Forschungsprojekte sollen Zementherstellung CO2-frei machen

Im Bereich der Zementerzeugung sind die Einsparungsmöglichkeiten bei CO2 besonders groß: Sieben bis acht Prozent der weltweiten Kohlendioxid-Emissionen entstehen allein in diesem Industriezweig. „Der Cleantech-Cluster unserer Standortagentur Business Upper Austria begleitet vielversprechende Kooperationsprojekte, die nun alternative Beheizungsmethoden erforschen und so die Dekarbonisierung der Zementindustrie vorantreiben. Außerdem beschäftigt sich ein Projekt mit der CO2-Abscheidung, um das klimaschädliche Gas anderweitig nutzbar zu machen“, so Wirtschafts- und Forschungs-Landesrat Markus Achleitner.

Einsatz von Wasserstoff bei der Klinkerherstellung

Wasserstoff, hergestellt aus erneuerbarem Strom, hat großes Potenzial für die Dekarbonisierung der Industrie. Bis allerdings die Wasserstoff-Technologien in der industriellen Anwendung breit ausgerollt werden können, sind noch einige technische und logistische Hürden zu nehmen.

„In der Zementindustrie gibt es bislang kaum verfügbares praktisches Wissen oder Erfahrungen zum Einsatz von Wasserstoff als Brenngas in Drehöfen“, erklärte Helmut Leibinger, Leiter des Net Zero Emission-Teams bei der Rohrdorfer Unternehmensgruppe, zu der das Zementwerk Hatschek gehört.

Im Projekt „Wasserstoff als Energieträger im Zementwerk“ sollen Wasserstoffbrenner statt konventionellen Brennern, die mit fossilen gas- oder staubförmigen Brennstoffen (Erdgas, Kohlestaub, Sekundärbrennstoffe) beschickt werden, in bestehende und neue Anlagen implementiert werden. Wasserstoff als Brennstoff unterscheidet sich deutlich von anderen Energieträgern, birgt somit Entwicklungsrisiken und erfordert besondere Vorkehrungen. Gemeinsam mit den Projektpartnern Ebner Industrieofenbau (Leonding) und Enrag GmbH (Attnang-Pchheim) werden Lösungen zum sicheren und effizienten Einsatz der Technologie gesucht. 

Strombasierte Klinkerherstellung - Einsatz von Plasma-Lichtbögen

Eine Umstellung des bisher brennstoffbasierten Klinkerbrennprozesses auf eine rein elektrische Beheizung ist eine weitere Möglichkeit, die CO2 -Emissionen aus den Brennstoffen zu reduzieren, denn elektrischer Strom kann durch Sonne, Wind oder Wasser CO2-frei bereitgestellt werden. Die Elektrifizierung ist aber herausfordernd: Widerstandsheizungen oder Elektrolichtbogenöfen sind in der Zementproduktion ungeeignet. Eine mögliche Lösung könnte der Einsatz von Plasma-Lichtbögen sein.

Bisher wurde noch kein industrieller Ofen in der Zementindustrie mit einem Plasmabrenner ausgerüstet. Das Projekt „Nutzung elektrischer Energie zur Prozesswärmeerzeugung mittels Plasmabrenner“ klärt die Anforderungen an die Plasmatechnologie in der Zementproduktion. Bei diesem Projekt arbeitet Hatschek mit Thermal Processing Solutions TPS GmbH (Braunau), Enrag GmbH (Attnang-Puchheim) und dem Karlsruher Institut für Technologie KIT zusammen.

Kohlendioxid binden und nutzen

Zusätzlich zu den Projekten zur Umstellung des Klinkerbrennprozesses wird ebenfalls im Zementwerk Hatschek und mit Unterstützung des Cleantech-Clusters daran geforscht, die CO2-Abscheidung aus Rauchgasen zu optimieren. Dabei wird eine neuartige CO2-Absorptions- und Elektrolysezelle eingesetzt, die von vier oberösterreichischen Unternehmen gemeinsam mit der Universität Innsbruck entwickelt wird. Basis dazu ist die Modellierung und Simulation der neuen Prozesstechnologie durch Experten der Enrag, eines jungen Unternehmens aus Attnang-Puchheim. Beteiligt sind weiters die Scheuch GmbH und die GIG Karasek GmbH.

Das übergeordnete Ziel ist, die CO2-Nutzung als künftigen Geschäftszweig zu etablieren und einen Innovationsschritt in der energieeffizienten Abgasreinigung und somit weiter Richtung Dekarbonisierung zu machen und zu implementieren. Kohlendioxid kann durch innovative Technologien mittelfristig als Rohstoff nutzbar gemacht werden – etwa für Kunststoffe oder Kraftstoffe.