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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

Reinigung von gasförmigem Chlorwasserstoff

Die international operierende Wacker Chemie AG mit ihren vier Geschäftsbereichen Polysilicon, Silicones, Polymers und Biosolutions unterhält 27 Produktionsstätten in elf Ländern und beschäftigt rund 15.700 Mitarbeiter*innen. Der Geschäftsbereich Wacker Silicones betreibt am Standort Burghausen eine Methanolyseanlage zur Herstellung von Siloxanen. Die hergestellten Siloxane dienen als Ausgangspolymere für die Herstellung von Siliconen. Durch Umsetzung des innovativen Konzepts soll in Burghausen eine HCl (Chlorwasserstoff)-Wäsche entstehen und in die bestehende Anlage integriert werden. Bei der Herstellung von Siloxanen fallen wasserlösliche und schwer abbaubare, siliziumorganische Verbindungen als Nebenprodukte an und gelangen in die zentrale Abwasserreinigungsanlage des Werks. In einem patentierten, zweistufigen Verfahren der HCl-Wäsche wird der Chlorwasserstoff von den umweltbelastenden Verbindungen gereinigt und in einem Kreislauf dem Prozess wieder zugeführt. Damit werden künftig 90 Prozent der siliziumorganischen Verbindungen bereits in der Produktionsanlage entfernt, bevor sie ins Abwasser gelangen. Durch den Einsatz der HCl-Wäsche können jährlich rund 135 Tonnen siliziumorganische Verbindungen zurückgehalten werden und gelangen somit nicht ins Abwasser. Die TOC-Emissionen (Summe des gesamten organischen Kohlenstoffs in einer Probe) der betriebseigenen Kläranlage verringern sich um rund 20 Prozent. Die HCl-Wäscheanlage bildet den zentralen Bestandteil des Vorhabens und dient damit der Verbesserung der Wasserqualität.

Kombinierter Schüttgut- und Flüssigkeitstransporter

Das Unternehmen beabsichtigt, einen Sattelauflieger für ein schweres Nutzfahrzeug zu bauen, der sowohl als Kippfahrzeug Schüttgüter als auch als Tankfahrzeug Flüssigkeiten transportieren kann (kombinierter Auflieger). Dazu ist die Kombination eines handelsüblichen Zweiseiten-Kippaufliegers mit einem einsetzbaren Kunststoff- oder Edelstahl-Tank geplant. Der Schüttgutladeraum ist vom Umfang her größer als der Tank. Dieser Größenunterschied erklärt sich aus der unterschiedlichen Dichte der zu transportierenden Güter; die Tonnage von Schüttgut bzw. Flüssigkeit entspricht sich ungefähr. Die Tonnagenauslastung pro Transport beträgt ca. 26,5 t bei einem Gesamtgewicht von 40 t. Wenn Schüttgut transportiert wird, wird der leere Tank auf Halteschienen oben auf dem Fahrzeug mitgeführt. Die Konstruktion dieses Systems wird in der firmeneigenen Technikabteilung durchgeführt, die notwendigen Bausätze werden von Zulieferfirmen bezogen. Bei Verwendung der herkömmlichen Technik sind Leerfahrten unvermeidbar, wenn es nicht möglich ist, auf der Hin- und der Rückfahrt dieselbe Güterart (Schüttgut oder Flüssigkeit) zu transportieren. Mit Einsatz eines kombinierten Aufliegers ist der Wegfall der bisherigen Leerkilometer auf Strecken, auf denen in der einen Richtung Schüttgüter und in der anderen Richtung Flüssigkeiten transportiert werden, verbunden. Neben der Reduzierung der Betriebskosten durch den geringeren Treibstoffverbrauch entsteht auch eine einmalige Kostenersparnis dadurch, dass die Anschaffung eines kombinierten Aufliegers günstiger ist als die Anschaffung sowohl eines Kippaufliegers als auch eines Tankaufliegers. Das Projekt hat Modellcharakter, da die eingesetzte Technik auf andere Spediteure sowie eine Vielzahl von Branchen übertragbar ist, die eine ähnliche Kombination der zu transportierenden Güter aus Schüttgut und Flüssigkeit aufweisen. Im Bereich der chemischen Industrie z.B. fallen an fast allen Produktionsorten sowohl flüssige Stoffe als auch Schüttgüter an, die zwischen den verschiedenen Produktionszentren transportiert werden müssen. Viele chemische Stoffe verändern bzw. verschmutzen überdies die Transportgefäße derart, dass sie nur unter hohem Kostenaufwand oder gar nicht wieder gereinigt werden können. Die Beförderung anderer Stoffe ist somit vollkommen ausgeschlossen. Kann man die Transportgefäße für zwei verschiedene Güter ausrüsten, liegt der Nutzenfaktor für die Transportwirtschaft besonders in diesem Bereich auf der Hand.

Energetische Nutzung biogener Reststoffe mit AER-Technologie

Ziel des Vorhabens der TBM Technologieplattform Bioenergie und Methan GmbH & Co. KG ist es, die wirtschaftliche und nachhaltige Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme aus Biomasse mit Hilfe der neu entwickelten AER (Absorption Enhanced Reforming)-Vergasungstechnologie in einer Anlagengröße von 10 MW Brennstoffwärmeleistung zu demonstrieren. Das neue Verfahren wurde vom Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg (ZSW) entwickelt. Im Vergleich zu bereits existierenden Biomasseanlagen kommen ein neuartiges Bettmaterial und eine veränderte Betriebsweise zur Anwendung, bei der ein wasserstoffreiches Gas erzeugt wird. Das als Bettmaterial eingesetzte Kalziumoxid bewirkt, dass das entstehende Produktgas weniger unerwünschtes CO2 und Teer enthält. Geringere Vergasungstemperaturen erlauben außerdem den Einsatz von holzartigen Biomassereststoffen aus der Landschaftspflege. Dies trägt den hohen Anforderungen an den Standort in der Nähe des Biosphärenreservats Schwäbische Alb Rechnung. Das Produktgas soll in einem Gasmotor in elektrische Energie umgewandelt werden. Die Prozessabwärme soll zum einen in einem ORC-Prozess zur zusätzlichen Erzeugung elektrischer Energie dienen und zum anderen als Fernwärme abgegeben werden. Bei optimalem Betrieb und gleichzeitiger Wärmenutzung können insgesamt rund 26.000 Tonnen CO2 pro Jahr und Anlage eingespart werden.

Umweltschonende Herstellung von wiederaufladbaren langlebigen Lithium-Polymer-Batterien mit Festkörper-Elektrolyten und extrudierten Elektroden

Die Microbatterie GmbH, Ellwangen, eine 100 Prozentige Tochter der VARTA AG, errichtet eine Anlage zur großtechnischen Produktion von Lithium-Polymer-Batterien, die insbesondere bei miniaturisierten, transportablen Anwendungen wie z.B. Handies und Notebooks eingesetzt werden sollen. Das Produkt und die Fertigungstechnik sind vollständige Neuentwicklungen. Die Microbatterie GmbH will gesundheitsschädliches Kobalt in der Produktion und im Produkt durch umweltverträgliche Lithium-Mangan-Oxide substituieren. Ferner soll der bisher verwendete Flüssigelektrolyt in einem ersten Schritt zum Teil durch einen umweltverträglicheren ionenleitenden Festkörperelektrolyten und in einem zweiten Schritt durch eine Kombination zweier Festelektrolyte ersetzt werden. Die Polymertechnologie mit der aluminisierten Tütenverpackung macht das Produkt recyclingfreundlich und sicher (keine Auslaufgefahr). Daneben zeichnen sich Lithium-Polymer-Batterien aufgrund ihrer Wiederaufladbarkeit (bis zu 1.000 mal bei den Hauptanwendungsgebieten) durch eine hohe Lebensdauer aus. Aus umweltpolitischer Sicht ist auch die umweltfreundliche Produktionstechnik hervorzuheben. Durch die Einführung eines innovativen Extrusionsverfahrens kann auf die bisher bei der Elektrodenherstellung und der Extraktion eingesetzten Lösemittel, Weichmacher und PTFE-Folien vollständig verzichtet werden. Bei der Extrusion werden die reinen Rezepturen vermischt und direkt als Folie mit einem Extruder hergestellt. Dieses Verfahren arbeitet abluft- und abwasserfrei. Die bei herkömmlichen Verfahren entstehenden Abfälle (Lösemittel, Weichmacher und Folie) können vollständig vermieden werden. Es fallen lediglich Elektrodenstanzabfälle aus Kupfer und Aluminium (5 Prozent der Einsatzmenge) und Gehäuseabfälle aus Aluminium (25 Prozent der Einsatzmenge) an, die stofflich verwertet werden können.

Energetische Sanierung der Tankstellen-Außenbeleuchtung

Mit dem Vorhaben sollen LED-Lampen mit Dimmtechnik zur Außenbeleuchtung bei bundesweit 50 Bestandstankstellen unterschiedlichen Typs eingesetzt werden. Im Vergleich zu den bisher eingesetzten Quecksilberhochdruck- und Halogenmetalldampflampen, ermöglicht die LED-Technik die Drosselung des Lichtstromes in weiteren Bereichen sowie ein schnelles Einschalten ohne merkliche Hochlaufzeit. Wesentlicher Bestandteil des Vorhabens ist die Kombination der LED-Lampen mit einer an der Kundenfrequenz orientierten Steuerung der Außenbeleuchtung. Dies wird durch ein Infrarotmeldesystem ermöglicht, indem das System bei Registrierung einer Bewegung von der gedimmten zur maximalen Beleuchtung wechselt. Damit kann die Beleuchtungsstärke optimal eingestellt und Überbeleuchtung vermieden werden. In der Regel werden die Lampen über Ihrem eigentlichen Wert bemessen, um am Ende Ihrer Lebensdauer noch die volle Leistung erreichen zu können. Ziel des Vorhabens ist es, den Lichtstrom der Lampen so zu drosseln, dass er bereits am Anfang der Lampenlebensdauer nur den geforderten Mindestwert leistet. Diese Betriebsweise führt zu einer deutlichen Minderung der Elektroleistung, die erst allmählich steigt und zum Ende der Lampenlebensdauer ihren vollen Wert erreicht. Im Vergleich zu einer ständig gleichmäßigen Beleuchtung können rund 13.000 kWh/a des Stromverbrauchs für die Außenbeleuchtung bzw. 8 Prozent des gesamten Stromverbrauchs einer Tankstelle eingespart werden. Für die insgesamt 50 Tankstellen wird eine jährliche Minderung des Stromverbrauchs von rund 640 MWh und der CO2-Emissionen von rund 370 t erwartet. Das Unternehmen wird die tatsächlichen Einsparungen im Rahmen des ebenfalls geförderten Messprogramms ermitteln.

Mit Sensoren für eine saubere Fahrweise

Die Motoren von Binnenschiffen gelten allgemein als ineffizient und dreckig - ihr Schadstoffausstoß gilt immer noch als zu hoch. Aber ist diese pauschale Aussage richtig? Die Ladungsmenge auf einem einzelnen Binnenschiff übertrifft diejenige von LKW und Bahn um ein Vielfaches, wodurch der Transport im Allgemeinen sehr effizient ist. Trotzdem ist der Schadstoffausstoß verhältnismäßig hoch, weshalb die Europäische Union die Grenzwerte für ausgestoßene Schadstoffe auch für die Binnenschifffahrt verschärfen wird. Im Rahmen des europäischen Forschungs- und Innovationsprogramms HORIZON2020 beteiligt sich die BAW am Vorhaben PROMINENT (promoting innovation in the inland waterways transport sector; http://www.prominent-iwt.eu/). Das Vorhaben hat zum Ziel, den Treibstoffbedarf und die Luftschadstoffemissionen der Binnenschiffe durch technische Maßnahmen und energieeffiziente Navigation zu reduzieren. Mit der Entwicklung eines Assistenzsystems erhält ein Schiffsführer Hinweise, wie er seinen Zielhafen treibstoffsparend und termingerecht erreichen kann. Dafür werden neben Motor- und Verbrauchsdaten von Schiffen auch Informationen zur Wassertiefe, Strömungsgeschwindigkeit und Wasserspiegellage für den zu befahrenden Flussabschnitt benötigt. Da präzise Peildaten und mehrdimensionale numerische Modelle nicht flächendeckend für alle Wasserstraßen innerhalb der EU verfügbar sind, rüstet die BAW Binnenschiffe mit Messgeräten zur Erfassung von Sohlenhöhen und Strömungsgeschwindigkeiten aus. Dabei werden gleichermaßen die Machbarkeit und der Aufwand für die Installation und den Betrieb der Sensorik bewertet. Die Reederei Deymann Management GmbH und Co. KG mit Sitz in Haren (Ems) unterstützt das Vorhaben, indem sie die Installation der Sensoren auf dem Großmotorgüterschiff (GMS) MONIKA DEYMANN gestattet. Das Schiff wurde im Juli 2016 in den Dienst gestellt. Die BAW hat in der Bauphase den Einbau und die Verkabelung der geplanten Sensoren mit der Reederei sowie der ausführenden Werft abgestimmt und durchgeführt. Das 135 m lange und 14,2 m breite GMS verkehrt derzeit im Liniendienst zwischen Antwerpen und Mainz. Es fährt in der Regel mit drei Lagen Containern, woraus ein mittlerer Tiefgang zwischen 1,8 m und 2,5 m resultiert. Für einen Umlauf Antwerpen - Mainz - Antwerpen werden sieben bis acht Tage benötigt, sodass das Schiff den Mittelrhein rund zweimal pro Woche passiert. Eine besondere Herausforderung ist es, von einem Binnenschiff aus die Strömungsgeschwindigkeiten im laufenden Schiffsbetrieb zu erfassen, da die Strömung im nahen Umfeld des Schiffes durch das Rückströmungsfeld gestört wird. Dessen Größe und Ausdehnung hängt insbesondere vom Gewässerquerschnitt und der Schiffsgeschwindigkeit gegenüber Wasser ab. Bei geringen Wassertiefen kann daher die Geschwindigkeit nicht vertikal unter einem Binnenschiff gemessen werden, wie es bei Messschiffen sonst üblich ist. (Text gekürzt)

Glasproduktion in Lohr am Main

Um die Glasproduktion nachhaltig und klimafreundlich zu gestalten, unterstützt das Bundesumweltministerium die Gerresheimer AG am Standort Lohr am Main bei der Anwendung eines neuen Verfahrens zur Produktion hochwertiger Primärverpackungen aus Glas für die Pharma- und Kosmetikindustrie. Damit können die verursachten jährlichen CO2-Emissionen um rund 22.000 Tonnen pro Jahr reduziert werden. Zudem ermöglicht die Optimierung des Produktionsprozesses die Einsparung von 5.000 Tonnen Rohmaterial pro Jahr. Die Mittel dazu stammen aus dem Umweltinnovationsprogramm des BMUV. Die Herstellung von Glasbehältern für die Pharma- und Kosmetikindustrie erfordert die Einhaltung hoher Qualitätsansprüche an das Glas sowie das Angebot einer breiten Produktpalette. Hierzu werden üblicherweise große Mengen an Energie und Rohstoffen eingesetzt. Mit dem geplanten Projekt wird das Unternehmen im Rahmen seiner ambitionierten globalen Nachhaltigkeitsstrategie in eine Schmelzwanne investieren, die im Vergleich zu konventionellen Schmelzwannen mit einem erheblich höheren Stromanteil betrieben werden kann. Hierzu wird Strom aus erneuerbaren Energien bezogen. Gleichzeitig wird das Unternehmen seinen Produktionsprozess mit einem innovativen Steuerungssystem ausstatten. Dieses ganzheitliche Projekt zur Glasproduktion gibt wichtige Impulse für eine klimafreundliche und nachhaltige Glasherstellung. Es hat Modellcharakter für die gesamte Glasindustrie. Mit dem Umweltinnovationsprogramm wird die erstmalige, großtechnische Anwendung einer innovativen Technologie gefördert. Das Vorhaben muss über den Stand der Technik hinausgehen und sollte Demonstrationscharakter haben.

System Mammut - Transport- und Baufahrzeuge für die umweltschonende Errichtung von Bauwerken in der Natur im 90-Tonnen-Bereich

Ziel des Vorhabens ist die Umsetzung eines modularen Transportsystems - System Mammut. Kern des Systems Mammut sind ferngesteuerte, selbstfahrende Kettenfahrzeuge mit austauschbaren Aufbauten, wie verschiedene Schwerlastkrane. Vorteile des Systems sind eine gute Geländegängigkeit und ein raumsparender Schwenkbereich in Kurven. Dadurch können schwere Eingriffe in die Landschaft, vor allem durch Wegebau, vermieden werden. Außerdem verdichten Kettenfahrzeuge durch ihre breite Auflagefläche und größere Verteilung des Gewichts die Böden wesentlich geringer als radbasierte Transportmittel. Mit dem Vorhaben wird ein innovatives Konzept für den Transport von massiven Bauteilen auf unwegsamem Gelände umgesetzt. Durch den Einsatz von Kettenfahrzeugen in diesem Bereich ergibt sich eine erhebliche Umweltentlastung gegenüber den konventionellen Transporten.

Errichtung einer Anlage zur Beheizung der Gewächshäuser einer Gärtnerei mittels erdgasbetriebener Wärmepumpen, die im Grundwasser gespeicherte Erdwärme nutzbar machen

Bei dem Pilotvorhaben der OCER Energie GmbH im niedersächsischen Zetel (Kreis Friesland/Niedersachsen), wird die im Grundwasser gespeicherte Erdwärme genutzt, um Gewächshäuser einer Gärtnerei ganzjährig, kontinuierlich mit Wärme zu versorgen. Damit kann im Vergleich zu einer herkömmlichen Erdgasheizung rund die Hälfte des Brennstoffs eingespart werden. Der Ausstoß an klimaschädlichem Kohlendioxid wird um rund 368 Tonnen pro Jahr verringert. Die im Rahmen des Vorhabens benötigte Wärmeenergie soll mittels erdgasbetriebener Wärmepumpen Brunnenwasser aus rund 30 Meter Tiefe, das ganzjährig ca. 10 Grad Celsius warm ist, gewonnen werden. Zusätzlich soll auch die Abwärme der Gasmotoren genutzt werden. Da an sonnenscheinreichen Tagen eine Beheizung der Gewächshäuser nicht nötig ist, wird die Wärme in dieser Zeit in Wassertanks gespeichert und je nach Bedarf zugeführt. Das Vorhaben kann ein Modell für eine Vielzahl von anderen Gärtnereien und Einrichtungen sein, bei denen die benötigte Energie oft die größten Kosten verursacht und Grundwasser in ausreichender Menge zur Verfügung steht.

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