsschutz von Stahlkomponenten. Organische Beschichtungsstoffe wie Epoxide und Polyurethane aus Erdölerzeugnissen bieten für einen überwiegenden Teil an Anwendungsfällen eine effektive Methode zum flächigen Korrosionsschutz. Durch die Adaption technischer Neuerungen und Lösungen, die bisher im Stahlwasserbau keine Anwendung finden, ist es denkbar, die bisherigen Korrosionsschutzstrategien sinnvoll zu ergänzen. Bereiche mit Optimierungspotenzial sind die Kosten, die Ökobilanz und die Vermeidung häufig auftretender Probleme. Ziel ist es daher, alternative Oberflächenbehandlungen eingehend zu untersuchen, um den Korrosionsschutz zukünftig effizienter gestalten zu können. Die BAW reagiert damit auf den allgemeinen Bedarf seitens der WSV bzw. der Wasserstraßen- und Schifffahrtsämter. Der konkrete Fokus liegt auf den Themen: - Verbesserte Reparaturkonzepte (Smart Repair / Spot Repair) - Einsatz von (Plasma-)Nitrierungen als Korrosionsschutz - Adressierung von Haftungsproblemen auf nichtrostenden Stählen Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Kleinflächige Schadstellen am Korrosionsschutz und das daraus resultierende Auftreten von Korrosion sind ein häufiges Bild bei Inspektionen von Bestandsbauten. Sie wirken sich zwar negativ auf die Substanz aus, rechtfertigen aber oft nicht den Aufwand einer vollständigen Erneuerung der Beschichtung. In solchen Fällen stellt die lokale Instandsetzung geschädigter Stellen mit SpotRepair-Beschichtungen eine angemessene Gegenmaßnahme dar (BAW 2020). Diese stellen den Korrosionsschutz wieder her und unterbinden die weitere Korrosion, bis eine Erneuerung des gesamten Korrosionsschutzes wirtschaftlich sinnvoll ist. Gleichzeitig haben Spot-Repair-Beschichtungen i. d. R. den Vorteil, dass sie schnell und einfach angewendet werden können und nicht von Fachfirmen ausgeführt werden müssen. Das Interesse der Wasserstraßen- und Schifffahrtsämter an dieser Technik zeigt sich deutlich an der Nachfrage nach Spot-Repair-Schulungen, welche die BAW bereits seit einigen Jahren anbietet. Eine große Hürde für die Adaption der Reparaturtechniken in der WSV ist die Auswahl geeigneter Systeme. Für den flächigen Korrosionsschutz kann ein geeigneter Beschichtungsstoff aus der „Liste der zugelassenen Systeme“ der BAW ausgewählt werden. Ein entsprechendes Verfahren für Reparatursysteme wird im Rahmen dieser Untersuchung erarbeitet. Das Nitrieren von Stählen für die Härtung von Werkstücken bewährt sich bereits seit über 100 Jahren. Es ist ebenfalls bekannt, dass bestimmte Verfahren auch für den Korrosionsschutz unter atmosphärischen Bedingungen geeignet sind. Welche Verfahren sich jedoch auch im Stahlwasserbau für die WSV bewähren und sich als wertvolle Ergänzung zu den bisherigen Korrosionsschutzstrategien erweisen könnten, ist bisher kaum untersucht worden (Baier et al. 2011). Nichtrostende Stähle (NiRoSta) sind selbst gegenüber typischen korrosiven Einflüssen im Stahlwasserbau weitgehend inert, können jedoch durch Bimetallkorrosion die Korrosion anderer in Kontakt befindlicher Metalle beschleunigen. Daher kann auch eine Beschichtung von NiRoSta sinnvoll sein. Allerdings treten insbesondere bei Beschichtungen auf NiRoSta in Gegenwart von Wasser oder bei dauerhaft hoher Luftfeuchtigkeit häufig Enthaftungsprobleme auf (Funke und Zatloukal 1978). Daher sollen verschiedene Vorbehandlungen von NiRoSta untersucht werden, um diesem Problem im Wasserbau zukünftig besser vorbeugen z

Hybrid-Ofenverfahren für CO2-ärmere bzw. für CO2-freie Hochtemperaturtechnologien zur thermischen Behandlung

Hauptziel des beantragten Projektes Hybrid-Fire ist, eine neue Methode zur hybriden Beheizung von Ofenanlagen zu entwickeln die es ermöglich CO2-arm bzw. CO2-frei zu Arbeiten. Die Grundlagen hierfür soll umweltfreundlich erzeugter H2 sowie Elektroenergie darstellen. Durch Kombination eines Erdgas-Brenners, dessen Brenngas teilweise durch H2 ersetzt wird, mit einem bzw. mehreren Mikrowellenplasmabrennern soll durch gezielte Steuerung dies ermöglicht werden. Am Beispiel von ausgewählten keramischen Massenerzeugnissen aus dem Bereich Feuerfest (MgO-Stein), Technischer Keramik (ZrO2) sowie Baukeramik (Ziegel, Fließe) sowie am Beispiel Stahlschmelze aus dem Metallurgiesektor, soll gezeigt werden, dass diese zurzeit stark CO2-lastige Verfahren CO2-arm bzw. -neutral betrieben werden können. Hierzu wird an den ausgewählten Erzeugnissen (keram. Werkstoff sowie Stahl) umfangreiche Forschungsarbeit in mikrowellenplasmabeheizten Ofen, in elektrisch beheizten sowie in industriell oft gasbeheizten Öfen zur Eigenschaftsentwicklung betrieben. Im Lauf des Projektes ist geplant einen hybrid-beheizten Demonstrator zu konzipieren und für umfangreiche Versuche mit den genannten Produktgruppen zu bauen. Aufgrund der Änderungen in der Beheizungsart ist damit zu rechnen, dass geänderte Anteile an H2O-dampf bzw. H2-gehalte u.a. Abgasbestandteile die Eigenschaften beeinflussen. Hierzu können Änderungen in der Sinter- bzw. Schmelztechnologie bzw. auch am Werkstoff erforderlich werden. Im letzten Teil des Projektes sollen die gewonnenen Erkenntnisse im Industrieeinsatz (Feuerfesthersteller, Stahlgießerei) zum Einsatz unter industriellen Bedingungen kommen und erprobt werden. Am Ende des Projektes soll es möglich sein die Erkenntnisse auch auf weitere Ofenanlagen zu übertragen bzw. auch auf andere Industriezweige mit ähnlichen temperaturintensiven Technologien zu adaptieren.

Entwicklung eines Rotorblattes aus Stahl für Onshore Windenergieanlagen, Teilvorhaben: Konstruktion und techno-ökonomische Bewertung

Das Projekt SteelBlade beschäftigt sich mit der Entwicklung und Konstruktion eines Onshore Rotorblattes für Windenergieanlagen (WEA), das für den Einsatz des Werkstoffs Stahl optimiert wird. Leichtbau- und Optimierungsmethoden aus der Luft- und Raumfahrt sollen dabei den effizienten Einsatz des Werkstoffes sichern, sodass die Rotorblattkonstruktion in einem für das System Windenergieanlage verträglichen Bereich liegen wird. Durch eine gleichzeitige Akustik-Optimierung der Struktur kann die Umweltbelastung durch Schallemissionen für Mensch und Tier kontrolliert und eventuell sogar weiter gesenkt werden. Der Fokus bei der Entwicklung des Stahlrotorblattes liegt auf der Konstruktion der inneren Struktur sowie der Auslegung einer Blattaußenhülle, die auf Basis aerodynamischer Gesichtspunkte entwickelt wurde. Die Konstruktion des Stahlrotorblattes erfolgt durch den konsequenten Transfer innovativer Leichtbautechniken aus der Luft- und Raumfahrt sowie dem Automobilbau in den Windenergieanlagenbau mit dem Ziel, dass das Gesamtgewicht des Stahlblattes auf dem Niveau des GFK-Blattes liegt. Im Rahmen des Projektes werden zunächst die technische, wirtschaftliche und nachhaltige Machbarkeit konkret nachgewiesen. Dabei werden insbesondere auch Transport-, Standardisierungs- und Nachhaltigkeitspotentiale berücksichtigt. Bei der Auslegung wird neben den strukturellen und dynamischen Eigenschaften des Rotorblattes ebenfalls das strukturdynamische Verhalten der gesamten WEA über den vollen Betriebsbereich ermittelt. Die Gesamtanlagensimulation wird basierend auf einer flexiblen Mehrkörpersimulation (MKS) im Zeitbereich durchgeführt und ermöglicht eine genaue Auflösung der dynamischen, nichtlinearen Lasten im Antriebsstrang, deren Kenntnis für die Lebensdauervorhersage sowie der Ermittlung der Belastungen der einzelnen Komponenten der WEA erforderlich ist. Im Rahmen dieses Projektes wird das dynamische Verhalten der gesamten WEA sowie der Schallemission untersucht.

Entwicklung eines Rotorblattes aus Stahl für Onshore Windenergieanlagen

Das Projekt SteelBlade beschäftigt sich mit der Entwicklung und Konstruktion eines Onshore Rotorblattes für Windenergieanlagen (WEA), das für den Einsatz des Werkstoffs Stahl optimiert wird. Leichtbau- und Optimierungsmethoden aus der Luft- und Raumfahrt sollen dabei den effizienten Einsatz des Werkstoffes sichern, sodass die Rotorblattkonstruktion in einem für das System Windenergieanlage verträglichen Bereich liegen wird. Durch eine gleichzeitige Akustik-Optimierung der Struktur kann die Umweltbelastung durch Schallemissionen für Mensch und Tier kontrolliert und eventuell sogar weiter gesenkt werden. Der Fokus bei der Entwicklung des Stahlrotorblattes liegt auf der Konstruktion der inneren Struktur sowie der Auslegung einer Blattaußenhülle, die auf Basis aerodynamischer Gesichtspunkte entwickelt wurde. Die Konstruktion des Stahlrotorblattes erfolgt durch den konsequenten Transfer innovativer Leichtbautechniken aus der Luft- und Raumfahrt sowie dem Automobilbau in den Windenergieanlagenbau mit dem Ziel, dass das Gesamtgewicht des Stahlblattes auf dem Niveau des GFK-Blattes liegt. Im Rahmen des Projektes werden zunächst die technische, wirtschaftliche und nachhaltige Machbarkeit konkret nachgewiesen. Dabei werden insbesondere auch Transport-, Standardisierungs- und Nachhaltigkeitspotentiale berücksichtigt. Bei der Auslegung wird neben den strukturellen und dynamischen Eigenschaften des Rotorblattes ebenfalls das strukturdynamische Verhalten der gesamten WEA über den vollen Betriebsbereich ermittelt. Die Gesamtanlagensimulation wird basierend auf einer flexiblen Mehrkörpersimulation (MKS) im Zeitbereich durchgeführt und ermöglicht eine genaue Auflösung der dynamischen, nichtlinearen Lasten im Antriebsstrang, deren Kenntnis für die Lebensdauervorhersage sowie der Ermittlung der Belastungen der einzelnen Komponenten der WEA erforderlich ist. Im Rahmen dieses Projektes wird das dynamische Verhalten der gesamten WEA sowie der Schallemission untersucht.

BMDV-Expertennetzwerk TF 204: Metallische Überzüge im Korrosionsschutz von Stahlwasserbauwerken

Feuer- und Spritzverzinkung In diesem Vorhaben sollen die Korrosionsschutzwirkung, die physikalischen Eigenschaften und die ökotoxikologische Wirkung von Metallisierungen, vor allem von Verzinkungen, im Stahlwasserbau untersucht werden. Aufgabenstellung und Ziel Der Korrosionsschutz von Stahlwasserbauwerken erfolgt in der Regel durch organische Beschichtungen, teilweise in Kombination mit kathodischem Korrosionsschutz. Metallische Überzüge, wie beispielsweise Verzinkungen, können ebenfalls für den schweren Korrosionsschutz eingesetzt werden (Nürnberger 1995). Im Stahlwasserbau in Deutschland sind diese jedoch unüblich, vor allem wegen Vorbehalten bezüglich einer geringen Nutzungsdauer durch Auflösung im Kontakt mit dem Gewässer. In diesem Projekt sollen die physikalischen Eigenschaften und die ökotoxikologische Wirkung von Metallisierungen, vor allem von Verzinkungen, im Stahlwasserbau untersucht werden. Bestehende Erfahrungen aus dem Wasserbau in Deutschland und anderen Ländern sollen evaluiert und durch eigene Untersuchungen ergänzt werden. Im Ergebnis sollen die Einsatzmöglichkeiten und Einsatzgrenzen von Metallisierungen im Stahlwasserbau beschrieben werden. Dabei sollen auch Auswirkungen des gegebenenfalls aufgelösten Metalls auf das Gewässer betrachtet werden. Der konkrete Fokus liegt dabei auf den Themen: - Bewertung der Auswirkungen metallischer Überzüge auf Stahlplatten sowohl im Labor als auch in der Natur; - Auswertung der vorhandenen Erfahrungen aus dem Wasserbau in Deutschland und anderen Ländern; - Beschreiben von Einsatzmöglichkeiten und Grenzen der Spritz- und Feuerverzinkung im Stahlwasserbau. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Verzinkungen werden als mögliche Alternative zu den üblichen Korrosionsschutzbeschichtungen diskutiert. Mit dem Ergebnis dieser Untersuchung kann eine fundiertere Entscheidung über den konkreten Anwendungsfall getroffen werden. Untersuchungsmethoden Zunächst werden in Zusammenarbeit mit dem Chemielabor der BAW die Metallplatten, die für die Feuer- und Spritzverzinkung verwendet werden, zu Informationszwecken mithilfe der optischen Emissionsspektrometrie auf ihren Si-Gehalt hin untersucht. Anschließend werden die Platten und Bleche in einer Verzinkerei spritz- und feuerverzinkt. Die Feuerverzinkung wird nach DIN EN ISO 1461 (Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinken) - Anforderungen und Prüfungen) durchgeführt. Die Spritzverzinkung wird nach DIN EN ISO 2063-1 (Thermisches Spritzen - Zink, Aluminium und deren Legierungen) durchgeführt. Danach werden Leistungstests vorgenommen, um die Eigenschaften der Feuer- und Spritzverzinkung gemäß den folgenden Normen zu untersuchen und zu analysieren. Die Naturauslagerung wird an zwei Standorten, in Trier und Kiel, stattfinden. Die ökotoxikologischen Auswirkungen werden auf theoretische Weise mit einer systematischen Literaturrecherche auf der Grundlage der RBS-Roadmap von Carlos Conforto et al. (2011) und des Wissensaustauschs mit der BfG analysiert. Folgende Untersuchungsmethoden sind geplant: - Austausch mit Betreibern von Anlagen mit Metallisierung, national und international, gegebenenfalls mit Begutachtung vor Ort; - Physikalische Untersuchungen zur Dauerhaftigkeit in Labor und Naturversuch; - Ökotoxikologische Bewertung (in Zusammenarbeit mit der BfG) durch Literaturrecherche.

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