Wasserstoff als Energieträger als Alternative zu fossilen Brennstoffen für die energieintensive Keramikindustrie mittels hochinnovative Technologietransformation durch eine grundlegend neue Brennofentechnologie und die Anpassung der Materialien.

 

 

Wassersoff als alternativer Energieträger für die energieintensive Keramikindustrie

Nur über eine hochinnovative Technologietransformation mit Einbezug der Verfügbarkeit des grünen Wasserstoffs, der Entwicklung neuer Ofentechnologien und Adaption der Materialien kann der Einsatz von Wasserstoff als alternativer Energieträger für die energieintensive Herstellung keramischer Produkte realisiert werden. So kann die Existenz der keramischen Industrie speziell in Deutschland zukunftsgerecht gesichert werden.

Das H2TO-Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, aufbauend auf der nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung ein Konzept zu einer wasserstoffbetriebenen Tunnelofentechnologie für einen realen Produktionsbetrieb zur Herstellung keramischer Schamotte mit Demonstrationscharakter zu entwickeln und die Umsetzung auf Bestandsofenanlagen zu spezifizieren.

 

Technologietransformation

Durch die Untersuchung der Möglichkeiten zur lokalen Erzeugung und Versorgung mit grünem Wasserstoff, sowie der Entwicklung einer Tunnelofentechnologie, insbesondere in Bezug auf sich wechselseitig beeinflussenden energie- und prozessbedingten Emissionen und die Untersuchung und Anpassung der Materialien an die geänderten Prozessbedingungen wird aufzeigt, wie die Hersteller der Keramikprodukte mit Einsatz von emissionsseitigen Prozessinnovationen, Brennwerttechnik und Anpassungen der Steuerungstechnik befähigt werden können, in Abhängigkeit vom Angebot und ökonomischen Zwängen, schrittweise auf Wasserstoff umzurüsten.

Schlussendlich soll die Entwicklung des Wasserstoff-Konzeptes der Keramikindustrie die Möglichkeiten der Umsetzbarkeit, den Aufwand und das Investitionsvolumen der Technologietransformation hin zum Wasserstoffbetrieb aufzeigen und so unmittelbaren Impact auf die Energiewende keramischer Unternehmen ausüben.

 

Projektpartner

In dem Projekt wird entlang 3 Handlungssträngen geforscht: Im ersten Handlungsstrang wird unter der Leitung der Transferstelle Bingen (TSB) des ITB – Institut für Innovation, Transfer und Beratung GmbH ein Energiekonzept entwickelt auf der Konzeption einer lokalen, dezentralen Erzeugung und Versorgung eines Produktionsbetriebs von keramischer Schamotte, Kärlicher Ton- und Schamottewerke Mannheim & Co. KG in Mülheim Kährlich, mit grünem Wasserstoff unter Berücksichtigung aktueller technologischer Entwicklungen. KTS koordiniert die Tätigkeiten, um einen realistischen und ökonomisch sinnvollen Technologietransfer zu ermöglichen.

Im zweiten Handlungsstrang wird unter der Leitung des IZF Institut für Ziegelforschung Essen e.V. (Prüfstand Emissionskonzept) zusammen mit KERATEK GmbH, Bad Essen (Wasserstoff Infrastruktur, Wärme- und Stoffströme und Konstruktion), Keramischer OFENBAU GmbH, Hildesheim (Ofentechnologie, Integration der Teiltechnologien) und Kueppers Solutions GmbH, Gelsenkirchen (Brennertechnologie), eine umfassende innovative Tunnelofentechnologie auf Basis eines kontinuierlichen Fertigungskonzeptes unter Implementierung der Brennwerttechnologie im industriellen Kontext entwickelt.

In dritten Handlungsstrang, mit Fokus auf die Werkstoff- und Rezeptentwicklung, wird durch das Forschungsinstitut für Glas -Keramik GmbH aus Höhr-Grenzhausen die Wechselwirkung einer wasserdampfhaltigen Atmosphäre bei der Versinterung keramischer Schamotte (Gefüge-Entwicklung, keramische Eigenschaften) untersucht, um eine passgenaue Entwicklung von Schamotterezepturen für den Wasserstoffbrand zu ermöglichen.