Wasserstoff-Kupolofen – Power-to-Gas – Überschlagsrechnung für eine Kupolofengießerei

Christoph Stratmann
M. Busch GmbH & Co. KG

Der Vortrag - H2 – KO, Power to Gas – untersucht in einem Gedankenexperiment die Idee, einen koksbefeuerten Kupolofen in einen Wasserstoff betriebenen Kupolofen zu transferieren.

Im Vortrag wird hauptsächlich auf die energetische Betrachtungsweise eingegangen. Die mit dieser Umstellung verbundenen verfahrenstechnischen und logistischen Thematiken werden nur, der Vollständigkeit halber, am Rand erwähnt.

Dieses Gedankenexperiment wird auf eine fiktive Grauguß-Gießerei mit einer Schmelzleistung von 100.000 t/a übertragen.

Im Vortrag wird gezeigt, welche Energien der Schmelzprozess im Kupolofen benötigt und welche Mengen an H2 äquivalent dafür erzeugt werden müssen. Des Weiteren erfolgt die Umrechnung in die benötigte Primärenergie Strom, die jedoch aus  Windkraft erzeugt werden soll. Hierbei werden auch die realen Betriebsbedingungen regenerativer Windanlagen berücksichtigt.

Es wird verdeutlicht, das die geforderten Energietransferierungen von regenerativ erzeugtem Wind-Strom über die Elektrolyse in chemische Energie und deren logistisches Handling enormen Wirkungsgradverlusten unterworfen sind. Ebenso zeigt sich die nicht konstante Energieverfügbarkeit der Regenerativen als zentrales Problem der Wind- und Solarenergie überhaupt.
Eine verlässliche Energieverfügbarkeit ist für einen wirtschaftlich zu führenden Produktionsbetrieb jedoch von äußerster Wichtigkeit und Standortrelevant.

Abschließend wird auch die Frage gestellt, ob Wasserstoff der geeignete Energieträger für den zukünftigen Schmelzprozess darstellt, oder ob es nicht zielführender ist, eine Kupolofen-Schmelzerei direkt in eine Elektroofen-Schmelzerei zu überführen.