CO2-Minderung in der Kalkindustrie durch den Einsatz wasserstoffbasierter Brennstoffe (H2, NH3) in Schachtöfen (2024-2026):
Forschungspartner:
- Ruhr-Universität Bochum - Institut für Energietechnik - Lehrstuhl Energieanlagen und Energieprozesstechnik (LEAT)
- Ruhr-Universität Bochum - Institut für Energietechnik - Lehrstuhl Energiesysteme und Energiewirtschaft (LEE)
Ansprechpartnerin:
- Marlena Wissel
Seit März 2024 läuft das DLR Projekt „CO2-Minderung in der Kalkindustrie durch den Einsatz wasserstoffbasierter Brennstoffe (H2, NH3) in Schachtöfen“ gemeinschaftlich mit zwei Lehrstühlen des Instituts für Energietechnik der Ruhr-Universität Bochum. Das Projekt wird vom Lehrstuhl für Energieanlagen und Energieprozesstechnik (LEAT, Prof. Scherer) zusammen mit dem Lehrstuhl Energiesysteme und Energiewirtschaft (LEE, Prof. Bertsch) durchgeführt.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird erarbeitet, welche technischen Erkenntnisse und Werkzeuge sowie wirtschaftlichen Rahmenbedingungen verfügbar sein müssen, um das CO2-Einsparpotenzial durch die Verbrennung von wasserstoffbasierten Brennstoffen (NH3/H2) zu nutzen und gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit der mitteständisch geprägten Kalkindustrie in Deutschland weiterhin sicherzustellen. Zur Bearbeitung der Thematik werden folgende Werkzeuge kombiniert, die diese Bewertung zulassen:
1. Die detaillierte Beschreibung der chemisch/physikalischen Prozesse mittels 3D-CFD unter Nutzung detaillierter Reaktionsmechanismen
2. Die Energiesystemanalyse, die eine Systemoptimierung in Hinsicht auf Energieeinsatz und Kosten zulässt
3. Die Ökobilanzierung, die die Bewertung potenzieller Umwelteinwirkungen unter Berücksichtigung der Vorketten erlaubt.
Abb.: Zukunftsvision der Wasserstoffinfrastruktur in Deutschland mit Anbindung ans Kalkwerk (Fotolizenz: iStock)
Dabei werden unter anderem der Einfluss auf den Brennprozess, die Produktqualität und den Energiebedarf des Kalkbrennprozesses sowie die Kostenentwicklung des Erdgases, des grünen H2 oder NH3 und der CO2-Zertifikate untersucht. Die Ergebnisse werden Anfang 2026 erwartet und münden in Handlungsempfehlungen für die Kalkindustrie, anhand derer sich für einen Standort die wirtschaftliche Tragfähigkeit einer NH3/H2 Nutzung bewerten lässt. Die Nutzung von grünem Wasserstoff als Brennstoff ist für die Kalkindustrie von großem Interesse, da das Ofenabgas nur noch aus einem hochreinen rohstoffbedingten CO2-Strom bestehen würde, der eine anschließende Verwertung des CO2 im Sinne von CCU oder den CO2-Transport in Kombination mit der CO2-Speicherung vereinfacht.
Das Projekt 23229N wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) über das Programm der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) für 30 Monate gefördert.